水池配筋计算教学文案.docx
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水池配筋计算教学文案
水池配筋计算
执行规范:
《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）,本文简称《混凝土规范》
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）,本文简称《地基规范》
《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》
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1基本资料
1.1几何信息
水池类型:
无顶盖半地上
长度L=18.300m,宽度B=8.500m,高度H=3.850m,底板底标高=-3.800m
池底厚h3=350mm,池壁厚t1=350mm,底板外挑长度t2=400mm
注：
地面标高为±0.000。
（平面图）（剖面图）
1.2土水信息
土天然重度18.00kN/m3,土饱和重度20.00kN/m3,土内摩擦角20度
修正后的地基承载力特征值fa=100.00kPa
地下水位标高-1.500m,池内水深3.500m,池内水重度10.00kN/m3,
浮托力折减系数1.00,抗浮安全系数Kf=1.05
1.3荷载信息
活荷载:
地面15.00kN/m2,组合值系数0.90
恒荷载分项系数:
水池自重1.20,其它1.27
活荷载分项系数:
地下水压1.27,其它1.27
活荷载准永久值系数:
顶板0.40,地面0.40,地下水1.00,温湿度1.00
考虑温湿度作用:
池内外温差10.0度,弯矩折减系数0.65,砼线膨胀系数1.00（10-5/°C）
1.4钢筋砼信息
混凝土:
等级C30,重度25.00kN/m3,泊松比0.20
保护层厚度（mm）:
池壁（内30,外30）,底板（上30,下30）
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
构造配筋采用混凝土规范GB50010-2002
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.
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.
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=1598.62kN
底板自重G3=1554.26kN
水池结构自重Gc=G2+G3=3152.89kN
（2）池内水重Gw计算
池内水重Gw=4804.80kN
（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=1026.72kN
底板外挑地下水重量Gs2=430.56kN
基底以上的覆盖土总重量Gt=Gt1+Gt2=1026.72kN
基底以上的地下水总重量Gs=Gs1+Gs2=430.56kN
（4）活荷载作用Gh
地面活荷载作用力Gh2=331.20kN
活荷载作用力总和Gh=Gh2=331.20kN
（5）基底压力Pk
基底面积:
A=（L+2×t2）×（B+2×t2）=19.100×9.300=177.63m2
基底压强:
Pk=（Gc+Gw+Gt+Gs+Gh）/A
=（3152.89+4804.80+1026.72+430.56+331.20）/177.630=54.87kN/m2
3.1.2结论:
Pk=54.873.2抗浮验算
抗浮力Gk=Gc+Gt+Gs=3152.89+1026.72+430.56=4610.17kN
浮力F=（18.300+2×0.400）×（8.500+2×0.400）×2.300×10.0×1.00
=4085.49kN
Gk/F=4610.17/4085.49=1.13>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=0.49
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（0.050）
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
地面（0.000）
0.00
0.00
7.35
8.41
2.94
地下水位处（-1.500）
13.24
0.00
7.35
25.22
16.18
底板顶面（-3.450）
22.80
19.50
7.35
62.13
45.24
（2）池内底部水压力:
标准值=35.00kN/m2,基本组合设计值=44.45kN/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=3152.89kN
基础底面以上土重标准值Gt=1026.72kN
基础底面以上水重标准值Gs=430.56kN
基础底面以上活载标准值Gh=331.20kN
水池底板以上全部竖向压力基本组合:
Qb=（3152.89×1.20+1026.72×1.27+430.56×1.27+331.20×1.27×0.90）/177.630
=33.85kN/m2
水池底板以上全部竖向压力准永久组合:
Qbe=（3152.89+1026.72+430.56×1.00+1.50×155.550×0.40+15.00×22.080×0.40）/177.630
=27.23kN/m2
板底均布净反力基本组合:
Q=33.85-0.350×25.00×1.20
=23.35kN/m2
板底均布净反力准永久组合:
Qe=27.23-0.350×25.00
=18.48kN/m2
3.3.3底板荷载计算（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=[3152.89×1.20+（17.600×7.800×3.500）×10.00×1.27]/177.630=55.65kN/m2
板底均布净反力基本组合:
Q=55.65-（0.350×25.00×1.20+3.500×10.00×1.27）=0.70kN/m2
水池底板以上全部竖向压力准永久组合:
Qbe=[3152.89+（17.600×7.800×3.500）×10.00]/177.630=44.80kN/m2
板底均布净反力准永久组合:
Qe=44.80-（0.350×25.00+3.500×10.00）=1.05kN/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=17.950m,Ly=3.500m,三边固定,顶边自由
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.m/m）:
基本组合:
-109.23,准永久组合:
-66.82
池内水压力作用角隅处弯矩（kN.m/m）:
基本组合:
56.63,准永久组合:
44.59
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
基本组合
内侧-水平跨中
0.00
-
-
0.00
水平边缘
-
56.63
-
56.63
竖直跨中
-
11.34
-
11.34
竖直上边缘
-
-0.00
-
0.00
竖直下边缘
-
90.75
-
90.75
外侧-水平跨中
-
-0.00
-26.35
-26.35
水平边缘
-109.23
-
-24.08
-133.32
竖直跨中
-25.59
-
-9.86
-35.44
竖直上边缘
0.00
-
-0.00
-0.00
竖直下边缘
-157.98
-
-15.04
-173.03
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
温湿度作用
准永久组合
内侧-水平跨中
0.00
-
-
0.00
水平边缘
-
44.59
-
44.59
竖直跨中
-
8.93
-
8.93
竖直上边缘
-
-0.00
-
0.00
竖直下边缘
-
71.46
-
71.46
外侧-水平跨中
-
-0.00
-23.05
-23.05
水平边缘
-66.82
-
-21.07
-87.89
竖直跨中
-14.52
-
-8.62
-23.14
竖直上边缘
0.00
-
-0.00
-0.00
竖直下边缘
-101.87
-
-13.16
-115.04
（4）B侧池壁内力:
计算跨度:
Lx=8.150m,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
基本组合
内侧-水平跨中
14.07
-
-
14.07
水平边缘
-
28.52
-
28.52
竖直跨中
8.71
11.34
-
8.71
竖直上边缘
-
-0.00
-
0.00
竖直下边缘
-
55.16
-
55.16
外侧-水平跨中
-
-8.22
-26.94
-35.16
水平边缘
-47.98
-
-25.48
-73.46
竖直跨中
-25.59
-6.93
-13.36
-20.30
竖直上边缘
0.00
-
-0.00
-0.00
竖直下边缘
-91.82
-
-22.60
-114.42
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
温湿度作用
准永久组合
内侧-水平跨中
9.15
-
-
9.15
水平边缘
-
22.45
-
22.45
竖直跨中
6.76
8.93
-
6.76
竖直上边缘
-
-0.00
-
0.00
竖直下边缘
-
43.43
-
43.43
外侧-水平跨中
-
-6.47
-23.57
-30.04
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