水池计算书范本模板Word下载.docx

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5N/㎡

《水工手册》表2—6

C30砼轴心抗压设计值

15N/㎡

C30砼弹性模量

0×

104N/㎡

《水工手册》表2-8

钢筋强度设计值

310N/㎡

《水工手册》表2—11

钢筋砼容重

25kN/m³

《规程》第4.2。

1.3计算原则与假定

本计算书分为池壁计算和底板计算两部分.

在池壁计算中，分析试水、完建、检修、洪水和运行工况的荷载作用情况，确定控制工况,然后分别计算控制工况下池壁的内力，再根据钢筋砼抗弯配筋计算和最小配筋率要求进行配筋。

底板计算根据倒置梁理论，假定地基反力直线分布，计算池底板内力并配筋。

池壁自重换算成集中荷载作用于底板的相应位置，池壁承受的弯矩以集中力偶的方式作用于池底板的相应位置.

水池不受地下水位影响，可不进行抗浮验算。

根据《水工手册》，地下式及半地下式水池的抗震性能较好，一般在8度地震区可不进行抗震验算。

水池位于地下,可不考虑温度和湿度的变化作用.

1.4水池结构尺寸的确定

1池壁厚度。

根据《手册》（P810）,对于敞口水池，垂直壁板通常做成等厚截面，根据构造要求，水池的壁板及底板厚度不宜小于200mm，池壁厚度设计为250mm。

2底板厚度。

根据《规程》第5。

1.9条，水池底板的厚度一般为壁厚的1。

2~1.5倍，即300~375mm，底板厚度设计为300mm,并向外挑出300mm。

3腋角.根据《规程》第7。

8条，现浇钢筋混凝土水池赤壁的拐角及与底板的交接处宜设置腋角，腋角边宽取为150mm。

池壁与底板的连接构造采用弹性连接的整体浇筑结构转角处设置45°

腋角，避免应力集中，并配置适量构造钢筋。

4混凝土垫层。

底板下面铺设100mm厚C15混凝土垫层,垫层超出底板边缘100mm。

5伸缩缝。

根据《手册》（P528），位于土基上地下式现浇钢筋混凝土结构伸缩缝的最大间距为30m，水池的设计长度为16m,故可不设伸缩缝.

2内力计算

2.1计算工况

水池内力计算通常分以下五种工况进行:

✧试水工况（竣工试水时）：

池内满水,池外无土;

✧完建工况（竣工时）:

池内无水，池外有土（无地下水）；

✧检修工况（使用放空或检修时）：

池内无水，池外有土（有地下水）;

✧洪水工况（洪水期）：

池内无水，池外有土（考虑洪水的渗流对地下水位的影响）；

✧运行工况（正常使用时）：

池内蓄水，池外有土.

在本计算书中，由于没有地下水的作用,完建工况、检修工况、洪水工况属于同一工况，即池内无水，池外有土（无地下水），记为检修工况。

试水工况和检修工况为控制工况，池壁外侧配筋由检修工况控制，内侧配筋由试水工况控制。

2池壁内力计算

根据《规程》表6.1.2，池壁壁板三边支承,一边自由,壁板长度LB与壁板高度HB之比大于3时，按竖向单向板计算.长边方向16/1.8=9﹥3,短边方向9/1.8=5﹥3。

壁板均按单向板计算.无地下水影响时，水池所受的永久荷载主要有结构自重、池内水压力、池外土压力，可变荷载有地面堆积荷载。

池内水压作为水池类构筑物的主要荷载，在设计过程中，应当偏于安全的按满水高度来计算水压。

在竖直方向截取单位长度的长条进行计算.

水池各项荷载标准值：

池壁重：

25×

1.8×

25=11.25kN/m；

底板自重：

3=7。

5kN/㎡;

底板上水重：

10×

8=18kN/㎡；

底板上土重：

18×

6=28.8kN/㎡；

下垫层自重：

23×

1=2.3kN/㎡；

下垫层土重:

9=34.2kN/㎡；

地面堆积荷载荷载：

10kN/㎡（《规程》第4.3.6条）

水侧压力：

10×

1.8=18kN/㎡；

土侧压力（上端）：

tan2（45°

-30°

/2）=3。

33kN/㎡；

土侧压力（下端）：

1。

6×

—30°

/2）﹢3.33=12.93kN/㎡；

荷载分项系数：

（1）基本组合分项系数，结构自重分项系数,1。

2;

永久作用分项系数，1.27；

地表或地下水压力,1。

27；

可变作用荷载分项系数，1。

40.

（2）准永久组合分项系数，地面堆积荷载,0。

5。

荷载基本组合下，各项荷载设计值分别为：

11.25×

1.2=13.5kN/m;

底板自重:

7.5×

2=9kN/㎡；

18×

27=22.86kN/㎡；

底板上土重:

28.8×

27=36.58kN/㎡；

下垫层自重:

2。

3×

1.27=2.92kN/㎡；

34.2×

27=43.4kN/㎡;

1.27=22。

86kN/㎡；

3.33×

1.27=4。

23kN/㎡;

12。

93×

1.27=16.42kN/㎡；

1试水工况（池内有水,池外无土）

根据《手册》表3.2.2-1，三角形荷载下，mc=—0。

104，

池壁角隅处最大局部水平弯矩设计值：

MCX=-0.104×

22.86×

1.8²

=-7.7kN·

m/m;

底端剪力设计值：

V=-0.5×

1.8=-20。

57kN/m；

底端弯矩设计值：

M=—1/6×

22。

86×

=—12.34kN·

m/m。

池壁角隅处最大局部水平弯矩标准值：

MCX=-6.06kN·

m/m；

底端剪力标准值：

V=-16.20kN/m；

底端弯矩标准值:

M=-9。

72kN·

2检修工况（池外有土，池内无水）

根据《手册》表3。

2-1，三角形荷载下,mc=—0。

104，均布荷载下,mc=-0。

426

MCX=（—0。

426×

4。

23—0。

104×

12.19）×

6²

=—7。

86kN·

（4.23﹢16.42）×

1.6=—10.33kN/m;

（16。

42+2×

4.23）×

=-10。

62kN·

MCX=—6.19kN·

底端剪力标准值:

V=—8.13kN/m;

底端弯矩标准值：

M=—8.39kN·

2.3底板的内力计算

水池的长短边之比16/9=1。

78﹤2,按双向受力底板计算，沿纵横两个方向截取单位截条进行计算。

根据《水工手册》表18-1，取短边方向为x方向，λ=9/16=0。

56,四边简支时，mx=0。

0918，my=0.0363。

1试水工况

底板弯矩以上端受拉为正。

（1）水侧压力产生的弯矩：

Mx=My=12。

34kN·

（2）池壁重：

N1=11。

2×

（16﹢9.5）=573。

75kN；

地基净反力：

p=573.75×

1.2/（17。

1×

10.1）=4。

0kN/m²

；

地基反力弯矩设计值：

Mx=0。

0918×

4×

9²

=29.7kN·

My=0.0363×

=11.8kN·

底板最大弯矩：

Mx=12。

34+29。

7=-42。

0kN·

My=12。

34+11。

8=-24.1kN·

2.3.2检修工况

底板弯矩以上端受拉为正.

（1）土侧压力产生的弯矩：

Mx=My=-10。

（2）池壁重:

N1=11.25×

75kN;

地基净反力:

1.2/（17.1×

0kN/m；

=29。

7kN·

My=0.0363×

=11。

8kN·

Mx=—10。

62+29.7=19。

1kN·

My=-10.62+11。

8=1。

2kN·

m/m.

3配筋计算

1池壁配筋计算

C30混凝土fc=15N/mm²

，二级钢筋fy=310N/mm²

，

=0.544，结构系数

=1.2，混凝土最小保护层厚度为30mm,预估钢筋直径为14mm,受拉钢筋合力点至受拉区边缘的距离取为37mm，壁板截面的有效高度h0=213mm。

最小配筋率ρmin=0。

45ft/fy=0.22%。

1纵向钢筋

外侧：

由检修工况水池的底端弯矩控制。

取单位长度计算。

弯矩设计值M=10.62×

0=10。

m，

=1。

10.62×

106/（15×

1000×

213²

）=0。

01838，

=0.01857﹤

=0。

544，不会超筋，

=0.01857×

15×

213÷

310=193mm²

ρ=As/bh0=193÷

1000÷

213=0。

09%﹤ρmin=0.22％。

内侧：

由试水工况水池的底端弯矩控制.取单位长度计算。

弯矩设计值M=12。

34×

1.0=12。

m,

=1.2×

12。

）=0.0214，

0232﹤

0216×

1000×

310=225mm²

ρ=As/bh0=225÷

213=0.10％﹤ρmin=0。

22%.

纵向受力钢筋内侧和外侧均按最小配筋率,配筋面积As=bh0ρmin=1000×

213×

0.22％=469mm²

单位长度内选用5

12@200（

=565mm²

）,ρ=As/bh0=565÷

213=0.26%﹥ρmin=0.22%。

1.2水平钢筋

由检修工况水池的角隅处水平弯最大矩控制。

弯矩设计值M=7.86×

1=7.86kN·

7。

）=0.0136，

0137﹤

=0.544，不会超筋,

0137×

310=143mm²

ρ=As/bh0=143÷

07％﹤ρmin=0。

22%。

由试水工况水池的角隅处水平最大弯矩控制。

弯矩设计值M=7。

70×

1=7。

70kN·

7.7×

）=0.0133，

=0.0134﹤

=0.0134×

310=139mm²

ρ=As/bh0=139÷

06%﹤ρmin=0。

水平角隅处弯矩较小，所需配筋面积很小.根据《混凝土规范》9。

1.7条，当按单向板设计时，应在垂直于受力的方向布置分布钢筋,单位宽度配筋率不小于0。

15%，配筋面积As=bh0ρmin=1000×

0.15%=320mm²

，单位长度内选用5Φ10＠200（

=393mm²

），ρ=As/bh0=393÷

18％﹥ρmin=0。

15％。

2底板钢筋计算

试水工况下底板上端受到的弯矩较大,为控制工况。

混凝土最小保护层厚度为40mm，受拉钢筋合力点至受拉区边缘的距离取为50mm，壁板截面的有效高度h0=250mm。

底板总弯矩：

Mx=42.0kN·

My=24。

3.2。

1长边方向

取单位长度计算，弯矩设计值M=24。

1=24.1kN·

24。

250²

0308,

0313﹤

0313×

250÷

310=379mm²

ρ=As/bh0=379÷

250=0.15％﹤ρmin=0。

22％.

1短边方向

弯矩设计值M=42×

1=42kN·

42×

）=0.0538，

0553﹤

=0.544,不会超筋，

=0.0553×

310=669mm²

ρ=As/bh0=669÷

250=0.27％﹥ρmin=0.22%。

底板上端和下端单位长度内配置5

14＠200（

=769。

5mm²

），ρ=As/bh0=769。

5÷

253=0。

30％。

4裂缝宽度验算

1池壁裂缝宽度验算

正常使用时，池内水位高1。

5m，水侧压力形成的弯矩标准值M=1/6×

1.5²

=5。

63kN·

土侧压力标准值M=—8.39kN·

水池正常使用时，池壁受到来自水和土的侧压力形成的弯矩，根据池壁内力计算可知，池壁准永久组合值为Mq=5.63—8.39=-2。

76kN·

受弯构件纵向受拉钢筋应力

=2.76×

106÷

87÷

565÷

213=26。

4N·

mm;

纵向受拉钢筋配筋率

=565÷

213=0.53%；

受拉钢筋应变不均匀系数

=1.1－0。

65×

2÷

53%÷

26.4÷

1=—8.2﹤0.4，取0.4；

最大裂缝宽度

8×

（2×

105）×

（1.5×

30+0.11×

12÷

53%）×

0.7=0.02mm﹤0。

25mm，符合要求。

4.2底板裂缝宽度验算

水池正常使用时，底板受到来自水和土的侧压力形成的弯矩、结构自重产生的地基反力的弯矩。

最大裂缝出现在短边方向。

水侧压力形成的弯矩标准值M=1/6×

5²

=5.63kN·

土侧压力弯矩标准值M=—8。

39kN·

地基反力弯矩标准值M=29。

7÷

1.2=24.8kN·

池壁准永久组合值为Mq=5.63-8。

39+24。

8=22.04kN·

=22。

04×

769.5÷

250=131。

7N·

mm；

=769.5÷

0.5÷

250=0。

62％;

=1.1－0.65×

62%÷

131.7÷

1=—0.5﹤0.4,取0。

4;

40+0。

11×

14÷

62%）×

0.7=0.10mm﹤0.25mm,符合要求。

5地基承载力验算

（16﹢9。

5）=573。

水重：

N2=10×

16×

9×

8=2592kN；

土重：

N3=34.2×

﹙17.1+9。

5﹚=545。

8kN;

底板重：

N4=7。

5×

17.1×

10.1=1295。

3kN；

P=（N1+N2+N3+N4）/A=5006.9÷

172。

7=29.0kN/㎡.

6工程量计算

1混凝土用量

水池池壁、底板及腋角均采用C30混凝土，下垫层采用C15混凝土。

池壁：

（9。

2＋16×

2）×

0.25=22.95m³

底板:

17。

10。

3=51。

8m³

腋角：

0.5×

0.15×

（1。

4+9×

2+16×

2）=0。

6m³

;

下垫层：

17.3×

1=17。

82m³

C30混凝土总量：

23。

0+51.8+0。

6=75.4m³

C15混凝土总量：

2土石开挖量

土石开挖边坡为1：

1,开挖形状为一倒置的台体。

高度：

H=1.6+0。

3+0.1=2m;

底面面积：

S1=17。

3=178.2㎡；

顶面面积:

S2=21。

14。

3=304。

6㎡；

开挖体积:

V=h/6[ab+（a+a1）（b+b1）+a1b1]=477.5m³

3土石回填量

回填体积：

V=477。

5-23—51。

8-9。

16。

6=152m³

4钢筋用量

M=5116kg。

7结论

水池可以设计为池壁厚250mm,底板厚300mm并外挑300mm，下设100mmC15混凝土垫层。

池壁与底板采用C30混凝土。

池壁纵向钢筋配置5

12＠200,水平钢筋配置5Φ10＠200；

底板上侧和下侧均配置5

14@200。

池壁与底板的配筋均满足裂缝宽度要求。