简单矩形水池计算书.docx

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简单矩形水池计算书

结构专业计算书

建设单位名称：

项目名称：

项目阶段：

项目代号（子项号）：

计算书总册数：

计算软件名称：

计算软件版本：

职责

姓名

签字

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校对

专业负责

审核

蒸发器、污水池计算书

执行规范：

《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）

《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）

钢筋：

d-HPB235;D-HRB335;

1、基本资料

1.1几何信息

水池类型：

有顶盖，半地上

长度L=8.400m，宽度B=3.4000m，高度H=2.400m，底板底标高=1.500m

盖板厚h1=150mm，池底厚h2=300mm，池壁厚t1=200mm，底板外挑长度t2=200mm

平面图剖面图

1.2水土信息

土天然重度18kN/m3，土内摩擦角30°

地基承载力特征值fak=130kPa，宽度修正系数ηb=0.00，埋深修正系数ηd=1.00

地下水位低于底板底标高，池内水深0.800m，池内水重度10.5kN/m3

托浮力折减系数1.00，抗浮安全系数Kf=1.05

1.3荷载信息

活荷载：

地面10.00kN/m2，顶盖2.0kN/m2，组合值系数0.9

恒载分项系数：

水池自重1.2，其他1.27

活载分项系数：

1.27

活载准永久值系数：

顶板0.4，地面0.4，温湿度1.0

考虑温湿度作用：

池内外温差10.0°，弯矩折减系数0.65，砼线膨胀系数1.00（10-5/℃）

1.4钢筋砼信息

混凝土：

等级C30，重度25.00kN/m2，泊松比0.2

纵筋保护层厚度（mm）：

池壁（内40，外35），顶盖（上35，下35），底板（上40，下40）

钢筋：

HRB335，裂缝宽度限值：

0.2mm，配筋调整系数1.0

按裂缝控制配筋计算

构造配筋采用《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

2计算内容

（1）地基承载力验算

（2）抗浮验算

（3）荷载计算

（4）内力计算

（5）配筋计算

（6）裂缝验算

（7）挠度验算

3计算过程与结果

单位说明:

弯矩:

kN.m/m；钢筋面积:

mm2；裂缝宽度:

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,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

盖板自重

G1=L×B×h1×γc

=8.400×3.400×0.150×25.00=107.10kN

池壁及腋角自重

G2=2×[（L-t1）+（B-t1）]×（H-h1-h2）×t1×γc+0.15×0.15×0.5×1.95×4×γc

=2×[（8.400-0.200）+（3.400-0.200）]×（2.350-0.150-0.250）×0.200×25.00+2.19

=224.49kN

底板自重

G3=（L+2×t2）×（B+2×t2）×h2×γc

=（8.400+0.400）×（3.400+0.400）×0.250×25.00

=209.00kN

水池结构自重Gc=G1+G2+G3=540.59kN

2、池内水重Gw

池内水重Gw=（L-2×t1）×（B-2×t1）×hw×γw

=（8.400-2×0.200）×（3.400-2×0.200）×0.800×10.5

=201.60kN

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=6.150×1.800×18=199.26kN

底板外挑地下水重量Gs2=0kN

基地以上覆土总重量Gt=Gt1+Gt2=199.26kN

基地以上地下水总重量Gs=Gs1+Gs2=0kN

4、活荷载作用

盖板活载作用力Gh1=28.560×2.00=57.12kN

地面活载作用力Gh2=6.150×10.00=61.50kN

活载作用力总和Gh=Gh1+Gh2=118.62kN

5、基底压力Pk

基底面积A=（L+2×t2）×（B+2×t2）=8.900×3.900=34.71m2

基底压强Pk=（Gc+Gw+Gt+Gs+Gh）/A

=（540.59+201.60+199.26+0+118.62）/34.71=30.54kN/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γm

由于基础底面在地下水位以上，故γm=18kN/m3

2、计算基础底面以下土的重度γ

同上，γ=18kN/m3

3、根据《地基规范》要求，修正地基承载力:

fa=fak+ηbγ（b-3）+ηdγm（d-0.5）

=130.00+0.00×18.00×（3.400-3）+1.00×18.00×（2.100-0.5）

=158.80kPa

3.1.3计算结果：

Pk=30.54kPa

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盖板荷载计算

池顶覆土压力标准值ptd1=0.00kN/m2

池顶水压力标准值pS1=0.00kN/m2

盖板自重荷载标准值pG1=0.15×25.00=3.75kN/m2

板顶活载荷标准值q=2.0kN/m2

板顶均布荷载基本组合Q1=γG1×pG1+γQ×q

=1.2×3.75+1.4×2.0

=7.30kN/m2

板顶均布荷载准永久组合Qtk=pG1+ptd1+Ψs×pS1+ΨQ×q

=3.75+0.00+1.00×0.00+0.4×2.0

=4.55kN/m2

3.3.2池壁荷载计算

1、池外荷载

主动土压力系数Ka=0.333

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3.700

0.00

地面3.600

0.00

3.33

4.23

1.33

底板顶面1.800

10.79

0.00

3.33

17.93

12.12

2、池内底部水压力：

标准值=8.64kN/m2,基本组合设计值=10.97kN/m2

3.3.3底板荷载计算（池内无水，池外填土）

水池结构自重Gc=G1+G2+G3=580.20kN

基础底面以上土重标准值Gt=158.11kN

基础底面以上水重标准值Gs=0kN

基础底面以上活载标准值Gh=120.2kN

水池底板以上全部竖向压力基本组合:

Qb=（580.20×1.20+158.11×1.27+0×1.27+120.2×1.27×0.90×1.00）/33.44

=31.86kN/m2

水池底板以上全部竖向压力准永久组合:

Qbe=（580.20+158.11+1.00×0+0.40×0+0.40×120.2）/33.44

=23.52kN/m2

板底均布净反力基本组合:

Q=31.86-1.20×0.300×25.00

=22.86kN/m2

板底均布净反力准永久组合:

Qe=23.52-0.300×25.00

=16.02kN/m2

板荷载计算（池内有水，池外无土）:

水池底板以上全部竖向压力基本组合:

Qb=[1.20×580.20+1.27×8.64]/33.44=22.23kN/m2

板底均布净反力基本组合:

Q=22.23-（1.20×0.300×25.00+1.27×0.800×10.8）=2.26kN/m2

水池底板以上全部竖向压力准永久组合:

Qbe=[580.20+（8.000×3.000×0.800）×10.8]/33.44=24.45kN/m2

板底均布净反力准永久组合:

Qe=24.45-（0.300×25.00+0.800×10.8）=8.31kN/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10度）

1、盖板内力计算

计算跨度Lx=8.150m，Ly=3.150m，四边简支

Lx/Ly=2.59>2.0，按y向的单向板计算

板面自重+活荷载

基本组合值=1.2*0.15*25+1.4*2.0=7.3kN/m2

准永久组合=0.15*25+0.4*2.0=4.55kN/m2

跨中弯矩=qL2/8

部位

基本组合（kN.m/m）

准永久组合（kN.m/m）

盖板L向跨中-下侧

盖板L向边缘-上侧

盖板B向跨中-下侧

9.05

5.64

盖板B向边缘-上侧

2、L侧池壁内力计算

计算跨度:

Lx=8.200m,Ly=1.950m,顶端简支，三边固定

池壁类型:

浅池壁,按竖向单向板计算

考虑水平角隅处的局部弯矩，均布荷载mc=-0.076，三角荷载mc=-0.035

则池外土压力作用角隅处弯矩：

基本组合-2.45kN.m/m，准永久组合：

-1.61kN.m/m

池内水压力作用角隅处弯矩：

基本组合1.46kN.m/m，准永久组合：

1.15kN.m/m

基本组合作用弯矩表（kN.m/m）

部位

池外土压力

池内水压力

基本组合

水平跨中-内侧

水平跨中-外侧

水平边缘-内侧

1.46

水平边缘-外侧

-2.45

竖向跨中-内侧

2.33

竖向跨中-外侧

-1.32

竖向下边缘-内侧

2.64

竖向下边缘-外侧

-4.66

竖向上边缘-内侧

-0

竖向上边缘-外侧

准永久组合作用弯矩表（kN.m/m）

部位

池外土压力

池内水压力

准永久组合

水平跨中-内侧

水平跨中-外侧

水平边缘-内侧

1.15

水平边缘-外侧

-1.61

竖向跨中-内侧

1.54

竖向跨中-外侧

-1.04

竖向下边缘-内侧

2.08

竖向下边缘-外侧

-3.08

壁竖向上边缘-内侧

竖向上边缘-外侧

3、B侧池壁内力

计算跨度Lx=3.200m,Ly=1.950m,顶端简支，三边固定，按双向板计算

侧向土压力基本组合：

水平跨中-内侧:

Mx=（0.009197×4.67+0.004212×13.71）×3.152=1.03kN.m/m

竖向跨中-内侧:

Mx=（0.01774×4.67+0.008436×13.71）×3.152=2.03kN.m/m

水平边缘-外侧:

Mx=（-0.028702×4.67-0.013431×13.71）×3.152=-3.26kN.m/m

竖向下边缘-外侧:

Mx=（-0.037943×4.67-0.021064×13.71）×3.152=-4.77kN.m/m

池内水压力基本组合：

水平跨中-外侧:

Mx=0.004212×10.97×3.152=-0.46kN.m/m

竖向跨中-外侧:

Mx=0.008436×10.97×3.152=-0.92kN.m/m

水平边缘-内侧:

Mx=-0.013431×10.97×3.152=1.46kN.m/m

竖向下边缘-内侧:

Mx=-0.021064×10.97×3.152=2.29kN.m/m

基本组合作用弯矩表（kN.m/m）

部位

池外土压力

池内水压力

基本组合

水平跨中-内侧

1.03

水平跨中-外侧

-0.46

水平边缘-内侧

1.46

水平边缘-外侧

-3.26

竖向跨中-内侧

2.03

竖向跨中-外侧

-0.92

竖向下边缘-内侧

2.29

竖向下边缘-外侧

-4.77

竖向上边缘-内侧

竖向上边缘-外侧

侧向土压力准永久组合：

水平跨中-内侧:

Mx=（0.009197×4.67+0.004212×13.71）×3.152=0.57kN.m/m

竖向跨中-内侧:

Mx=（0.004212×4.67+0.008436×13.71）×3.152=0.96kN.m/m

水平边缘-外侧:

Mx=（-0.028702×4.67-0.013431×13.71）×3.152=-1.82kN.m/m

竖向下边缘-外侧:

Mx=（-0.037943×4.67-0.021064×13.71）×3.152=-2.76kN.m/m

池内水压力准永久组合：

水平跨中-外侧:

Mx=0.004212×8.46×3.152=-0.35kN.m/m

竖向跨中-外侧:

Mx=0.008436×8.46×3.152=-0.71kN.m/m

水平边缘-内侧:

Mx=-0.013431×8.46×3.152=1.13kN.m/m

竖向下边缘-内侧:

Mx=-0.021064×8.46×3.152=1.77kN.m/m

准永久组合作用弯矩表（kN.m/m）

部位

池外土压力

池内水压力

基本组合

水平跨中-内侧

0.57

3.03

水平跨中-外侧

-0.35

-0.922

水平边缘-内侧

1.13

1.84

水平边缘-外侧

-1.82

-15.06

竖向跨中-内侧

0.96

0.91

竖向跨中-外侧

-0.71

-7.85

竖向下边缘-内侧

1.77

1.56

竖向下边缘-外侧

-2.76

-9.39

竖向上边缘-内侧

1.04

竖向上边缘-外侧

-8.66

4、底板内力

计算跨度:

Lx=8.200m,Ly=3.200m，四边固定，Lx/Ly>2，按单向板计算。

组合作用弯矩表（kN.m/m）

部位

基本组合

准永久组合

底板L向跨中

底板L向边缘

底板B向跨中

9.78

6.89

底板B向边缘

-19.57

-13.77

5、配筋及裂缝计算

根据《钢混规范》第6.2条规定，按单筋受弯构件计算配筋

根据《水池设计规程》附录A计算最大裂缝宽度。

根据基本组合弯矩计算配筋，按准永久组合计算裂缝宽度

盖板计算厚度h0=150-40=110mm，γ0=1.0，α1=1.0，α2=1.0，

计算系数as=M/（α1*ftk*b*h0^2）

相对受压区高度ξ=1-sqrt（1-2*as）

计算面积As=α1*ftk*b*h0*ξ/fy

αcr=1.8

σsq=M/（0.87*As*h0）,ρte=As/（b*h0）,ψ=1.1-0.65*ftk/（ρte*σsq*α2）

（ψ<0.2时取0.2）

ωmax=αcr*ψ*σsq*（1.5*c+0.11*d/ρte）*（1+α1）*v/（100000*ES）

盖板配筋及裂缝宽度（弯矩:

kN.m/m,面积:

mm2/m,裂缝:

mm）

部位

弯矩

计算面积

实配钢筋

实配面积

最大裂缝宽度

L向跨中

D12@200

565

L向边缘

D12@200

565

B向跨中

9.92

310

D12@200

565

0.044

B向边缘

D12@200

565

L侧池壁配筋及及裂缝宽度（弯矩:

kN.m/m,面积:

mm2/m,裂缝:

mm）

部位

弯矩

计算面积

实配钢筋

实配面积

最大裂缝宽度

水平跨中-内侧

D12@200

565

水平跨中-外侧

D12@200

565

水平边缘-内侧

1.46

44.43

D12@200

565

0.008

水平边缘-外侧

-2.45

74.78

D12@200

565

0.012

竖向跨中-内侧

2.33

71.09

D12@200

565

0.011

竖向跨中-外侧

-1.32

40.15

D12@200

565

0.008

竖向下边缘-内侧

2.64

80.62

D12@200

565

0.015

竖向下边缘-外侧

-4.66

143.17

D12@200

565

0.023

竖向上边缘-内侧

D12@200

565

竖向上边缘-外侧

D12@200

565

B侧池壁配筋及及裂缝宽度（弯矩:

kN.m/m,面积:

mm2/m,裂缝:

mm）

部位

弯矩

计算面积

实配钢筋

实配面积

最大裂缝宽度

水平跨中-内侧

1.03

31.31

D12@200

565

0.004

水平跨中-外侧

-0.46

13.96

D12@200

565

0.003

水平边缘-内侧

1.46

44.43

D12@200

565

0.008

水平边缘-外侧

-3.26

99.74

D12@200

565

0.013

竖向跨中-内侧

2.03

61.88

D12@200

565

0.007

竖向跨中-外侧

-0.92

27.95

D12@200

565

0.005

竖向下边缘-内侧

2.29

69.86

D12@200

565

0.013

竖向下边缘-外侧

-4.77

146.59

D12@200

565

0.020

竖向上边缘-内侧

D12@200

565

竖向上边缘-外侧

D12@200

565

底板配筋及裂缝宽度（弯矩:

kN.m/m,面积:

mm2/m,裂缝:

mm）

部位

弯矩

计算面积

实配钢筋

实配面积

最大裂缝宽度

L向跨中

D12@150

754

L向边缘

D12@150

754

B向跨中

9.78

305.25

D12@150

754

0.030

B向边缘

-19.57

177.81

D12@150

754

0.061

综上，最大裂缝宽度验算满足规范要求。

3.5挠度计算

短期刚度

长期刚度

挠度影响系数θ

挠度（mm）

盖板

50639824.95

31649890.59

1.6

16.315

L侧壁板

50639824.95

31649890.59

1.6

16.315

B侧壁板

5067265222530.60

2533632611265.30

1.6

1.580

底板

147774404.80

92359002.98

1.6

5.530

挠度满足要求。

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