矩形水池设计与池壁计算Word文档下载推荐.docx
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混凝土:
等级C25,重度25.00kN/m3,泊松比0.20
保护层厚度(mm):
池壁(内35,外35),底板(上40,下40)
钢筋级别:
HRB335,裂缝宽度限值:
0.20mm,配筋调整系数:
1.00
按裂缝控制配筋计算
2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:
mm2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.
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.
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
池壁自重G2=[2×
(L+B)-4×
t1]×
[H-h1-h3]×
t1×
γc
=[2×
(3.500+3.500)-4×
0.250]×
[3.900-0.200-0.400]×
0.250×
25.00=268.13kN
底板自重G3=(L+2×
t2)×
(B+2×
h3×
=(3.500+2×
0.400)×
(3.500+2×
0.400×
25.00=184.90kN
水池结构自重Gc=G2+G3=453.03kN
(2)池内水重Gw计算
池内水重Gw=(L-2×
t1)×
(B-2×
Hw×
rw
=(3.500-2×
0.250)×
(3.500-2×
3.000×
10.00=270.00kN
(3)覆土重量计算
池顶覆土重量Gt1=0kN
池顶地下水重量Gs1=0kN
底板外挑覆土重量Gt2=6.240×
(3.400-0.400)=18.72kN
基底以上的覆盖土总重量Gt=Gt1+Gt2=18.72kN
基底以上的地下水总重量Gs=Gs1+Gs2=0.00kN
(4)活荷载作用Gh
顶板活荷载作用力Gh1=3.500×
3.500×
1.50=18.38kN
地面活荷载作用力Gh2=6.240×
10.00=62.40kN
活荷载作用力总和Gh=Gh1+Gh2=18.38+62.40=80.78kN
(5)基底压力Pk
基底面积:
A=(L+2×
t2)=4.300×
4.300=18.49m2
基底压强:
Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A
=(453.03+270.00+18.72+0.00+80.78)/18.490=44.48kN/m2
3.1.2修正地基承载力
(1)计算基础底面以上土的加权平均重度rm
rm=[0.300×
(20.00-10)+3.100×
18.00]/3.400
=17.29kN/m3
(2)计算基础底面以下土的重度r
考虑地下水作用,取浮重度,r=20.00-10=10.00kN/m3
(3)根据基础规范的要求,修正地基承载力:
fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)
=120.00+0.00×
10.00×
(4.300-3)+1.00×
17.29×
(3.400-0.5)
=170.15kPa
3.1.3结论:
Pk=44.48<
fa=170.15kPa,地基承载力满足要求。
3.2抗浮验算
抗浮力Gk=Gc+Gt+Gs=453.03+18.72+0.00=471.75kN
浮力F=(3.500+2×
0.300×
10.0×
1.00
=55.47kN
Gk/F=471.75/55.47=8.50>
Kf=1.05,抗浮满足要求。
3.3荷载计算
3.3.1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/m2):
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(0.500)
0.00
地面(0.000)
3.33
4.23
1.33
底板顶面(-3.000)
18.00
27.09
19.33
(2)池内底部水压力:
标准值=30.00kN/m2,基本组合设计值=38.10kN/m2
3.3.2底板荷载计算(池内无水,池外填土):
水池结构自重标准值Gc=453.03kN
基础底面以上土重标准值Gt=18.72kN
基础底面以上水重标准值Gs=0.00kN
基础底面以上活载标准值Gh=80.78kN
水池底板以上全部竖向压力基本组合:
Qb=(453.03×
1.20+18.72×
1.27+0.00×
1.27+80.78×
1.27)/18.490
=36.24kN/m2
水池底板以上全部竖向压力准永久组合:
Qbe=(453.03+18.72+0.00×
1.00+1.50×
12.250×
0.40+10.00×
6.240×
0.40)/18.490
=27.26kN/m2
板底均布净反力基本组合:
Q=36.24-0.400×
25.00×
1.20
=24.24kN/m2
板底均布净反力准永久组合:
Qe=27.26-0.400×
25.00
=17.26kN/m2
3.4内力,配筋及裂缝计算
弯矩正负号规则:
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)
(3)L侧池壁内力:
计算跨度:
Lx=3.250m,Ly=3.500m,三边固定,顶边自由
池壁类型:
普通池壁,按双向板计算
基本组合作用弯矩表(kN.m/m)
部位
池外土压力
池内水压力
温湿度作用
内侧-水平跨中
4.16
-
水平边缘
12.76
竖直跨中
2.67
竖直上边缘
竖直下边缘
14.64
外侧-水平跨中
-5.74
-11.97
-17.71
-9.24
-14.00
-23.24
-3.72
-11.29
-15.01
-0.00
-10.50
-13.48
-23.98
准永久组合作用弯矩表(kN.m/m)
2.91
10.04
1.89
11.53
-4.52
-10.47
-14.99
-6.47
-12.25
-18.72
-2.93
-9.88
-12.81
-7.43
-11.79
-19.22
(4)B侧池壁内力:
(5)底板内力:
Lx=3.250m,Ly=3.250m,四边固定
按双向板计算.
1.池外填土,池内无水时,荷载组合作用弯矩表(kN.m/m)
上侧-L向跨中
5.41
3.85
B向跨中
下侧-L向边缘
-13.08
-9.32
B向边缘
(6)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《水池结构规程》附录A公式计算.
式中Mq—在作用效应准永久组合下,计算截面处的弯矩(N.mm)
wmax—最大裂缝宽度(mm)
ψ—裂缝间受拉钢筋应变不均匀系数,当ψ<
0.4时,取0.4;
当ψ>
1.0时,取1.0
σsq—按作用效应准永久组合计算的截面纵向受拉钢筋应力(N/mm2)
Es—钢筋的弹性模量(N/mm2)
c—最外层纵向受拉钢筋的混凝土保护层厚度(mm)
d—纵向受拉钢筋直径(mm)
ρte—以有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率
υ—纵向受拉钢筋表面特征系数
α1—系数,对受弯、大偏心受压构件取α1=0;
对大偏心受拉构件取
α2—系数,对受弯构件取α2=1.0,对大偏心受压构件
取α2=1-0.2×
h0/e0,对大偏心受拉构件取α2=1+0.35×
h0/e0。
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:
①L侧池壁配筋及裂缝表(弯矩:
kN.m/m,面积:
mm2/m,裂缝:
mm)
弯矩
计算面积
实配钢筋
实配面积
裂缝宽度
500
D12@200
565
0.02
0.08
0.10
0.13
0.16
0.11
②B侧池壁配筋及裂缝表(弯矩:
③底板配筋及裂缝表(弯矩:
800
D14@190
810
0.04
裂缝验算均满足.
3.5混凝土工程量计算:
(1)池壁:
[(L-t1)+(B-t1)]×
2×
h2
=[(3.500-0.250)+(3.500-0.250)]×
3.500=11.38m3
(2)底板:
(L+2×
h3
=(3.500+2×
0.400=7.40m3
(3)水池混凝土总方量=11.38+7.40=18.77m3
1-1池壁计算:
1计算条件
_计算板长=3.500(m);
计算板宽=3.500(m);
板厚=250(mm)
_板容重=20.00(kN/m3);
板自重荷载设计值=6.00(kN/m2)
恒载分项系数=1.20;
活载分项系数=1.40
荷载设计值(不包括自重荷载):
三角形荷载=60.00(kN/m2)
_砼强度等级:
C25,fc=11.90N/mm2
支座纵筋级别:
HRB335,fy=300.00N/mm2
板底纵筋级别:
_混凝土保护层=35(mm),配筋计算as=40(mm),泊松比=0.20
_支撑条件=
四边_上:
自由_下:
固定_左:
固定_右:
固定
角柱_左下:
无_右下:
无_右上:
无_左上:
无
2计算结果
_弯矩单位:
kN.m/m,配筋面积:
mm2/m,构造配筋率:
0.20%
弯矩计算方法:
查表
---------------------------------------------------------------
_
(1)跨中:
[水平]_[竖向]
_弯矩11.9__7.9
_面积500(0.20%)_500(0.20%)
_实配D12@200(565)_D12@200(565)
_
(2)四边:
[上]__[下]__[左]__[右]
_弯矩0.0_-29.9__-26.7__-26.7
_面积500(0.20%)_500(0.20%)_500(0.20%)_500(0.20%)
_实配D12@200(565)_D12@200(565)_D12@200(565)_D12@200(565)
_(3)平行板边:
[左]__[中]__[右]
_上边弯矩:
-7.2__10.0__-7.2
_上边配筋:
500(0.20%)_500(0.20%)_500(0.20%)
_上边实配:
D12@200(565)_D12@200(565)_D12@200(565)