矩形水池设计(JSC0001)--水池荷载验算.docx

矩形水池设计(JSCoOol)项目名称构件编号B期设计校对审核执行规范：混凝土结构通用规范(GB55008-2021),本文简称混凝土通用规范混凝土结构设计规范(GB50010-2010(2015年版)，本文简称混凝土规范建筑与市政地基基础通用规范(GB55003-2021),本文简称地基通用规范建筑地基基础设计规范(GB50007-2011),本文简称地基规范工程结构通用规范(GB55001-2021)建筑结构荷载规范(GB50009-2012),本文简称荷载规范给水排水工程构筑物结构设计规范(GB50069-2002),本文简称给排水结构规范给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程(CECS138-2002),本文简称水池结构规程钢筋：d-HPB300;D-HRB335;E-HRB400;F-RRB400;G-HRB500;Q-HRBF400;R-HRBF5001基本资料1. 1几何信息水池类型：有顶盖全地上长度L=3.950m,宽度B=4.300m,高度H=2.000m,底板底标高=0.OOOm池底厚h3=150mm,池壁厚11=150mm,池顶板厚hl=90mm,底板外挑长度t2=0mm注：地面标高为±0.000。O1.2土水信息土天然重度18.00kN?,土饱和重度20.OOkWm*土内摩擦角30度地基承载力特征值fak=0.OkPa,宽度修正系数nb=0.00,埋深修正系数n.1=1.00地下水位标高-2.OOom,池内水深1.600m,池内水重度10.00kNm3,浮托力折减系数1.00,抗浮安全系数Kf=I.051. 3荷载信息活荷载：池顶板0.50kN,地面0.OOkN/组合值系数0.90恒荷载分项系数：水池自重L30,其它1.30活荷载分项系数：地下水压1.50,其它1.50活载调整系数：其它LOO活荷载准永久值系数：顶板0.50,地面0.50,地下水L00,温湿度LoO考虑温湿度作用：池内外温差10.0度，内力折减系数065,睑线膨胀系数LOO(10*7°C)不考虑温度材料强度折减1.4钢筋碎信息混凝土：等级C15,重度25.00kNm*泊松比0.20纵筋保护层厚度(mm)：顶板(上35,下35),池壁(内35,外35),底板(上35,下35)钢筋级别：HPB300,裂缝宽度限值：020mm,配筋调整系数：1.00构造配筋采用混凝土规范GB50010-20102计算内容(1)地基承载力验算(2)抗浮验算(3)荷载计算(4)内力(考虑温度作用)计算(5)配筋计算(6)裂缝验算(7)混凝土工程量计算3计算过程及结果单位说明：弯矩:kN.m/m钢筋面积:m/裂缝宽度:mm计算说明：双向板计算按查表恒荷载:水池结构自重,土的竖向及侧向压力，内部盛水压力.活荷载:顶板活荷载,地面活荷载,地下水压力,温湿度变化作用.裂缝宽度计算按长期效应的准永久组合.水池方位定义如下：水池方位示意图3.1地基承载力验算3.1.1基底压力计算(1)水池自重GC计算顶板自重Gl=38.22kN池壁自重G2=104.94kN底板自重G3=63.69kN水池结构自重Gc=Gl+G2+G3=206.85kN(2)池内水重GW计算池内水重Gw=233.60kN(3)覆土重量计算池顶覆土重量GtI=0kN池顶地下水重量GSl=0kN底板外挑覆土重量Gt2=0.00kN基底以上的覆盖土总重量Gt=Gtl+Gt2=0.00kN基底以上的地下水总重量GS=Gsl+Gs2=0.00kN(4)活荷载作用Gh顶板活荷载作用力GhI=8.49kN地面活荷载作用力Gh2=0.00kN活荷载作用力总和Gh=GhI+Gh2=8.49kN(5)基底压力Pk基底面积：A=(L+2Xt2)×(B+2×t2)=3.950X4.300=16.99m基底压强：Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A=(206.85+233.60+0.00+0.00+8.49)/16.985=26.43Wm3. 1.2修正地基承载力(1)计算基础底面以上土的加权平均重度rmrm=18.00kNm,(2)计算基础底面以下土的重度r地下水位于底板下Im以下，不考虑地下水作用，r=18.00kNm3(3)根据地基规范的要求，修正地基承载力：fa=fak+Rb(b-3)+11Y«(d0.5)=0.00+0.00X18.OOX(3.9503)+l.00X18.00×(0.500-0.5)=0.00kPa3.1.3结论：Pk=26.43>fa=O.00kPa,地基承载力不满足！3.2抗浮验算由于地下水位低于池底标高,不需要进行本项验算3.3荷载计算3.3.1顶板荷载计算：池顶板自重荷载标准值：Pl=25.00X0.090=2.25kNm2顶板活荷载标准值：Phl=0.50kNm2池顶均布荷载基本组合：Qt=1.3O×P1+0.90×l.50×l.OOXPhl=3.60Wm池顶均布荷载准永久组合：Qte=Pl+0.50×Phl=2.50kNm23.3.2池壁荷载计算：(1)池外荷载：主动土压力系数Ka=0.33侧向土压力荷载组合(kN?):部位(标高)土压力标准值水压力标准值活载标准值基本组合准永久组合池壁顶端(1.955)0.000.000.000.000.00底板顶面(0.150)0.000.000.000.000.00地面(O.OOO)O.OOO.OOO.OOO.OOO.OO(2)池内底部水压力：标准值=16.OOkNm2,基本组合设计值=20.80kNm23.3.3底板荷载计算(池内无水，池外填土)：水池结构自重标准值Gc=206.85kN基础底面以上土重标准值Gt=O.OOkN基础底面以上水重标准值GS=O.OOkN基础底面以上活载标准值Gh=8.49kN水池底板以上全部竖向压力基本组合：Qb=(206.85×1.30+0.00X1.30+0.00×l.50+8.49×1.50X0.90X1.00)/16.985=16.51kNm2水池底板以上全部竖向压力准永久组合：Qbe=(206.85+0.00+0.OOX1.00+0.50×16.985X0.50)/16.985=12.43kNm2板底均布净反力基本组合：Q=16.51-0.150X25.00X1.30=11.63kNm2板底均布净反力准永久组合：Qe=12.43-0.150×25.OO=8.68kNm23.4内力,配筋及裂缝计算弯矩正负号规则：顶板:下侧受拉为正,上侧受拉为负池壁：内侧受拉为正,外侧受拉为负底板:上侧受拉为正,下侧受拉为负荷载组合方式：1.池外土压力作用(池内无水，池外填土)2 .池内水压力作用(池内有水，池外无土)3 .池壁温湿度作用(池内外温差=池内温度-池外温度)(1)顶板内力：oLx弯矩示意图MI平行于L方向板中心点的弯矩；M,平行于1,方向板中心点的弯矩；M0x平行于h方向板边缘弯矩；Moy一平行于L方向板边缘弯矩。计算跨度：h=3.800m,Iy=4.150m,四边固定按双向板计算荷载组合作用弯矩表(kN.mm)内力组合X向跨中Mxy向跨中MyX向边缘M0xy向边缘M0y基本组合1.291.10-2.95-2.79准永久组合0.900.76-2.05-1.93(2)XZ(前后)侧池壁内力:*色*Mx解底)弯矩示意图Mv平行于L方向板中心点的弯矩；MZ平行于IZ方向板中心点的弯矩；M0X平行于h方向板边缘弯矩；M0z平行于IZ方向板边缘弯矩。计算跨度：Ix=3.800m,lz=1.805m,四边固定池壁类型：浅池壁,其它荷载作用下,按竖向单向板计算温湿度应力按双向板计算池外土压力作用角隅处弯矩(kN.mm):基本组合:-0.00,准永久组合:-0.00池内水压力作用角隅处弯矩(kN.mm):基本组合：1.97,准永久组合：1.511.池外填土,池内无水时,荷载组合作用弯矩表(kN.mm)基本组合作用弯矩表(kN.mm)池外土内力组合水平跨中Mx竖向跨中'J水平边缘MOI边缘M0Z(底)边缘MN顶)M0.000.00-0.000.000.00池外土+温湿度作用内力组合水平跨中M.竖向跨中水平边缘M0x边缘加(底)边缘喂(顶)池外土压力0.000.00-0.000.000.00温湿度作用-4.52-4.52-4.52-4.52-4.52M-4.52-4.52-4.52-4.52-4.52准永久组合作用弯矩表(kN.m/m)池外土内力组合水平跨中竖向跨中水平边缘边缘MOZ(底)边缘MOZ(顶)M.MM0.000.00-0.000.000.00池外±+温湿度作用内力组合水平跨中Mx竖向跨中MZ水平边缘边缘.（底）边缘AH（顶）池外土压力0.000.00-0.000.000.00温湿度作用-3.35-3.35-3.35-3.35-3.35M-3.35-3.35-3.35-3.35-3.352.池内有水，池外无土时,荷载组合作用弯矩表（kN.mm）基本组合作用弯矩表（kN.mm）池内水内力组合水平跨中MX竖向跨中Mz水平边缘边缘M0z(Jg)边缘肌（顶）M-0.00-1.451.973.392.26池内水+温湿度作用内力组合水平跨中Mx竖向跨中水平边缘毗边缘MflZ（底）边缘吃（顶）池内水压力-0.00-1.451.973.392.26温湿度作用-4.52-4.52-4.52-4.52-4.52M-4.52-5.97-2.56-L14-2.27准永久组合作用弯矩表（kN.mm）池内水内力组合水平跨中MX竖向跨中Mz水平边缘边缘讹（底）边缘C（顶）M-0.00-1.121.512.611.74池内水+温湿度作用内力组合水平跨中Mx竖向跨中Mz水平边缘毗边缘C（底）边缘MN顶）池内水压力-0.00-L121.512.611.74温湿度作用-3.35-3.35-3.35-3.35-3.35M-3.35-4.47-1.84-0.75-L61YZ（左右）侧池壁内力:M?（而1.LIi弯矩示意图My一一平行于L方向板中心点的弯矩；MZ一平行于IZ方向板中心点的弯矩；M0y一一平行于L方向板边缘弯矩；M0z一一平行于L方向板边缘弯矩。计算跨度：Iy=4.150m,L=1.805m,四边固定池壁类型：浅池壁,其它荷载作用下,按竖向单向板计算温湿度应力按双向板计算池外土压力作用角隅处弯矩（kN.mm）:基本组合:-0.00,准永久组合:-0.00池内水压力作用角隅处弯矩（kN.mm）:基本组合：1.97,准永久组合：1.511.池外填土,池内无水时,荷载组合作用弯矩表（kN.mm）基本组合作用弯矩表（kN.mm）池外土内力组合水平跨中My竖向跨中MZ水平边缘M0y边缘加（底）边缘嚷（顶）M0.000.00-0.000.000.00池外土+温湿度作用内力组合水平跨中My竖向跨中Mz水平边缘MOy边缘C（底）边缘MOZ（顶）池外土压力0.000.00-0.000.000.00温湿度作用-4.52-4.52-4.52-4.52-4.52M-4.52-4.52-4.52-4.52-4.52准永久组合作用弯矩表（kN.mm）池外土内力组合水平跨中My竖向跨中M,.水平边缘M0y边缘M0Z（底）边缘MO式顶）M0.000.00-0.000.000.00池外±+温湿度作用内力组合水平跨中My竖向跨中Mz水平边缘M0y边缘加（底）边缘MoZ（顶）池外土压力0.000.00-0.000.000.00温湿度作用-3.35-3.35-3.35-3.35-3.35M-3.35-3.35-3.35-3.35-3.352.池内有水，池外无土时,荷载组合作用弯矩表（kN.mm）基本组合作用弯矩表（kN.mm）池内水内力组合水平跨中My竖向跨中MZ水平边缘M°）边缘M0z（底）边缘MO式顶）M-0.00-1.451.973.392.26池内水+温湿度作用内力组合水平跨中My竖向跨中Mz水平边缘M0y边缘加（底）边缘（顶）池内水压力-0.00-1.451.973.392.26温湿度作用-4.52-4.52-4.52-4.52-4.52M-4.52-5.97-2.56-1.14-2.27准永久组合作用弯矩表（kN.mm）池内水内力组合水平跨中My竖向跨中水平边缘边缘比.（底）边缘MoZ（顶）M-0.00-1.121.512.611.74池内水+温湿度作用内力组合水平跨中My竖向跨中M.水平边缘M0y边缘（底）边缘MO式顶）池内水压力-0.00-1.121.512.611.74温湿度作用-3.35-3.35-3.35-3.35-3.35M-3.35-4.47-1.84-0.75-1.61（4）底板内力：计算跨度：L=3.800m,L=4.150m,四边固定按双向板计算.池外填土,池内无水时,荷载组合作用弯矩表（kN.mm）内力组合X向跨中Mxy向跨中MyX向边缘M0xy向边缘Moy基本组合4.173.56-9.55-9.00准永久组合3.112.65-7.12-6.72配筋及裂缝：配筋计算方法:按单筋受弯构件计算板受拉钢筋.裂缝计算根据给排水结构规范附录A公式计算.按基本组合弯矩计算配筋,按准永久组合弯矩计算裂缝,结果如下:顶板配筋及裂缝表（弯矩:kN.mm,面积:DlmZn,裂缝:Inm）I-q出一屋Ax1.L11配筋示意图AI一平行于L方向的板跨中钢筋;Ay一一平行于1,方向的板跨中钢筋;A0x一一平行于L方向的板边缘钢筋；A0y一一平行于1,方向的板边缘钢筋。配筋部位弯矩计算面积实配钢筋实配面积裂缝宽度X向跨中Ax下侧1.29180d82002510.06y向跨中Ay下侧1.10180d82002510.05X向边缘A0,上侧-2.95241d82002510.14y向边缘AQy上侧-2.79225d82002510.13XZ（前后）侧池壁配筋及裂缝表（弯矩:kN.m/m,面积:mnOm,裂缝:mm）配筋示意图AX平行于L方向的板跨中钢筋;A2平行于IZ方向的板跨中钢筋;A0x平行于h方向的板边缘钢筋；A0z平行于L方向的板边缘钢筋。配筋部位弯矩计算面积实配钢筋实配面积裂缝宽度水平跨中Ax内0.00300d801603140.00外侧-4.52300d81603140.10竖向跨中AZ内侧0.00300d81603140.00外侧-5.97300d81603140.13水平边缘A0x内侧1.97300d81603140.05外侧-4.52300d81603140.10边缘AN底）内侧3.39300d81603140.08外侧-4.52300d81603140.10边缘AN顶）内2.26300d801603140.05外侧-4.52300d81603140.10YZ（左右）侧池壁配筋及裂缝表（弯矩:kN.mm,面积:iW/m,裂缝:mm）4；存之一4?olX配筋示意图Ay一平行于L方向的板跨中钢筋;AZ一平行于L方向的板跨中钢筋;A0y一一平行于L方向的板边缘钢筋；科一一平行于IZ方向的板边缘钢筋。配筋部位弯矩计算面积实配钢筋实配面积裂缝宽度水平跨中Ay内侧0.00300d81603140.00外侧-4.52300d81603140.10竖向跨中AZ内侧0.00300d81603140.00外侧-5.97300d81603140.13水平边缘A0y内侧1.97300d81603140.05外侧-4.52300d81603140.10边缘质（底）内根IJ3.39300d81603140.08外侧-4.52300d81603140.10边缘A°z（顶）内侧2.26300d81603140.05外侧-4.52300d8l603140.10底板配筋及裂缝表（弯矩：kN.mm,面积:Inm7m,裂缝:mm）配筋部位弯矩计算面积实配钢筋实配面积裂缝宽度X向跨中Ax上侧4.17300d81603140.09下侧0.00300d81603140.00y向跨中Ay上侧3.56300d8l603140.08下侧0.00300d81603140.00X向边缘A0X上侧0.00300d81603140.00下侧-9.55341dl02003930.17y向边缘A°y上侧0.00300d81603140.00下侧-9.00321dl02003930.16裂缝验算均满足.3.5混凝土工程量计算：(1)顶板：LXBXhl=3.950X4.300X0.090=1.53m3池壁：(L-tl)+(B-tl)X2XtlXh2二(3.950-0.150)+(4.300-0.150)×2×0.150X1.760=4.20m3底板：(L+2Xt2)X(B+2XXh3二(3.950+2X0.000)X(4.300+2X0.000)×0.150=2.55m(4)池外表面积：(L+2X×(B+2Xt2)×2+(2×B+2XL)X(H-h3)+(2×B+2×L+8×t2)Xh3=(3.950+2X0.000)X(4.300+2X0.000)×2+(2×4.300+2X3,950)X(2.000-0.150)+(2X4.300+2X3.950+8X0.000)×0.150=66.97m2(4)池内表面积：(L-2Xtl)×(B-2×tl)×2+(L+B-4×tl)×2×(H-h3-hl)=(3.950-2×0.150)X(4.300-2X0.150)X2+(3.950+4.300-4×0.150)×2×(2.000-0.150-0.090)=56.13m2(5)水池混凝土总方量=1.53+4.20+2.55=8.27m3【理正结构设计工具箱软件8.5计算日期：2023-02-2818:40:00