矩形水池设计与池壁计算.docx
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矩形水池设计与池壁计算
矩形水池设计
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》（GB50010-2002）,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
几何信息
水池类型:
无顶盖半地上
长度L=,宽度B=,高度H=,底板底标高=
池底厚h3=400mm,池壁厚t1=250mm,底板外挑长度t2=400mm
注：
地面标高为±。
（平面图）（剖面图）
土水信息
土天然重度kN/m3,土饱和重度m3,土内摩擦角30度
地基承载力特征值fak=,宽度修正系数ηb=,埋深修正系数ηd=
地下水位标高,池内水深,池内水重度m3,
浮托力折减系数,抗浮安全系数Kf=
荷载信息
活荷载:
地面m2,组合值系数
恒荷载分项系数:
水池自重,其它
活荷载分项系数:
地下水压,其它
活荷载准永久值系数:
顶板,地面,地下水,温湿度
考虑温湿度作用:
池内外温差度,弯矩折减系数,砼线膨胀系数（10-5/°C）
钢筋砼信息
混凝土:
等级C25,重度m3,泊松比
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:
配筋调整系数:
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:
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.
地基承载力验算
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×+-4×]×[底板自重G3=（L+2×t2）×（B+2×t2）×h3×γc
=+2××+2×××=
水池结构自重Gc=G2+G3=kN
（2）池内水重Gw计算
池内水重Gw=（L-2×t1）×（B-2×t1）×Hw×rw
=×××××=kN
（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=×=kN
基底以上的覆盖土总重量Gt=Gt1+Gt2=kN
基底以上的地下水总重量Gs=Gs1+Gs2=kN
（4）活荷载作用Gh
顶板活荷载作用力Gh1=××=kN
地面活荷载作用力Gh2=×=kN
活荷载作用力总和Gh=Gh1+Gh2=+=kN
（5）基底压力Pk
基底面积:
A=（L+2×t2）×（B+2×t2）=×=m2
基底压强:
Pk=（Gc+Gw+Gt+Gs+Gh）/A
=++++/=kN/m2
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=[×+×]/
=kN/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==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-
=+××+××=kPa
结论:
Pk=抗浮验算
抗浮力Gk=Gc+Gt+Gs=++=kN
浮力F=+2××+2××××
=kN
Gk/F==>Kf=,抗浮满足要求。
荷载计算
池壁荷载计算:
（1）池外荷载:
主动土压力系数Ka=
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
地面
底板顶面
（2）池内底部水压力:
标准值=kN/m2,基本组合设计值=kN/m2
底板荷载计算（池内无水，池外填土）:
水池结构自重标准值Gc=
基础底面以上土重标准值Gt=
基础底面以上水重标准值Gs=
基础底面以上活载标准值Gh=
水池底板以上全部竖向压力基本组合:
Qb=×+×+×+×/
=m2
水池底板以上全部竖向压力准永久组合:
Qbe=++×+××+××/
=m2
板底均布净反力基本组合:
Q==kN/m2
板底均布净反力准永久组合:
Qe==kN/m2
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=m,Ly=m,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
-
-
水平边缘
-
-
竖直跨中
-
-
竖直上边缘
-
-
竖直下边缘
-
-
外侧-水平跨中
-
水平边缘
-
竖直跨中
-
竖直上边缘
-
竖直下边缘
-
准永久组合作用弯矩表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
-
-
水平边缘
-
-
竖直跨中
-
-
竖直上边缘
-
-
竖直下边缘
-
-
外侧-水平跨中
-
水平边缘
-
竖直跨中
-
竖直上边缘
-
竖直下边缘
-
（4）B侧池壁内力:
计算跨度:
Lx=m,Ly=m,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
-
-
水平边缘
-
-
竖直跨中
-
-
竖直上边缘
-
-
竖直下边缘
-
-
外侧-水平跨中
-
水平边缘
-
竖直跨中
-
竖直上边缘
-
竖直下边缘
-
准永久组合作用弯矩表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
-
-
水平边缘
-
-
竖直跨中
-
-
竖直上边缘
-
-
竖直下边缘
-
-
外侧-水平跨中
-
水平边缘
-
竖直跨中
-
竖直上边缘
-
竖直下边缘
-
（5）底板内力:
计算跨度:
Lx=,Ly=,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m）
部位
基本组合
准永久组合
上侧-L向跨中
B向跨中
下侧-L向边缘
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
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<时,取;
当ψ>时,取
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=，对大偏心受压构件
取α2=×h0/e0,对大偏心受拉构件取α2=1+×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:
m,面积:
mm2/m,裂缝:
mm）
部位
弯矩
计算面积
实配钢筋
实配面积
裂缝宽度
内侧-水平跨中
500
D12@200
565
水平边缘
500
D12@200
565
竖直跨中
500
D12@200
565
竖直上边缘
500
D12@200
565
竖直下边缘
500
D12@200
565
外侧-水平跨中
500
D12@200
565
水平边缘
500
D12@200
565
竖直跨中
500
D12@200
565
竖直上边缘
500
D12@200
565
竖直下边缘
500
D12@200
565
②B侧池壁配筋及裂缝表（弯矩:
m,面积:
mm2/m,裂缝:
mm）
部位
弯矩
计算面积
实配钢筋
实配面积
裂缝宽度
内侧-水平跨中
500
D12@200
565
水平边缘
500
D12@200
565
竖直跨中
500
D12@200
565
竖直上边缘
500
D12@200
565
竖直下边缘
500
D12@200
565
外侧-水平跨中
500
D12@200
565
水平边缘
500
D12@200
565
竖直跨中
500
D12@200
565
竖直上边缘
500
D12@200
565
竖直下边缘
500
D12@200
565
③底板配筋及裂缝表（弯矩:
m,面积:
mm2/m,裂缝:
mm）
部位
弯矩
计算面积
实配钢筋
实配面积
裂缝宽度
上侧-L向跨中
800
D14@190
810
B向跨中
800
D14@190
810
下侧-L向边缘
800
D14@190
810
B向边缘
800
D14@190
810
裂缝验算均满足.
混凝土工程量计算:
（1）池壁:
[（L-t1）+（B-t1）]×2×t1×h2
=[=m3
（2）底板:
（L+2×t2）×（B+2×t2）×h3
=+2××+2××=m3
（3）水池混凝土总方量=+=m3
1-1池壁计算：
1计算条件
_计算板长=（m）；计算板宽=（m）；板厚=250（mm）
_板容重=（kN/m3）；板自重荷载设计值=（kN/m2）
恒载分项系数=；活载分项系数=
荷载设计值（不包括自重荷载）:
三角形荷载=（kN/m2）
_砼强度等级:
C25,fc=N/mm2
支座纵筋级别:
HRB335,fy=N/mm2
板底纵筋级别:
HRB335,fy=N/mm2
_混凝土保护层=35（mm）,配筋计算as=40（mm）,泊松比=
_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:
m,配筋面积:
mm2/m,构造配筋率:
%
弯矩计算方法:
查表
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_
（1）跨中:
[水平]_[竖向]
_弯矩
_面积500%）_500%）
_实配D12@200（565）_D12@200（565）
_
（2）四边:
[上]__[下]__[左]__[右]
_弯矩面积500%）_500%）_500%）_500%）
_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:
上边配筋:
500%）_500%）_500%）
_上边实配:
D12@200（565）_D12@200（565）_D12@200（565）
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