调节池计算书.docx

1、调节池计算书设计依据：1. 杭州湾新区给水和污水泵站岩土工程勘察报告（详细勘察）(2011.6)；2. 规范及手册：给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规范CECS137:2002； 混凝土结构设计规范; 给水排水工程结构设计手册;3. 回填土容重：饱和土重为20KN/m3；水容重：10.0 KN/m3; 4. 地质概况：根据地勘报告：沉井下沉穿过以下土层：(1) 第2层 淤泥质粉质粘土夹粉砂：沉井外壁摩阻力标准值为12KPa；(2) 第3-2层 砂质粉土：沉井外壁摩阻力标准值为24KPa；(3) 第3-2层 砂质粉土：沉井外壁摩阻力标准值为14KPa；(4) 第3-3层 砂质粉土：沉井外壁摩阻

2、力标准值为32KPa；(5) 第3-4层粉质粘土夹粉砂：沉井外壁摩阻力标准值为16KPa；基底落在第3-4层上5. 地下水位(1) 封底混凝土达到设计强度100%后，底板施工之前水位不高于标高-4.0米;(2) 底板混凝土强度达到设计强度100%之后水位不高于标高-3.0米;(3) 顶板及井内填料浇筑完毕，顶板未覆土前水位不高于标高0.0米;(4) 使用期间的地下水位考虑到设计地面以下0.5m，即绝对标高3.8m处。6. 构筑物采用沉井，不排水下沉。沉井部分分段施工，标高1.0m以上采用现浇结构。抗浮验算：构筑物抗浮验算 1。抗浮力计算条件：底板厚度800；壁板厚度1100；顶板厚300；封底

3、混凝土厚度2000。（1） 顶、底板自重：12.52x3.14x(0.8+0.3)x25=13492.2KN。（2） 壁板自重：(25+1.1)x3.14x1.1x15.3x25=34482.1KN。（3） C15素混凝土填料自重：12.52x3.14x0.8x22=8635.0KN（4） 封底混凝土自重：12.52x3.14x2.0x22=21587.5KN（5） 板顶覆土自重：(12.5+1.1)2x3.14x(1.5x10+0.5x18)=13938.6KN（6） 柱自重：0.8x0.8x10.9x16x25=2790.4KN抗浮力94925.8KN2 浮力计算条件：地下水位考虑到设计地

4、面以下0.5m。浮力(12.5+1.1)2x3.14x 15.3x10=88858.5KN3 抗浮安全系数K=94925.8/88858.5=1.0684抗浮安全系数 1.05，抗浮验算通过。沉井下沉计算一、 下沉系数Kst沉井制作高度为14.0m1 沉井自重标准值GK1=(25+1.1)x3.14x1.1x14x25=31552.3KN底梁自重GK2=(19.3x4x0.8x3.1+24.3x4x0.8x3.1)x25=10812.8KN2 下沉过程水的浮托力标准值Ffw,k:Ffw,k=(25+1.1)x3.14x1.1x14x10+(19.3x4x0.8x3.1+24.3x4x0.8x3

5、.1)x10=16946.0KN3 井壁总摩阻力标准值Ffk:1) 单位摩阻力加权平均值（以J5勘探孔计算）fka=(0.26x12+2x24+1.4x14+9.1x32+1.24x16)/14=27.32) 摩阻力标准值FfkFfk=(25+1.1)x3.14x4x27.3+(2.5+5)x0.6x27.3=19017.4KN4 下沉系数KstKst=(GK- Ffw,k)/ Ffk=(42365.1-16946.0)/ 19017.4=1.34二、 下沉稳定系数kst,s:1 刃脚、底梁下地基极限承载力Rb:（极限承载力取400KPa）Rb=0.5x(25+0.8x2)x3.14x400=

6、16704.8KN2 浮托力取标准浮托力的70%。Ffw,kFfw,kx70%=11862.2KN5 下沉稳定系数Kst,sKst,s=(Gk- Ffw,k)/( Ffk+Rb)=( 42365.1-11862.2)/( 19017.4+16704.8)=0.853满足要求封底混凝土计算(一) 取最大一块封底面积计算：5.0x5.0m。地下水的浮托力Fk=14x10=140KN/m2底板受力q=140KN/m2封底混凝土四边简支，M=0.0442x5x5x140=154.7KN.m根据“给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程”CECS137:2002第6.1.13条规定：1200mm考虑井底涌

7、砂，封底混凝土宜加厚故取C25封底混凝土厚度2000。刃脚竖向内力计算（一） 工况一：沉井起沉阶段根据“给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程”CECS137:2002第6.2.2条、第6.3.2条规定：M1= (6.2.2-1)N1=Rj-g1 (6.2.2-2)P1= (6.2.2-3) (6.2.2-4)根据已知条件和地勘报告Rj=14x25x1.1=385KN/m ；h1=hs=1.2m ；=56.30；0=200。a=0.5m,b=0.8m则：d1=0.170mP1=125.7KN/MM1=166.0KN.m/mN1近似取Rj=385N/m（二） 工况二：沉井下沉至设计标高，未封底，

8、刃脚下土体已掏空。 井外地下水位考虑标高-13m处，井内无水。1 土压力计算土压力为设计值：q1=4.7KN/m2q2=14x18x1.27/3=106 KN/m2q=111.4 KN/m2计算简图如下：Fep1和Fep1近似相等，均取值=111.4KN/m则： =80.2KN.m/m圆形沉井水平内力计算（一） 工况：沉井下沉至设计标高。根据CECS137:2002第6.2.3条，在互成90o的水平两点处，土壤内摩擦角的差值为6o（即3）。土壤内聚力C=13Kpa，内摩擦角=25。配筋按0.25mm的裂缝控制。计算简图如下：1. A、B点的水平向土压力1) A点处主动土压力系数Ka=0.258

9、2) A点水平向土压力Pa=0.258x18x14=65.0 KN/m23) B点处主动土压力系数Ka=0.3524) B点水平向土压力Pa=0.352x18x14=88.70 KN/m22. A、B点的内力1) =(PB/PA)-1=88.765.0-1=0.365 Na=65x(12.5+1.1/2)x(1+0.7854x0.365)=1091.4KN/mNb=65x(12.5+1.1/2)x(1+0.5x0.365)=1003.1KN/mMa=-0.1488x65x13.052x0.365=601.2KN.m/mMb=-0.1366x65 x13.052x0.365=551.9 KN.m

10、/m井壁结构内力及配筋计算：1刃脚最大竖向弯矩M1=166KN.m/m，N1=385KN/m； 取25200，混凝土保护层40，混凝土强度等级C30，0.25mm控制M抗=396KN.m/m。2井壁最大水平向弯矩M1=601.2KN.m/m，N1=1091.4KN/m 取22100，混凝土保护层40，混凝土强度等级C30，0.25mm控制M抗=632KN.m/m。底板结构计算(一) 工况：使用阶段，地下水位考虑到设计地面以下0.50m。1. 取最大一块面积计算：5x5m。底板厚度0.8m地下水的浮托力Fk=(15.3-0.5)x10=148.0KN/m2底板混凝土自重Gk=0.8x25=20K

11、N/m2底板受力q=148-20=128KN/m2底板四边简支，M=0.0442x5x5x128=141.5KN.m(标准值)底板厚800，取22200，混凝土保护层40，混凝土强度等级C30，裂缝宽度0.20。M标准值228KN.m 底梁计算书：=1 计算简图：2 计算条件： 荷载条件: 均布恒载标准值: 300.00kN/m 活载准永久值系数: 0.50 均布活载标准值: 0.00kN/m 支座弯矩调幅系数: 85.0% 梁容重 : 25.00kN/m3 计算时考虑梁自重: 不考虑 恒载分项系数: 1.20 活载分项系数 : 1.40 配筋条件: 抗震等级 : 非抗震 纵筋级别 : HRB

12、335 混凝土等级 : C30 箍筋级别 : HRB335 配筋调整系数: 1.2 上部保护层厚度 : 40mm 面积归并率 : - 下部保护层厚度 : 40mm 最大裂缝限值: 0.400mm 挠度控制系数C : 200 截面配筋方式: 单筋 3 计算结果： 单位说明: 弯 矩:kN.m 剪 力:kN 纵筋面积:mm2 箍筋面积:mm2/m 裂 缝:mm 挠 度:mm - 梁号 1: 跨长 = 25000 BH = 1000 3100 左 中 右 弯矩(-) : -15937.404 0.000 -15937.404 弯矩(+) : 0.000 12187.484 0.000 剪 力: 44

13、99.991 0.009 -4499.991 上部as: 100 50 100 下部as: 50 75 50 上部纵筋: 18966 6200 18966 下部纵筋: 6649 14121 6649 箍 筋Asv: 1265 1144 1265 上纵实配:29D32 12/12/5(23323) 13D28(8005)29D32 12/12/5(23323) 下纵实配: 13D28(8005)28D28 14/14(17241) 13D28(8005) 箍筋实配: 4D12250(1810) 4D12250(1810) 4D12250(1810) 腰筋实配: 24d18(6107) 24d18

14、(6107) 24d18(6107) 上实配筋率: 0.75% 0.26% 0.75% 下实配筋率: 0.26% 0.56% 0.26% 箍筋配筋率: 0.18% 0.18% 0.18% 裂 缝: 0.396 0.375 0.396 挠 度: 0.000 17.851 0.000 最大裂缝:0.396mm0.400mm 最大挠度:17.851mm125.000mm(25000/200) -4 所有简图：调节池顶板单块矩形板计算按弹性板计算: 1 计算条件 计算跨度: Lx=5.000m Ly=5.000m 板厚h=300mm 板容重=25.00kN/m3 ；板自重荷载设计值=9.00kN/m2

15、 恒载分项系数=1.20 ； 活载分项系数=1.40 荷载设计值(不包括自重荷载): 均布荷载q=50.20kN/m2 砼强度等级: C30, fc=14.30 N/mm2, Ec=3.00104 N/mm2 支座纵筋级别: HRB335, fy=300.00 N/mm2, Es=2.00105 N/mm2 板底纵筋级别: HRB335, fy=300.00 N/mm2, Es=2.00105 N/mm2 混凝土保护层=40mm, 配筋计算as=45mm, 泊松比=0.20 支撑条件= 四边 上:固定 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

16、单位:kN.m/m, 配筋面积:mm2/m, 构造配筋率:0.21% 弯矩计算方法: 双向板查表 挠度计算方法: 双向板查表。 - (1)跨中: 水平 竖向 弯矩 31.3 31.3 面积 643(0.21%) 643(0.21%) 实配 D14190(810) D14190(810) (2)四边: 上 下 左 右 弯矩 -75.6 -75.6 -75.6 -75.6 面积 1032(0.34%) 1032(0.34%) 1032(0.34%) 1032(0.34%) 实配 D16160(1257) D16160(1257) D16160(1257) D16160(1257) (3)挠度结果(

17、按双向板计算): 经查: 挠度计算系数=0.001270 Mk=25.61Nmm, Mq=25.08Nmm; h=300mm, h0=255mm; E=Es/Ec=6.667; As=810mm2, 对于矩形截面f=0; te=As/(0.5bh)=0.0054,当te0.01时,取te=0.01; =As/(bh0)=0.0032 sk=Mk/(0.87Ash0)=142.470N/mm2; =1.1-0.65ftk/(tesk)=0.183,当小于0.2时,取=0.2; =2.0-0.4(/)=2.0-0.4(0.000/0.003)=2.000; 将上述参数带入短期刚度公式得: =1.8

18、911013Nmm2; 从而得到长度刚度: =0.9561013Nmm2; =4.029 mm 挠度验算: 4.03fmax=25.00mm,满足 (4)支座最大裂缝: 0.24max=0.30mm,满足 (5)跨中最大裂缝: 0.06max=0.30mm,满足 顶板连续梁计算书：WKL-1=1 计算简图：2 计算条件： 荷载条件: 均布恒载标准值: 0.00kN/m 活载准永久值系数: 0.50 均布活载标准值: 0.00kN/m 支座弯矩调幅系数: 85.0% 梁容重 : 25.00kN/m3 计算时考虑梁自重: 考虑 恒载分项系数: 1.20 活载分项系数 : 1.40 配筋条件: 抗震

19、等级 : 非抗震 纵筋级别 : HRB335 混凝土等级 : C30 箍筋级别 : HPB235 配筋调整系数: 1.2 上部保护层厚度 : 40mm 面积归并率 : 30.0% 下部保护层厚度 : 40mm 最大裂缝限值: 0.300mm 挠度控制系数C : 200 截面配筋方式: 单筋 3 计算结果： 单位说明: 弯 矩:kN.m 剪 力:kN 纵筋面积:mm2 箍筋面积:mm2/m 裂 缝:mm 挠 度:mm - 梁号 1: 跨长 = 5000 BH = 500 800 左 中 右 弯矩(-) : 0.000 0.000 -447.328 弯矩(+) : 0.002 457.946 0.

20、000 剪 力: 302.072 -105.256 -505.254 上部as: 50 50 50 下部as: 50 50 50 上部纵筋: 800 800 2113 下部纵筋: 858 2167 858 箍 筋Asv: 817 817 817 上纵实配: 4D20(1257) 4D20(1257) 7D22(2661) 下纵实配: 7D22(2661) 7D22(2661) 7D22(2661) 箍筋实配: 4d8200(1005) 4d8200(1005) 4d8200(1005) 腰筋实配: 4d16(804) 4d16(804) 4d16(804) 上实配筋率: 0.31% 0.31%

21、 0.67% 下实配筋率: 0.67% 0.67% 0.67% 箍筋配筋率: 0.20% 0.20% 0.20% 裂 缝: 0.000 0.293 0.286 挠 度: 0.000 3.017 0.000 最大裂缝:0.293mm0.300mm 最大挠度:3.017mm25.000mm(5000/200) - 梁号 2: 跨长 = 5000 BH = 500 800 左 中 右 弯矩(-) : -447.328 0.000 -345.505 弯矩(+) : 0.000 290.587 0.000 剪 力: 433.771 34.296 -385.330 上部as: 50 50 50 下部as:

22、 50 50 50 上部纵筋: 2113 800 1608 下部纵筋: 858 1342 858 箍 筋Asv: 817 817 817 上纵实配: 7D22(2661) 4D20(1257) 4D25(1963) 下纵实配: 4D25(1963) 4D25(1963) 4D25(1963) 箍筋实配: 4d8200(1005) 4d8200(1005) 4d8200(1005) 腰筋实配: 4d16(804) 4d16(804) 4d16(804) 上实配筋率: 0.67% 0.31% 0.49% 下实配筋率: 0.49% 0.49% 0.49% 箍筋配筋率: 0.20% 0.20% 0.2

23、0% 裂 缝: 0.286 0.169 0.296 挠 度: 0.000 1.214 0.000 最大裂缝:0.296mm0.300mm 最大挠度:1.214mm25.000mm(5000/200) - 梁号 3: 跨长 = 5000 BH = 500 800 左 中 右 弯矩(-) : -345.505 0.000 -345.505 弯矩(+) : 0.000 343.494 0.000 剪 力: 409.943 9.945 -409.943 上部as: 50 50 50 下部as: 50 50 50 上部纵筋: 1608 800 1608 下部纵筋: 858 1598 858 箍 筋Asv

24、: 817 817 817 上纵实配: 4D25(1963) 4D20(1257) 4D25(1963) 下纵实配: 4D25(1963) 4D25(1963) 4D25(1963) 箍筋实配: 4d8200(1005) 4d8200(1005) 4d8200(1005) 腰筋实配: 4d16(804) 4d16(804) 4d16(804) 上实配筋率: 0.49% 0.31% 0.49% 下实配筋率: 0.49% 0.49% 0.49% 箍筋配筋率: 0.20% 0.20% 0.20% 裂 缝: 0.296 0.282 0.296 挠 度: 0.000 2.268 0.000 最大裂缝:0

25、.296mm0.300mm 最大挠度:2.268mm25.000mm(5000/200) - 梁号 4: 跨长 = 5000 BH = 500 800 左 中 右 弯矩(-) : -345.505 0.000 -447.328 弯矩(+) : 0.000 290.587 0.000 剪 力: 385.330 -34.296 -433.771 上部as: 50 50 50 下部as: 50 50 50 上部纵筋: 1608 800 2113 下部纵筋: 858 1342 858 箍 筋Asv: 817 817 817 上纵实配: 4D25(1963) 4D20(1257) 7D22(2661)

26、下纵实配: 4D25(1963) 4D25(1963) 4D25(1963) 箍筋实配: 4d8200(1005) 4d8200(1005) 4d8200(1005) 腰筋实配: 4d16(804) 4d16(804) 4d16(804) 上实配筋率: 0.49% 0.31% 0.67% 下实配筋率: 0.49% 0.49% 0.49% 箍筋配筋率: 0.20% 0.20% 0.20% 裂 缝: 0.296 0.169 0.286 挠 度: 0.000 1.214 0.000 最大裂缝:0.296mm0.300mm 最大挠度:1.214mm25.000mm(5000/200) - 梁号 5:

27、跨长 = 5000 BH = 500 800 左 中 右 弯矩(-) : -447.328 0.000 0.000 弯矩(+) : 0.000 457.946 0.002 剪 力: 505.254 105.256 -302.072 上部as: 50 50 50 下部as: 50 50 50 上部纵筋: 2113 800 800 下部纵筋: 858 2167 858 箍 筋Asv: 817 817 817 上纵实配: 7D22(2661) 4D20(1257) 4D20(1257) 下纵实配: 7D22(2661) 7D22(2661) 7D22(2661) 箍筋实配: 4d8200(1005) 4d8200(1005) 4d8200(1005) 腰筋实配: 4d16(804) 4d16(804) 4d16(804) 上实配筋率: 0.67% 0.31% 0.31% 下实配筋率: 0.67% 0.67% 0.67% 箍筋配筋率: 0.20% 0.20% 0.20% 裂 缝: 0.286 0.293 0.000 挠 度: 0.000 3.017 0.000 最大裂缝:0.293mm0.300mm 最大挠度:3.017mm25.000mm(5000/200) -