矩形水池详细计算书.docx
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矩形水池详细计算书
矩形水池设计（硫泡沫槽）
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》
1基本资料
1.1几何信息
水池类型:
无顶盖半地上
长度L=3.580m,宽度B=3.580m,高度H=2.800m,底板底标高=-2.600m
池底厚h3=250mm,池壁厚t1=200mm,底板外挑长度t2=300mm
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
修正后的地基承载力特征值fa=180.00kPa
地下水位标高0.000m,池内水深0.000m,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,（考虑到上部设备荷载输入一个相当的数值）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
不考虑温湿度作用.
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40,外40）,底板（上40,下40）
钢筋级别:
HRB400,裂缝宽度限值:
0.20mm,配筋调整系数:
1.10
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（不考虑温度作用）计算
（5）配筋计算
（6）裂缝验算
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=[2×（L+B）-4×t1]×[H-h1-h3]×t1×γc
=[2×（3.580+3.580）-4×0.200]×[2.800-0.050-0.250]×0.200×25.00=169.00kN
底板自重G3=（L+2×t2）×（B+2×t2）×h3×γc
=（3.580+2×0.300）×（3.580+2×0.300）×0.250×25.00=109.20kN
水池结构自重Gc=G2+G3=278.20kN
（2）池内水重Gw计算
池内水重Gw=（L-2×t1）×（B-2×t1）×Hw×rw
=（3.580-2×0.200）×（3.580-2×0.200）×0.000×10.00=0.00kN
（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=4.656×0.000×18.00+4.656×2.350（20.00-10.0）=109.42kN
底板外挑地下水重量Gs2=4.656×2.350×10.0=109.42kN
基底以上的覆盖土总重量Gt=Gt1+Gt2=109.42kN
基底以上的地下水总重量Gs=Gs1+Gs2=109.42kN
（4）活荷载作用Gh
顶板活荷载作用力Gh1=3.580×3.580×0.00=0.00kN
地面活荷载作用力Gh2=4.656×10.00=46.56kN
活荷载作用力总和Gh=Gh1+Gh2=0.00+46.56=46.56kN
（5）基底压力Pk
基底面积:
A=（L+2×t2）×（B+2×t2）=4.180×4.180=17.47m2
基底压强:
Pk=（Gc+Gw+Gt+Gs+Gh）/A
=（278.20+0.00+109.42+109.42+46.56）/17.472=31.11kN/m2
3.1.2结论:
Pk=31.113.2抗浮验算
抗浮力Gk=Gc+Gt+Gs=278.20+109.42+109.42=497.03kN
浮力F=（3.580+2×0.300）×（3.580+2×0.300）×2.600×10.0×1.00
=454.28kN
Gk/F=497.03/454.28=1.09>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=0.33
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（0.200）
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
地面（0.000）
0.00
0.00
3.33
3.81
1.33
地下水位处（0.000）
0.00
0.00
3.33
3.81
1.33
底板顶面（-2.350）
7.83
23.50
3.33
43.60
32.67
（2）池内底部水压力:
标准值=0.00kN/m2,基本组合设计值=0.00kN/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=278.20kN
基础底面以上土重标准值Gt=109.42kN
基础底面以上水重标准值Gs=109.42kN
基础底面以上活载标准值Gh=46.56kN
水池底板以上全部竖向压力基本组合:
Qb=（278.20×1.20+109.42×1.27+109.42×1.27+46.56×1.27×0.90）/17.472
=38.06kN/m2
水池底板以上全部竖向压力准永久组合:
Qbe=（278.20+109.42+109.42×1.00+0.00×12.816×0.40+10.00×4.656×0.40）/17.472
=29.51kN/m2
板底均布净反力基本组合:
Q=38.06-0.250×25.00×1.20
=30.56kN/m2
板底均布净反力准永久组合:
Qe=29.51-0.250×25.00
=23.26kN/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）L侧池壁内力:
计算跨度:
Lx=3.380m,Ly=2.550m,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
3.89
-
-
3.89
水平边缘
-
0.00
-
0.00
竖直跨中
3.25
-
-
3.25
竖直上边缘
-
0.00
-
0.00
竖直下边缘
-
0.00
-
0.00
外侧-水平跨中
-
0.00
-
0.00
水平边缘
-11.28
-
-
-11.28
竖直跨中
-
0.00
-
0.00
竖直上边缘
0.00
-
-
0.00
竖直下边缘
-14.68
-
-
-14.68
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
2.87
-
-
2.87
水平边缘
-
0.00
-
0.00
竖直跨中
2.43
-
-
2.43
竖直上边缘
-
0.00
-
0.00
竖直下边缘
-
0.00
-
0.00
外侧-水平跨中
-
0.00
-
0.00
水平边缘
-8.34
-
-
-8.34
竖直跨中
-
0.00
-
0.00
竖直上边缘
0.00
-
-
0.00
竖直下边缘
-10.90
-
-
-10.90
（4）B侧池壁内力:
计算跨度:
Lx=3.380m,Ly=2.550m,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
3.89
-
-
3.89
水平边缘
-
0.00
-
0.00
竖直跨中
3.25
-
-
3.25
竖直上边缘
-
0.00
-
0.00
竖直下边缘
-
0.00
-
0.00
外侧-水平跨中
-
0.00
-
0.00
水平边缘
-11.28
-
-
-11.28
竖直跨中
-
0.00
-
0.00
竖直上边缘
0.00
-
-
0.00
竖直下边缘
-14.68
-
-
-14.68
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
2.87
-
-
2.87
水平边缘
-
0.00
-
0.00
竖直跨中
2.43
-
-
2.43
竖直上边缘
-
0.00
-
0.00
竖直下边缘
-
0.00
-
0.00
外侧-水平跨中
-
0.00
-
0.00
水平边缘
-8.34
-
-
-8.34
竖直跨中
-
0.00
-
0.00
竖直上边缘
0.00
-
-
0.00
竖直下边缘
-10.90
-
-
-10.90
（5）底板内力:
计算跨度:
Lx=3.380m,Ly=3.380m,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（kN.m/m）
部位
基本组合
准永久组合
下侧-L向跨中
7.37
5.61
B向跨中
7.37
5.61
上侧-L向边缘
-17.84
-13.58
B向边缘
-17.84
-13.58
（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
3.89
400
E12@250
452
0.04
水平边缘
0.00
400
E12@250
452
0.00
竖直跨中
3.25
400
E12@250
452
0.04
竖直上边缘
0.00
400
E12@250
452
0.00
竖直下边缘
0.00
400
E12@250
452
0.00
外侧-水平跨中
0.00
400
E12@250
452
0.00
水平边缘
-11.28
400
E12@250
452
0.12
竖直跨中
0.00
400
E12@250
452
0.00
竖直上边缘
0.00
400
E12@250
452
0.00
竖直下边缘
-14.68
400
E12@250
452
0.16
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
3.89
400
E12@250
452
0.04
水平边缘
0.00
400
E12@250
452
0.00
竖直跨中
3.25
400
E12@250
452
0.04
竖直上边缘
0.00
400
E12@250
452
0.00
竖直下边缘
0.00
400
E12@250
452
0.00
外侧-水平跨中
0.00
400
E12@250
452
0.00
水平边缘
-11.28
400
E12@250
452
0.12
竖直跨中
0.00
400
E12@250
452
0.00
竖直上边缘
0.00
400
E12@250
452
0.00
竖直下边缘
-14.68
400
E12@250
452
0.16
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
7.37
500
E14@250
616
0.05
B向跨中
7.37
500
E14@250
616
0.05
下侧-L向边缘
-17.84
500
E14@250
616
0.12
B向边缘
-17.84
500
E14@250
616
0.12
裂缝验算均满足.
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