矩形板柱结构水池结构配筋计算覆土22m活载50.docx
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矩形板柱结构水池结构配筋计算覆土22m活载50
矩形带柱水池设计
项目名称 构件编号 日 期
设 计 校 对 审 核
执行规范:
《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）,本文简称《混凝土规范》
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）,本文简称《地基规范》
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）,本文简称《荷载规范》
《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》
《给水排水工程结构设计手册》（第二版），本文简称《给排水手册》
钢筋：
d-HPB300;D-HRB335;E-HRB400;F-RRB400;G-HRB500;P-HRBF335;Q-HRBF400;R-HRBF500
-----------------------------------------------------------------------
1.基本资料
1.1几何信息
水池长度（m）
16.500
水池宽度（m）
8.500
水池高度（m）
4.150
池内水深（m）
3.700
底板底标高（m）
-6.350
地下水位标高（m）
-7.000
底板外挑（mm）
0
1.2砼及钢筋信息表
混凝土等级
C25
板纵筋级别
HRB400
柱纵筋级别
HRB400
柱箍筋级别
HRB400
配筋调整系数
1.00
砼重度（kN/m3）
25.00
砼泊松比μ
0.20
裂缝宽度限值（mm）
0.20
按裂缝控制配筋
√
顶底板区格弯矩系数
0.70
边支座弯矩系数
1.00
1.3纵筋保护层厚度表（单位:
mm）
部位
上侧
下侧
顶板
35
35
底板
50
50
----
外侧
内侧
池壁
50
35
柱（周）
40
--
1.4板厚表
顶板厚（mm）
200
y向池壁厚（mm）
250
x向池壁厚（mm）
250
底板厚（mm）
250
1.5柱网表
柱型
方柱
x向柱数
3
x向柱距（m）
4.000
y向柱数
1
y向柱距（m）
---
柱截面宽（mm）
400
柱截面高（mm）
400
1.6柱帽尺寸表
设柱帽
√
h1（mm）
90
h2（mm）
350
b（mm）
200
1.7土参数表
土天然重度（kN/m3）
18.00
土饱和重度（kN/m3）
20.00
修正地基承载力（kPa）
160.0
土侧压力计算方法
主动土压力
土内摩擦角φ（度）
30
浮托力折减系数
1.00
1.8荷载及组合系数表
顶板活载（kN/m2）
---
地面活载（kN/m2）
5.0
自重荷载分项系数
1.20
其它恒载分项系数
1.27
地下水压分项系数
1.27
其它活载分项系数
1.27
顶板活载准永久值系数
0.40
地面活载准永久值系数
0.40
地下水压准永久值系数
1.00
温（湿）度作用准永久值系数
1.00
地下水压是否调整
ㄨ
其它活载调整系数
1.00
1.9等代框架法弯矩分配系数:
边支座
跨中
内支座
柱上板带
0.50
0.55
0.75
跨中板带
0.50
0.45
0.25
1.10其他计算参数表
温湿度作用-顶板
不考虑
侧壁
不考虑
底板
不考虑
壁面温差（度）
---
弯矩折减系数
---
平均温度升高（度）
---
砼线膨胀系数（10-5）
---
池内水重度（kN/m3）
10.00
抗浮安全系数Ks
1.05
顶（底）板配筋方法
两者取大
壁板配筋方法
两者取大
考虑p-δ效应
√
2.计算内容
（1）荷载计算
（2）地基承载力验算
（3）抗浮验算
（4）内力计算
（5）配筋计算
（6）裂缝验算
（7）柱冲切验算
单位说明：
弯矩：
kN.m/m，力：
kN/m，钢筋面积：
mm2/m，裂缝宽度：
mm，配筋率：
%
板弯矩正负号规则：
顶（底）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
轴力以受压为正，受拉为负
内力计算方法说明：
顶板、底板、柱：
等代框架法
侧壁竖向：
等代框架法
侧壁水平向：
按四边固定板的计算
3.荷载计算
3.1荷载标准值计算
顶板自重：
16.500×8.500×0.200×25.0=701.3kN
底板自重：
（16.500+2×0.000）×（8.500+2×0.000）×0.250×25.0=876.6kN
侧壁自重：
（2×16.500×0.250+2×8.000×0.250）×3.700×25.0=1133.1kN
柱自重（单个）：
柱身：
0.400×0.400×2.820×25.000=11.3kN
柱帽：
（0.350×（（2×1.100+0.400）×1.100+（2×0.400+1.100）×0.400）/6+1.500×1.500×0.090）×25.000=10.3kN
柱重：
11.280+10.342×2=32.0kN
结构自重：
701.3+876.6+1133.1+32.0×3×1=2806.8kN
池内水重（设计水深时）：
16.000×8.000×3.700×10.0=4736.0kN
土侧压按主动土压力计算，土的内摩擦角30.0o，主动土压力系数：
3.2标准值汇总
正常使用工况
闭水试验
检修工况
顶板自重（kN）
701.3
701.3
701.3
底板自重（kN）
876.6
876.6
876.6
侧壁自重（kN）
1133.1
1133.1
1133.1
单柱自重（kN）
32
32
32
池内水重（kN）
4736
4736
0
土侧压力（kPa）
--
--
--
外壁顶（-2.300m）
13.8
0
13.8
外壁底（-6.225m）
37.4
0
37.4
地下水侧压力（kPa）
--
--
--
外壁顶（-2.300m）
0
0
0
地下水位（-7.000m）
0
0
0
外壁底（-6.225m）
0
0
0
池内水对内壁底压力（kPa）
37
37
0
池顶覆土重（kN）
5553.9
0
5553.9
池顶地下水重（kN）
0
0
0
底板外延覆土重（kN）
0
0
0
底板外延地下水重（kN）
0
0
0
地面活载（kPa）
5
0
5
地面活载对侧壁顶侧压（kPa）
1.7
0
1.7
地面活载对侧壁底侧压（kPa）
1.7
0
1.7
当量温差（度）
10.0
10.0
10.0
3.3荷载组合计算
共计算3个工况，分别为正常使用工况，闭水试验工况，空池检修工况。
每工况下，考虑3种荷载组合，分别为基本组合、准永久组合、标准组合。
3.3.1顶板荷载,为均布荷载（kPa）：
工况
基本组合
准永久组合
标准组合
正常使用工况
62.642
46.6
49.6
闭水试验工况
6
5
5
空池检修工况
62.642
46.6
49.6
3.3.2地基反力,均布（kPa）：
工况
基本组合
准永久组合
标准组合
正常使用工况
123.543
95.381
98.381
闭水试验工况
66.901
53.781
53.781
空池检修工况
80.658
61.613
64.613
3.3.3外侧壁荷载,为梯形分布荷载（kPa）：
工况
位置
基本组合
准永久组合
标准组合
正常使用工况
顶部
19.6
14.5
15.5
底部
49.6
38
39
闭水试验工况
顶部
0
0
0
底部
0
0
0
空池检修工况
顶部
19.6
14.5
15.5
底部
49.6
38
39
3.3.4内侧壁荷载,为梯形分布荷载（kPa）：
工况
位置
基本组合
准永久组合
标准组合
正常使用工况
顶部
0
0
0
底部
47
37
37
闭水试验工况
顶部
0
0
0
底部
47
37
37
空池检修工况
顶部
0
0
0
底部
0
0
0
3.3.5x向框架竖向构件荷载补偿,集中荷载（kN）：
工况
位置
基本组合
准永久组合
标准组合
正常使用工况
柱顶
220.50
164.03
174.59
闭水试验工况
柱顶
21.12
17.60
17.60
空池检修工况
柱顶
220.50
164.03
174.59
3.3.6y向框架竖向构件荷载补偿,集中荷载（kN）：
工况
位置
基本组合
准永久组合
标准组合
正常使用工况
柱顶
213.82
159.06
169.30
闭水试验工况
柱顶
20.48
17.07
17.07
空池检修工况
柱顶
213.82
159.06
169.30
4.抗浮验算
4.1整体抗浮验算
底板标高-6.350,位于地下水位（-7.000）上方，不需验算抗浮
4.2局部抗浮验算
底板标高-6.350,位于地下水位（-7.000）上方，不需验算抗浮
5.地基承载力验算
修正后地基承载力特征值fa=160.0kPa
正常使用工况：
P=98.4kPa<160.0kPa,满足要求
闭水试验工况：
P=53.8kPa<160.0kPa,满足要求
空池检修工况：
P=64.6kPa<160.0kPa,满足要求
6.内力及计算配筋
材料特性:
弹性模量：
E=28000.000MPa
线膨胀系数:
1.0e-5
按压弯构件配筋计算时，根据《混凝土规范》6.2.4计算考虑轴向压力在挠曲杆件中产生的二阶效应后截面弯矩设计值，以下计算结果中配筋计算部分是根据下式调整后弯矩计算所得。
6.1x框架计算模型：
x框架是指沿x方向截取的框架，宽度取y方向上的柱间距（或y向边跨）
边跨跨度：
L1=4.125-1/3*1.280=3.698m
中跨跨度：
L2=4.000-2/3*1.280=3.147m
板带宽度:
4.125m
6.2y框架计算模型:
y框架是指沿y方向截取的框架，宽度取x方向上的柱间距（或x向边跨）
边跨跨度：
L1=4.125-1/3*1.280=3.698m
板带宽度:
4.000m
6.3正常使用工况
6.3.1x框架
6.3.1.1框架顶板内力
左支
跨中
右支
跨号
M
N
Q
M
N
Q
M
N
Q
1
-214.5
137.9
459.5
193.4
137.9
-18.3
-282.3
137.9
-496.2
2
-263.1
136.7
429.3
92.9
136.7
-17.9
-191.5
136.7
-383.8
3
-191.5
136.7
383.8
92.9
136.7
17.9
-263.1
136.7
-429.3
4
-282.3
137.9
496.2
193.4
137.9
18.3
-214.5
137.9
-459.5
6.3.1.2框架底板内力
左支
跨中
右支
跨号
M
N
Q
M
N
Q
M
N
Q
1
141.7
51.6
-470.1
-246.1
51.6
4
351.3
51.6
583.4
2
336.7
52.8
-496.6
-96.2
52.8
-3.7
184.2
52.8
399.7
3
184.2
52.8
-399.7
-96.2
52.8
3.7
336.7
52.8
496.6
4
351.3
51.6
-583.4
-246.1
51.6
-4
141.7
51.6
470.1
6.3.1.3顶板柱上板带内力及计算配筋（表中数值均为每米值）
左支
跨中
右支
跨号
M
N
As（上/下）
M
N
As（上/下）
M
N
As（上/下）
1
-52
33.4
1173/400
36.1
36.8
400/801
-71.9
50.1
1617/400
2
-67
49.7
1505/400
17.3
36.4
400/400
-48.7
49.7
1082/400
3
-48.7
49.7
1082/400
17.3
36.4
400/400
-67
49.7
1505/400
4
-71.9
50.1
1617/400
36.1
36.8
400/801
-52
33.4
1173/400
6.3.1.4顶板跨中板带内力及计算配筋（表中数值均为每米值）
左支
跨中
右支
跨号
M
N
As（上/下）
M
N
As（上/下）
M
N
As（上/下）
1
-52
33.4
1173/400
29.5
30.1
400/656
-24
16.7
539/400
2
-22.3
16.6
502/400
14.2
29.8
400/400
-16.2
16.6
400/400
3
-16.2
16.6
400/400
14.2
29.8
400/400
-22.3
16.6
502/400
4
-24
16.7
539/400
29.5
30.1
400/656
-52
33.4
1173/400
6.3.1.5底板柱上板带内力及计算配筋（表中数值均为每米值）
左支
跨中
右支
跨号
M
N
As（上/下）
M
N
As（上/下）
M
N
As（上/下）
1
34.3
12.5
500/669
-45.9
13.8
898/500
89.4
18.8
500/1755
2
85.7
19.2
500/1682
-18
14.1
500/500
46.9
19.2
500/911
3
46.9
19.2
500/911
-18
14.1
500/500
85.7
19.2
500/1682
4
89.4
18.8
500/1755
-45.9
13.8
898/500
34.3
12.5
500/669
6.3.1.6底板跨中板带内力及计算配筋（表中数值均为每米值）
左支
跨中
右支
跨号
M
N
As（上/下）
M
N
As（上/下）
M
N
As（上/下）
1
34.3
12.5
500/669
-37.6
11.3
735/500
29.8
6.3
500/585
2
28.6
6.4
500/561
-14.7
11.5
500/500
15.6
6.4
500/500
3
15.6
6.4
500/500
-14.7
11.5
500/500
28.6
6.4
500/561
4
29.8
6.3
500/585
-37.6
11.3
735/500
34.3
12.5
500/669
6.3.2y框架
6.3.2.1框架顶板内力
左支
跨中
右支
跨号
M
N
Q
M
N
Q
M
N
Q
1
-198.8
135.1
432.6
174.2
135.1
15.6
-312.5
135.1
-494.1
2
-312.5
135.1
494.1
174.2
135.1
-15.6
-198.8
135.1
-432.6
6.3.2.2框架底板内力
左支
跨中
右支
跨号
M
N
Q
M
N
Q
M
N
Q
1
122.5
48.6
-432.8
-215.5
48.6
-24.2
411
48.6
588.8
2
411
48.6
-588.8
-215.5
48.6
24.2
122.5
48.6
432.8
6.3.2.3顶板柱上板带内力及计算配筋（表中数值均为每米值）
左支
跨中
右支
跨号
M
N
As（上/下）
M
N
As（上/下）
M
N
As（上/下）
1
-49.7
33.8
1119/400
33.5
37.2
400/742
-82
50.7
1852/400
2
-82
50.7
1852/400
33.5
37.2
400/742
-49.7
33.8
1119/400
6.3.2.4顶板跨中板带内力及计算配筋（表中数值均为每米值）
左支
跨中
右支
跨号
M
N
As（上/下）
M
N
As（上/下）
M
N
As（上/下）
1
-49.7
33.8
1119/400
27.4
30.4
400/607
-27.3
16.9
617/400
2
-27.3
16.9
617/400
27.4
30.4
400/607
-49.7
33.8
1119/400
6.3.2.5底板柱上板带内力及计算配筋（表中数值均为每米值）
左支
跨中
右支
跨号
M
N
As（上/下）
M
N
As（上/下）
M
N
As（上/下）
1
30.6
12.1
500/596
-41.5
13.4
810/500
107.9
18.2
500/2122
2
107.9
18.2
500/2122
-41.5
13.4
810/500
30.6
12.1
500/596
6.3.2.6底板跨中板带内力及计算配筋（表中数值均为每米值）
左支
跨中
右支
跨号
M
N
As（上/下）
M
N
As（上/下）
M
N
As（上/下）
1
30.6
12.1
500/596
-33.9
10.9
662/500
36
6.1
500/707
2
36
6.1
500/707
-33.9
10.9
662/500
30.6
12.1
500/596
6.3侧壁
6.3.3x向侧壁内力及计算配筋（表中数值均为每米值）
荷载:
侧壁顶:
19.643kPa
侧壁底:
2.561kPa
竖向结果为框架计算结果，水平向为按四边固定板计算结果
部位
N
M
As（内/外）
水平向
左边
0
-9
500/500
跨中
0
0.6
500/500
右边
0
-9
500/500
竖向
顶边
135.9
-49.7
667.6/751.7
跨中
135.9
-17.5
500/500
底边
135.9
-30.6
500/500
6.3.4y向侧壁内力及计算配筋（表中数值均为每米值）
竖向结果为框架计算结果，水平向为按四边固定板计算结果
部位
N
M
As（内/外）
水平向
左边
0
-9
500/500
跨中
0
1.5
500/500
右边
0
-9
500/500
竖向
顶边
139.1
-52
702/789.1
跨中
139.1
-20.5
500/500
底边
139.1
-34.3
500/509.4
6.4闭水试验工况
6.4.1x框架
6.4.1.1框架顶板内力
左支
跨中
右支
跨号
M
N
Q
M
N
Q
M
N
Q
1
32.4
-110.4
25.2
45.1
-110.4
-2.3
-43.6
-110.4
-66.3
2
-38.1
-109.8
47
6.6
-109.8
0.3
-12.6
-109.8
-30.8
3
-12.6
-109.8
30.8
6.6
-109.8
-0.3
-38.1
-109.8
-47
4
-43.6
-110.4
66.3
45.1
-110.4
2.3
32.4
-110.4
-25.2
6.4.1.2框架底板内力
左支
跨中
右支
跨号
M
N
Q
M
N
Q
M
N
Q
1
-71.9
-260.4
-49.6
-95.9
-260.4
-2.2
94.9
-260.4
139.8
2
87.1
-260.9
-101.9
-14.3
-260.9
2.8
19.8
-260.9
59.2
3
19.8
-260.9
-59.2
-14.3
-260.9
-2.
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