矩形水池設計(JSC-1)

項目名稱　　　　　　構件編號　　　　　　日　　期　　　　　　

設　　計　　　　　　?！　?/span>　　　　　　審　　核　　　　　　

執(zhí)行規(guī)范:

　　《混凝土結構設計規(guī)范》(GB 50010-2010),? 本文簡稱《混凝土規(guī)范》

　　《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB 50007-2011),? 本文簡稱《地基規(guī)范》

　　《建筑結構荷載規(guī)范》(GB 50009-2012),? 本文簡稱《荷載規(guī)范》

　　《給水排水工程構筑物結構設計規(guī)范》(GB 50069-2002),? 本文簡稱《給排水結構規(guī)范》

　　《給水排水工程鋼筋混凝土水池結構設計規(guī)程》(CECS 138-2002),? 本文簡稱《水池結構規(guī)程》

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鋼筋：d - HPB300; D - HRB335; E - HRB400; F - RRB400; G - HRB500; P - HRBF335; Q - HRBF400; R - HRBF500

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1 基本資料

1.1 幾何信息

??? 水池類型: 無頂蓋 半地上

??? 長度L=11.127m, 寬度B=23.727m, 高度H=2.289m, 底板底標高=-1.450m

??? 池底厚h3=250mm, 池壁厚t1=200mm,底板外挑長度t2=400mm

??? 注：地面標高為±0.000。

??

???????????????? (平面圖)????????????????????????????? (剖面圖)

1.2 土水信息

??? 土天然重度18.00 kN/m³ , 土飽和重度20.00kN/m³, 土內摩擦角30度

? ??地基承載力特征值fak=100.0kPa, 寬度修正系數η_b=0.00, 埋深修正系數η_d=1.00

??? 地下水位標高-0.500m,池內水深1.200m, 池內水重度10.00kN/m³,

??? 浮托力折減系數1.00, 抗浮安全系數Kf=1.05

1.3 荷載信息

??? 活荷載: 地面10.00kN/m²,? 組合值系數0.90

??? 恒荷載分項系數: 水池自重1.20,? 其它1.27

??? 活荷載分項系數: 地下水壓1.27,? 其它1.27

??? 活載調整系數: 其它1.00

??? 活荷載準永久值系數: 頂板0.40,? 地面0.40,? 地下水1.00,? 溫濕度1.00

??? 考慮溫濕度作用: 池內外溫差10.0度, 內力折減系數0.65, 砼線膨脹系數1.00(10^-5/°C)

1.4 鋼筋砼信息

??? 混凝土: 等級C30,? 重度25.00kN/m³,? 泊松比0.20

??? 縱筋保護層厚度(mm): 池壁(內35,外35),? 底板(上35,下35)

??? 鋼筋級別: HRB400,? 裂縫寬度限值: 0.20mm,? 配筋調整系數: 1.00

??? 構造配筋采用 混凝土規(guī)范GB50010-2010

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2 計算內容

(1) 地基承載力驗算

(2) 抗浮驗算

(3) 荷載計算

(4) 內力(考慮溫度作用)計算

(5) 配筋計算

(6) 裂縫驗算

(7) 混凝土工程量計算

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3 計算過程及結果

??? 單位說明: 彎矩:kN.m/m?? 鋼筋面積:mm²? 裂縫寬度:mm

??? 計算說明：雙向板計算按查表

????????????? 恒荷載:水池結構自重,土的豎向及側向壓力,內部盛水壓力.

????????????? 活荷載:頂板活荷載,地面活荷載,地下水壓力,溫濕度變化作用.

????????????? 裂縫寬度計算按長期效應的準永久組合.

3.1 地基承載力驗算

3.1.1 基底壓力計算

??? (1)水池自重Gc計算

?????? 池壁自重G2=702.44kN

?????? 底板自重G3=1828.27kN

?????? 水池結構自重Gc=G2+G3=2530.71 kN

??? (2)池內水重Gw計算

?????? 池內水重Gw=3002.62 kN

??? (3)覆土重量計算

?????? 池頂覆土重量Gt1= 0 kN

?????? 池頂地下水重量Gs1= 0 kN

?????? 底板外挑覆土重量Gt2= 456.36 kN

?????? 底板外挑地下水重量Gs2= 199.66 kN

?????? 基底以上的覆蓋土總重量Gt = Gt1 + Gt2 = 456.36 kN

?????? 基底以上的地下水總重量Gs = Gs1 + Gs2 = 199.66 kN

??? (4)活荷載作用Gh

?????? 地面活荷載作用力Gh2= 285.23 kN

?????? 活荷載作用力總和Gh=Gh2=285.23 kN

??? (5)基底壓力Pk

??? ???基底面積: A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=11.927×24.527 = 292.52 m²

?????? 基底壓強: Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A

?????????????????? =(2530.71+3002.62+456.36+199.66+285.23)/292.523= 22.13 kN/m²

3.1.2 修正地基承載力

??? (1)計算基礎底面以上土的加權平均重度rm

?????? rm=[0.950×(20.00-10)+0.500×18.00]/1.450

???????? = 12.76 kN/m³

??? (2)計算基礎底面以下土的重度r

?????? 考慮地下水作用，取浮重度，r=20.00-10=10.00kN/m³

??? (3)根據《地基規(guī)范》的要求，修正地基承載力:

?????? fa = fak + η_b γ(b - 3) + η_dγ_m(d - 0.5)

????????? = 100.00+0.00×10.00×(6.000-3)+1.00×12.76×(1.450-0.5)

????????? = 112.12 kPa

3.1.3 結論: Pk=22.13 < fa=112.12 kPa, 地基承載力滿足要求。

3.2 抗浮驗算

??? 抗浮力Gk=Gc+Gt+Gs=2530.71+456.36+199.66= 3186.73 kN

??? 浮力F=(11.127+2×0.400)×(23.727+2×0.400)×0.950×10.0×1.00

???????? =2778.97 kN

??? Gk/F=3186.73/2778.97=1.15 > Kf=1.05, 抗浮滿足要求。

3.3 荷載計算

3.3.1 池壁荷載計算:

??? (1)池外荷載:

?????? 主動土壓力系數Ka= 0.33

?????? 側向土壓力荷載組合(kN/m²):

??? (2)池內底部水壓力: 標準值= 12.00 kN/m², 基本組合設計值= 15.24 kN/m²

3.3.2 底板荷載計算(池內無水，池外填土):

??? 水池結構自重標準值Gc= 2530.71kN

??? 基礎底面以上土重標準值Gt= 456.36kN

??? 基礎底面以上水重標準值Gs= 199.66kN

??? 基礎底面以上活載標準值Gh= 285.23kN

??? 水池底板以上全部豎向壓力基本組合:

????? Qb = (2530.71×1.20+456.36×1.27+199.66×1.27+285.23×1.27×0.90×1.00)/292.523

???????? = 14.34kN/m²

??? 水池底板以上全部豎向壓力準永久組合:

????? Qbe = (2530.71+456.36+199.66×1.00+10.00×28.523×0.40)/292.523

????????? = 11.28kN/m²

??? 板底均布凈反力基本組合:

????? Q = 14.34-0.250×25.00×1.20

??????? = 6.84 kN/m²

??? 板底均布凈反力準永久組合:

????? Qe = 11.28-0.250×25.00

???????? = 5.03 kN/m²

3.4 內力,配筋及裂縫計算

??? 彎矩正負號規(guī)則:

????? 池壁:內側受拉為正,外側受拉為負

????? 底板:上側受拉為正,下側受拉為負

??? 荷載組合方式:

????? 1.池外土壓力作用(池內無水，池外填土)

????? 2.池內水壓力作用(池內有水，池外無土)

????? 3.池壁溫濕度作用(池內外溫差=池內溫度-池外溫度)

??? (1)L側池壁內力:

??????? 計算跨度: Lx= 10.927 m, Ly= 2.039 m ,? 三邊固定,頂邊自由

??????? 池壁類型: 淺池壁,其它荷載作用下,按豎向單向板計算

??????? 溫濕度應力按雙向板計算

????????? 池外土壓力作用角隅處彎矩(kN.m/m): 基本組合:-8.42, 準永久組合:-5.91

????????? 池內水壓力作用角隅處彎矩(kN.m/m): 基本組合:6.59, 準永久組合:5.19

??????? 基本組合作用彎矩表(kN.m/m)

??????? 準永久組合作用彎矩表(kN.m/m)

??? (2)B側池壁內力:

??????? 計算跨度: Lx= 23.527 m, Ly= 2.039 m ,? 三邊固定,頂邊自由

??????? 池壁類型: 淺池壁,其它荷載作用下,按豎向單向板計算

??????? 溫濕度應力按雙向板計算

????????? 池外土壓力作用角隅處彎矩(kN.m/m): 基本組合:-8.42, 準永久組合:-5.91

????????? 池內水壓力作用角隅處彎矩(kN.m/m): 基本組合:6.59, 準永久組合:5.19

??????? 基本組合作用彎矩表(kN.m/m)

??????? 準永久組合作用彎矩表(kN.m/m)

??? (3)底板內力:

??????? 計算跨度:Lx= 10.927m, Ly= 23.527m , 四邊固定

??????? 按單向板計算.

??????? 1.池外填土,池內無水時,荷載組合作用彎矩表(kN.m/m)

??? (4)配筋及裂縫:

??????? 配筋計算方法:按單筋受彎構件計算板受拉鋼筋.

??????? 裂縫計算根據《給排水結構規(guī)范》附錄A公式計算.

??????? 按基本組合彎矩計算配筋,按準永久組合彎矩計算裂縫,結果如下:

??????? ①L側池壁配筋及裂縫表(彎矩:kN.m/m, 面積:mm²/m, 裂縫:mm)

??????? ②B側池壁配筋及裂縫表(彎矩:kN.m/m, 面積:mm²/m, 裂縫:mm)

??????? ③底板配筋及裂縫表(彎矩:kN.m/m, 面積:mm²/m, 裂縫:mm)

??????? 裂縫驗算均滿足.

3.5 混凝土工程量計算:

??? (1)池壁: [(L-t1)+(B-t1)]×2×t1×h2

????????????? = [(11.127-0.200)+(23.727-0.200)]×2×0.200×2.039 = 28.10 m³

??? (2)底板: (L+2×t2)×(B+2×t2)×h3

????????????? = (11.127+2×0.400)×(23.727+2×0.400)×0.250 = 73.13 m³

??? (3)池外表面積: (L+2×t2)×(B+2×t2)×2+(2×B+2×L)×(H-h3)-(L-2×t1)×(b-2×t1)+(2×B+2×L+8×t2)×h3

??????????????????? = (11.127+2×0.400)×(23.727+2×0.400)×2+(2×23.727+2×11.127)×(2.289-0.250)-(11.127-2×0.200)×(23.727-2×0.200)+(2×23.727+2×11.127+8×0.400)×0.250

??????????????????? = 495.17 m²

??? (3)池內表面積: (L-2×t1)×(B-2×t1)×2+(L+B-4×t1)×2×(H-h3)

??????????????????? = (11.127-2×0.200)×(23.727-2×0.200)×2+(11.127+23.727-4×0.200)×2×(2.289-0.250)

??????????????????? = 639.29 m²

??? (4)水池混凝土總方量 = 28.10+73.13 = 101.23 m³

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【理正結構設計工具箱軟件 7.0PB1_SP1】 計算日期: 2018-11-12 11:12:48

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