反洗水池及清水池资料.docx

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反洗水池及清水池资料

矩形水池设计（甘肃金昌）

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》

　　《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》

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

水池类型:

无顶盖半地上

长度L=22.400m,宽度B=19.000m,高度H=3.800m,底板底标高=-3.500m

池底厚h3=500mm,池壁厚t1=400mm,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30度

地基承载力特征值fak=150.0kPa,宽度修正系数ηb=0.00,埋深修正系数ηd=1.00

地下水位标高-10.000m,池内水深2.000m,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10.00kN/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

纵筋保护层厚度（mm）:

池壁（内40,外35）,底板（上40,下50）

钢筋级别:

HRB400,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GB50010-2010

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（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:

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=[2×（L+B）-4×t1]×[H-h3]×t1×γc

=[2×（22.400+19.000）-4×0.400]×[3.800-0.500]×0.400×25.00=2679.60kN

底板自重G3=（L+2×t2）×（B+2×t2）×h3×γc

=（22.400+2×0.400）×（19.000+2×0.400）×0.500×25.00=5742.00kN

水池结构自重Gc=G2+G3=8421.60kN

（2）池内水重Gw计算

池内水重Gw=（L-2×t1）×（B-2×t1）×Hw×rw

=（22.400-2×0.400）×（19.000-2×0.400）×2.000×10.00=7862.40kN

（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=33.760×（3.500-0.500）×18.000=1823.04kN

基底以上的覆盖土总重量Gt=Gt1+Gt2=1823.04kN

基底以上的地下水总重量Gs=Gs1+Gs2=0.00kN

（4）活荷载作用Gh

地面活荷载作用力Gh2=33.760×10.00=337.60kN

活荷载作用力总和Gh=Gh2=337.60=337.60kN

（5）基底压力Pk

基底面积:

A=（L+2×t2）×（B+2×t2）=23.200×19.800=459.36m2

基底压强:

Pk=（Gc+Gw+Gt+Gs+Gh）/A

=（8421.60+7862.40+1823.04+0.00+337.60）/459.360=40.15kN/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=18.00kN/m3

（2）计算基础底面以下土的重度r

地下水位于底板下1m以下，不考虑地下水作用，r=18.00kN/m3

（3）根据《地基规范》的要求，修正地基承载力:

fa=fak+ηbγ（b-3）+ηdγm（d-0.5）

=150.00+0.00×18.00×（6.000-3）+1.00×18.00×（3.500-0.5）

=204.00kPa

3.1.3结论:

Pk=40.15

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（0.300）

0.00

地面（0.000）

0.00

3.33

4.23

1.33

底板顶面（-3.000）

18.00

0.00

3.33

27.09

19.33

（2）池内底部水压力:

标准值=20.00kN/m2,基本组合设计值=25.40kN/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=8421.60kN

基础底面以上土重标准值Gt=1823.04kN

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=337.60kN

水池底板以上全部竖向压力基本组合:

Qb=（8421.60×1.20+1823.04×1.27+0.00×1.27+337.60×1.27）/459.360

=27.97kN/m2

水池底板以上全部竖向压力准永久组合:

Qbe=（8421.60+1823.04+0.00×1.00+1.50×425.600×0.40+10.00×33.760×0.40）/459.360

=23.15kN/m2

板底均布净反力基本组合:

Q=27.97-0.500×25.00×1.20

=12.97kN/m2

板底均布净反力准永久组合:

Qe=23.15-0.500×25.00

=10.65kN/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=[8421.60×1.20+（21.600×18.200×2.000）×10.00×1.27]/459.360=43.74kN/m2

板底均布净反力基本组合:

Q=43.74-（0.500×25.00×1.20+2.000×10.00×1.27）=3.34kN/m2

水池底板以上全部竖向压力准永久组合:

Qbe=[8421.60+（21.600×18.200×2.000）×10.00]/459.360=35.45kN/m2

板底均布净反力准永久组合:

Qe=35.45-（0.500×25.00+2.000×10.00）=2.95kN/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=22.000m,Ly=3.300m,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:

-37.51,准永久组合:

-21.90

池内水压力作用角隅处弯矩（kN.m/m）:

基本组合:

28.77,准永久组合:

22.65

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

水平边缘

28.77

竖直跨中

-12.87

竖直上边缘

0.00

竖直下边缘

46.10

外侧-水平跨中

0.00

-34.41

水平边缘

-37.51

-31.45

-68.97

竖直跨中

-2.65

0.00

-12.87

-15.52

竖直上边缘

0.00

-0.00

竖直下边缘

-56.24

-19.65

-75.89

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

水平边缘

22.65

竖直跨中

0.00

竖直上边缘

0.00

竖直下边缘

36.30

外侧-水平跨中

0.00

-30.11

水平边缘

-21.90

-27.52

-49.41

竖直跨中

0.00

-11.26

竖直上边缘

0.00

-0.00

竖直下边缘

-35.09

-17.19

-52.28

（4）B侧池壁内力:

计算跨度:

Lx=18.600m,Ly=3.300m,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:

-37.51,准永久组合:

-21.90

池内水压力作用角隅处弯矩（kN.m/m）:

基本组合:

28.77,准永久组合:

22.65

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

水平边缘

28.77

竖直跨中

-12.87

竖直上边缘

0.00

竖直下边缘

46.10

外侧-水平跨中

0.00

-34.41

水平边缘

-37.51

-31.45

-68.97

竖直跨中

-2.65

0.00

-12.87

-15.52

竖直上边缘

0.00

-0.00

竖直下边缘

-56.24

-19.65

-75.89

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

水平边缘

22.65

竖直跨中

0.00

竖直上边缘

0.00

竖直下边缘

36.30

外侧-水平跨中

0.00

-30.11

水平边缘

-21.90

-27.52

-49.41

竖直跨中

0.00

-11.26

竖直上边缘

0.00

-0.00

竖直下边缘

-35.09

-17.19

-52.28

（5）底板内力:

计算跨度:

Lx=22.000m,Ly=18.600m,四边简支+池壁传递弯矩

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）

基本组合作用弯矩表

部位

简支基底反力

池壁传递弯矩

弯矩叠加

上侧-L向跨中

201.49

169.95

B向跨中

260.32

219.13

下侧-L向边缘

0.00

-75.89

B向边缘

0.00

-75.89

L向跨中

-31.55

B向跨中

-41.19

准永久组合作用弯矩表

部位

简支基底反力

池壁传递弯矩

弯矩叠加

上侧-L向跨中

165.43

143.70

B向跨中

213.73

185.36

下侧-L向边缘

0.00

-52.28

B向边缘

0.00

-52.28

L向跨中

-21.73

B向跨中

-28.37

2.池内有水,池外无土时,荷载组合作用弯矩表（kN.m/m）

基本组合作用弯矩表

部位

简支基底反力

池壁传递弯矩

弯矩叠加

上侧-L向跨中

51.83

19.16

70.99

B向跨中

66.96

25.02

91.98

L向边缘

0.00

46.10

B向边缘

0.00

46.10

准永久组合作用弯矩表

部位

简支基底反力

池壁传递弯矩

弯矩叠加

上侧-L向跨中

45.81

15.09

60.89

B向跨中

59.18

19.70

78.88

L向边缘

0.00

36.30

B向边缘

0.00

36.30

（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）

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

0.00

800

E14@190

810

0.00

水平边缘

28.77

800

E14@190

810

0.14

竖直跨中

-12.87

800

E14@190

810

0.07

竖直上边缘

0.00

800

E14@190

810

0.00

竖直下边缘

46.10

800

E14@170

906

0.19

外侧-水平跨中

-34.41

800

E14@190

810

0.18

水平边缘

-68.97

800

E14@150

1026

0.20

竖直跨中

-15.52

800

E14@190

810

0.00

竖直上边缘

-0.00

800

E14@190

810

0.00

竖直下边缘

-75.89

800

E14@140

1100

0.18

②B侧池壁配筋及裂缝表（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

裂缝宽度

内侧-水平跨中

0.00

800

E14@190

810

0.00

水平边缘

28.77

800

E14@190

810

0.14

竖直跨中

-12.87

800

E14@190

810

0.07

竖直上边缘

0.00

800

E14@190

810

0.00

竖直下边缘

46.10

800

E14@170

906

0.19

外侧-水平跨中

-34.41

800

E14@190

810

0.18

水平边缘

-68.97

800

E14@150

1026

0.20

竖直跨中

-15.52

800

E14@190

810

0.00

竖直上边缘

-0.00

800

E14@190

810

0.00

竖直下边缘

-75.89

800

E14@140

1100

0.18

③底板配筋及裂缝表（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

裂缝宽度

上侧-L向跨中

169.95

1069

E16@100

2011

0.18

B向跨中

219.13

1391

E18@100

2545

0.17

L向边缘

46.10

1000

E14@150

1026

0.14

B向边缘

46.10

1000

E14@150

1026

0.14

下侧-L向跨中

0.00

750

E14@200

770

0.00

B向跨中

0.00

750

E14@200

770

0.00

L向边缘

-75.89

1000

E12@110

1028

0.19

B向边缘

-75.89

1000

E12@110

1028

0.19

裂缝验算均满足.

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