检修阀井配筋计算书.docx

1、检修阀井配筋计算书目 录1 计算成果表 22 总说明 32.1 目的与要求 32.2 设计依据 32.3 基本资料 32.3.1工程级别及环境类别 32.3.2计算参数取值 32.3.3工程地质条件评价 42.4 计算方法 42.3.1荷载计算 42.3.2配筋计算 52.5计算工况与荷载组合 72.6 主要结论 73 计算过程 83.1基本资料 83.1.1断面尺寸 83.2 荷载计算 93.2.1荷载计算过程 93.3 内力计算 113.3.1阀井内力计算过程 113.3.2阀井内力计算结果 183.4 配筋及限裂计算 183.4.1构造规定 183.4.2受弯构件配筋及裂缝宽度计算过程

2、183.4.3配筋计算结果 244 成果分析 251 计算成果表表1-1 东南西南管道检修、排气井配筋计算成果表管线井部位计算配筋面积实际配筋面积实配钢筋裂缝宽度裂缝宽度允许值是否满足要求截面高度(mm)mm2mm2(mm)(mm)东南西南输水管道检修排气井底板下部水平16571696181500.2640.30满足600竖向1835.72094201500.246侧墙外侧水平9161026141500.140.30满足500竖向（中部）9161231141250.072竖向（下部）28393041221250.252顶板下部水平565754121500.1770.3满足250竖向418565

3、122000.042主梁下部跨中14971767251250.2230.3满足450700注：表中配筋考虑了最小配筋率的要求（SL191-2008）。2 总说明2.1 目的与要求通过本次计算，得出内力值，确定合理的结构尺寸，并按配筋要求计算出合理的配筋量，达到结构经济合理，并且安全可靠。2.2 设计依据（1）水工混凝土结构设计规范SL191-2008（2）水工建筑物抗震设计规范DL5073-2000（3）水工建筑物荷载设计规范DL5077-1997（4）建筑结构荷载设计规范(GB5073-2000)（5）给水排水工程结构设计手册P1353（6）结构设计手册2.3 基本资料2.3.1工程级别及环

4、境类别东南、西南输水管线工程等别为等，阀井等次要建筑物级别为4级。阀井所处的环境类别为二类。2.3.2计算参数取值（1）桩号为0+0002+800的管道均在壤土层中，本次计算排气检修井桩号为1+960，阀井坐落在壤土层中。阀井开挖后回填土采用壤土。阀井后回填土及地基土物理力学指标取值如下。表2-1 各土层物理力学指标表土层名称厚度湿容重浮容重快剪承载力特征值m(kN/m3)(kN/m3)粘聚力Ccu（kPa）内摩擦角cu（）（kPa）壤土5.6219.110.115.414.4120（2）泵房为钢筋混凝土结构，混凝土强度等级为C25，受力钢筋采用HRB335级钢筋。2.3.3工程地质条件评价（

5、1）工程区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g。由于地下水埋深大于20m，故实际运用中可不考虑砂层地震液化的影响。（2）1+960处阀井基础坐落在壤土持力层上。（3）施工中无地下水干扰。2.4 计算方法荷载计算按照建筑结构荷载设计规范及水工建筑物荷载设计规范确定。井室为空间结构，内力计算采用简化的近似计算方法。下面分别介绍井墙、盖板和基础的计算方法。（1）井墙：钢筋混凝土井墙，其竖向和横向跨度比，当小于2时按双向板计算；大于2时按单向板计算。混凝土墙的边界条件竖向按简支，水平向按固端。（2）盖板：本次采用预制盖板。按简支板计算。（3）基础：假定按上部井室墙支撑情况作为单向板或双

6、向板计算。 底板为矩形时，根据跨度比，分别按单向或双向简支板计算。底板上作用的荷载包括井室自重及井盖上土荷载对底板产生的地基均布反力。井墙、盖板和底板一般均按受弯构件计算，不考虑轴力的影响。配筋根据水工混凝土结构设计规范（SL 191-2008），按极限状态法计算钢筋数量，并进行钢筋布置。正常使用极限状态验算确定主要构件的裂缝开展宽度。2.3.1荷载计算（1）结构自重根据单位结构体积乘以混凝土容重算得。 （2-1）式中：混凝土的容重(kN/m3)；阀井的断面面积(m2)。（2）土压力阀井后回填土采用壤土，土压力按粘性土郎肯主动土压力计算，公式如下：填土深度H处的土压力为： （2-2） 式中:

7、H土的填筑高度（m）；挡土墙墙后的填土重度（KN/m3），地下水位以下取浮重度；Ka郎肯理论的主动土压力系数，；墙后填土的内摩擦角，( )；c填土的粘聚力，kPa（3）雪荷载：根据水工建筑物荷载设计规程（DL5077-1997）取雪荷载标准值0.3 kN/m3。（4）汽车荷载：由车道荷载和车辆荷载组成。由于车道荷载和车辆荷载的作用不能叠加。本次只考虑车道荷载。2.3.2配筋计算配筋计算按水工混凝土结构设计规范（SL1912008）中受弯公式进行计算。 配筋计算公式令KM式中弯矩设计值，按荷载效应基本组合或偶然组合计算； K承载力安全系数，对于4级建筑物，基本组合取1.15，偶然组合取1.0；M

8、u截面极限弯矩值；fc混凝土轴心抗压强度设计值，C25混凝土fc=11.9MPa；b矩形截面宽度；截面抵抗矩系数；相对受压区计算高度；h0截面有效高度，h0=h-a，h为截面高度，a为纵向受拉钢筋合力点至截面受拉边缘的距离；fy钢筋抗拉强度设计值，HRB335钢筋 fy=300MPa；As受拉区纵向钢筋截面面积。为了保证构件时适筋破坏，应用以上公式时应满下列两个适用条件 式中 相对界限受压区计算高度，对于热轧钢筋HRB335，； 混凝土受压区计算高度；系数，取为0.85。限裂计算公式根据水工钢筋混凝土结构设计规范（SL191-2008）公式7.2.2式中 考虑构件受力特征和荷载长期作用的综合影

9、响系数，对受弯构件，取=2.1；c最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区边缘的距离（mm）；d钢筋直径（mm）；te纵向受拉钢筋的有效配筋率，； Ate有效受拉混凝土截面面积，对于受弯构件，Ate=2sb；As受拉区纵向钢筋截面面积（mm2）,对受弯构件，As取受拉区纵向钢筋截面面积；sk按荷载标准计算得构件纵向受拉钢筋应力（N/mm2）。 2.5计算工况与荷载组合阀井只考虑设计运用工况，阀井处地震基本烈度为度，根据水工建筑物抗震设计规范，处于度地震带的4级建筑物，不必考虑地震工况。 表2-2 泵房荷载组合表荷载组合计算工况荷载自重土压力人群荷载雪压力基本组合工况一设计运用2.6 主要结论由计算可知

10、，边墙厚度为500mm，底板为600mm，底板为250 mm，主梁为450700时，能够满足抗裂和构造的要求，并满足经济适用的原则。3 计算过程3.1基本资料3.1.1断面尺寸图3-1 底板平面图图3-2 A-A剖面图图3-3 B-B剖面图3.2 荷载计算3.2.1荷载计算过程（1）阀井自重表3-1 阀体自重计算过程表长度m8.5=8.5宽度m8=8厚度m0.25=0.25容重KN/m325=25井盖自重KN425.00 =8.580.2525=425长度m8.6=8.6高度m5.52=5.52厚度m0.5=0.5侧墙一体积m323.736=8.65.520.5=23.736长度m7.1=7.

11、1高度m5.52=5.52厚度m0.5=0.5侧墙二体积m319.596=7.15.520.5=19.596侧墙体积m386.664=23.7362+19.5962=86.664侧墙自重KN2166.6=86.66425=2166.6长度m8.6=8.6宽度m8.1=8.1厚度m0.6=0.6体积m341.796=8.68.10.6=41.796底板自重KN1044.9=41.79625=1044.9阀体质量t8=8阀体重量KN80=810=80阀井总自重KN3716.50 =425+2166.6+1044.9+80=3716.5底板面积m269.66=8.68.1=69.66作用在底板上井室

12、自重（均布力）KN/m253.35 =3716.5/69.66=53.352（2） 雪荷载雪荷载=1.00.3=0.3kN/m2（3）汽车荷载按一级公路考虑汽车荷载，汽车荷载等级为级，根据公路桥涵设计通用规范，均布荷载标准值为10.5kN/m，集中荷载为180kN。(4)人群荷载 人群荷载考虑为5kN/m2。（5）土压力阀井墙后回填粘性土，土压力采用郎肯主动土压力公式进行计算。工况一：井内无水，墙后无地下水地面比墙顶低0.50m，距地面1.02m处墙后土压力强度为零，墙底处侧向土压力强度为58.61kPa。具体计算过程见表3-3。表3-2 工况一墙后土压力计算过程表粘性土的容重1,地下水位以下

13、取浮重度kN/m19.1=19.1第一层填土深度H1m5.62=5.62粘性土的粘聚力C1kPa15.4=15.4计算粘聚力c1kPa3.85=15.4/4=3.85内摩擦角114.4=14.4主动土压力系数Ka1Ka0.60 =(TAN(45-14.4/2)PI()/180)2=0.602阀井底板底处侧向土压力强度（pa）kPa58.61 =19.15.620.602-23.850.6020.5=58.613土压力零点距填土面处的深度z。m0.52 =23.85/19.1/0.6020.5=0.523.3 内力计算3.3.1阀井内力计算过程板的计算采用理正结构工具箱TBS5.7版进行计算。具

14、体计算过程如下。底板1 计算条件 计算板长= 8.100(m) ；计算板宽= 7.600(m) ；板厚= 600(mm) 板容重= 25.00(kN/m3) ；板自重荷载设计值= 18.00(kN/m2) 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= 71.44(kN/m2) 砼强度等级: C25, fc=11.90 N/mm2 支座纵筋级别: HRB335, fy=300.00 N/mm2 板底纵筋级别: HRB335, fy=300.00 N/mm2 混凝土保护层= 35(mm), 配筋计算as= 40(mm), 泊松比= 0.20 支

15、撑条件= 四边 上:简支 下:简支 左:简支 右:简支 角柱 左下:无 右下:无 右上:无 左上:无2 计算结果 弯矩单位:kN.m/m, 配筋面积:mm2/m, 构造配筋率:0.20% 弯矩计算方法: 查表 - (1)跨中: 水平 竖向 弯矩 231.3 254.7 面积 1422(0.24%) 1572(0.26%) 实配 D18170(1497) D18160(1590) (2)四边: 上 下 左 右 弯矩 0.0 0.0 0.0 0.0 面积 1200(0.20%) 1200(0.20%) 1200(0.20%) 1200(0.20%) 实配 D16160(1257) D16160(1

16、257) D16160(1257) D16160(1257)侧墙阀井四面侧墙，尺寸相当，本次只取一面侧墙进行计算即可。1 计算条件 计算板长= 8.100(m) ；计算板宽= 5.520(m) ；板厚= 500(mm) 板容重= 25.00(kN/m3) ；板自重荷载设计值= 15.00(kN/m2) 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= 4.45(kN/m2) 三角形荷载= 70.33(kN/m2) 砼强度等级: C25, fc=11.90 N/mm2 支座纵筋级别: HRB335, fy=300.00 N/mm2 板底纵筋级别:

17、 HRB335, fy=300.00 N/mm2 混凝土保护层= 35(mm), 配筋计算as= 40(mm), 泊松比= 0.20 支撑条件= 四边 上:自由 下:固定 左:简支 右:简支 角柱 左下:无 右下:无 右上:无 左上:无2 计算结果 弯矩单位:kN.m/m, 配筋面积:mm2/m, 构造配筋率:0.20% 弯矩计算方法: 查表 - (1)跨中: 水平 竖向 弯矩 67.1 41.2 面积 1000(0.20%) 1000(0.20%) 实配 D16200(1005) D16200(1005) (2)四边: 上 下 左 右 弯矩 0.0 -309.8 0.0 0.0 面积 100

18、0(0.20%) 2403(0.48%) 1000(0.20%) 1000(0.20%) 实配 D16200(1005) D20130(2417) D16200(1005) D16200(1005) (3)平行板边: 左 中 右 上边弯矩: 0.0 130.5 0.0 上边配筋: 1000(0.20%) 1000(0.20%) 1000(0.20%) 上边实配: D16200(1005) D16200(1005) D16200(1005)顶板井室顶板共6块，分作两种，具体见下图。图3-4 顶板分块计算图顶板一（4.252.750.25）计算过程1 计算条件 计算板长= 4.000(m) ；计算

19、板宽= 2.500(m) ；板厚= 250(mm) 板容重= 25.00(kN/m3) ；板自重荷载设计值= 7.50(kN/m2) 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= 7.42(kN/m2) 砼强度等级: C25, fc=11.90 N/mm2 支座纵筋级别: HRB335, fy=300.00 N/mm2 板底纵筋级别: HRB335, fy=300.00 N/mm2 混凝土保护层= 35(mm), 配筋计算as= 40(mm), 泊松比= 0.20 支撑条件= 四边 上:简支 下:自由 左:简支 右:简支 角柱 左下:无 右

20、下:无 右上:无 左上:无2 计算结果 弯矩单位:kN.m/m, 配筋面积:mm2/m, 构造配筋率:0.20% 弯矩计算方法: 查表 - (1)跨中: 水平 竖向 弯矩 10.1 5.3 面积 500(0.20%) 500(0.20%) 实配 D12220(514) D12220(514) (2)四边: 上 下 左 右 弯矩 0.0 0.0 0.0 0.0 面积 500(0.20%) 500(0.20%) 500(0.20%) 500(0.20%) 实配 D12220(514) D12220(514) D12220(514) D12220(514) (3)平行板边: 左 中 右 下边弯矩:

21、0.0 16.3 0.0 下边配筋: 500(0.20%) 500(0.20%) 500(0.20%) 下边实配: D12220(514) D12220(514) D12220(514)顶板二（4.252.50.25）计算过程1 计算条件 计算板长= 4.000(m) ；计算板宽= 2.500(m) ；板厚= 250(mm) 板容重= 25.00(kN/m3) ；板自重荷载设计值= 7.50(kN/m2) 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= 7.42(kN/m2) 砼强度等级: C25, fc=11.90 N/mm2 支座纵筋级别

22、: HRB335, fy=300.00 N/mm2 板底纵筋级别: HRB335, fy=300.00 N/mm2 混凝土保护层= 35(mm), 配筋计算as= 40(mm), 泊松比= 0.20 支撑条件= 四边 上:自由 下:自由 左:简支 右:简支 角柱 左下:无 右下:无 右上:无 左上:无2 计算结果 弯矩单位:kN.m/m, 配筋面积:mm2/m, 构造配筋率:0.20% 弯矩计算方法: 查表 - (1)跨中: 水平 竖向 弯矩 29.8 0.0 面积 500(0.20%) 500(0.20%) 实配 D12220(514) D12220(514) (2)四边: 上 下 左 右

23、弯矩 0.0 0.0 0.0 0.0 面积 500(0.20%) 500(0.20%) 500(0.20%) 500(0.20%) 实配 D12220(514) D12220(514) D12220(514) D12220(514)采用理正结构工具箱TBS5.7版计算的板的内力值是符合规范要求的，但是根据这个程序计算的配筋有的不是很理想。因此，本次井室的内力结果采用理正计算的成果。而配筋是根据水工混凝土结构设计规范SL191-2008进行计算。主梁（7.10.70.45）图3-5 主梁计算简图主梁承受的均布活荷载为人群荷载和雪荷载，qk=5+3=5.3kN/m主梁承受的永久荷载为盖板的自重，g

24、k=4.250.2525=26.6 kN/m梁的计算跨度L0可取下列两者中的较小值L0= Ln+a=7.1+0.5=7.6mL0=1.05 Ln=1.057.1=7.46m取计算跨度L0=7.46m荷载分项系数，永久荷载为1.05，人群荷载为1.20简支梁跨中弯矩设计值为3.3.2阀井内力计算结果承载能力极限状态和正常使用极限状态计算检修排气井时，荷载设计值产生的内力见表3-14。 表3-3 排气检修井内力计算成果表管线部位内力承载能力极限状态正常使用极限状态东南西南输水管道底板下部水平弯矩（KNm）231.3192.75竖向弯矩（KNm）254.7212.15侧墙外侧水平弯矩（KNm）67.

25、155.92竖向（中部）弯矩（KNm）41.234.33竖向（下部）弯矩（KNm）309.8258.17顶板下部水平弯矩（KNm）16.3（29.8）13.58（24.83）竖向弯矩（KNm）5.3（0）4.42（0）主梁下部跨中弯矩（KNm）238.54198.73.4 配筋及限裂计算3.4.1构造规定阀井级别为4级，按受弯构件考虑，进行承载力能力极限状态的计算，根据计算处的结构内力按照水工混凝土结构设计规范进行配筋计算。阀井所处环境为二类环境，保护层厚度为35mm，最小配筋率取0.2%。阀井混凝土强度等级按C25，钢筋种类按HRB335级计算，最大裂缝宽度为0.30mm。3.4.2受弯构件

26、配筋及裂缝宽度计算过程（1）承载能力计算时，钢筋混凝土结构构件的承载力安全系数K按表3-16取值。表3-4 钢筋混凝土结构构件的承载力安全系数K建筑物建筑物级别荷载基本组合基本组合偶然组合阀井41.151.00 （2）配筋计算中涉及到的材料的参数见表3-18。表3-5 阀井钢筋混凝土参数C25混凝土轴心抗压强度HRB335级钢筋抗拉强度设计值HRB335级钢筋抗压强度设计值HRB335级钢筋弹性模量fc(N/mm2)fy(N/mm2)fy(N/mm2)Es(N/mm2)11.93003002.0105（3）阀井配筋及裂缝宽度计算过程见表3-19。表3-6 底板配筋计算过程表底板（竖向）底板（横向）受弯构件配筋计算（SL191-2008)受弯构件配筋计算（SL191-2008)参数数值参数数值M(kNm)254.7000 M(kNm)231.3000 h(mm)600 h(mm)600 b(mm)1000 b(mm)1000 c(mm)35 c(mm)35 d(mm)20 d(mm)18 单排1，双排21 单排1，双排21 双排筋间距50双排筋间距50as(