供水泵站计算书.docx

1、供水泵站计算书一、项目区基本情况水库取水及输水工程土建工程服务对象为公司生产线及配套的辅助生产设施、公用工程设施和生活福利与服务性设施。公司位于经济技术开发区，与水库直线距离约为。根据公司出具的书面证明，确定水库取水及输水工程设计引水流量为 m3/s。项目区所在地属暖温带大陆性干旱气候，干旱炎热，蒸发强烈，多年平均降水量，多年平均蒸发量为2775mm，年平均气温为，绝对最高气温为40，决对最低温度为，最大冻土深度为63cm。项目区盛行东北风，年平均风速为3m/s，多年平均最大风速为21m/s。二、工程设计总体设计依据项目业主提供的资料进行，水库取水及输水工程设计总流量为s（2s），另有一台机组

2、（1s）备用，配套电机总装机功率为555KW（3185KW），工程规模为等小（1）型工程，主要建筑物等级为4级，次要及临时建筑物等级均为5级。本项目主要工程有：（1）、引水明渠约2100m，底宽2m，边坡为1：3，其中30m为C20砼衬砌，边坡厚度为20cm，底板厚度为40cm，其余均为土渠；（2）、进水池1座，混凝土结构，长，边墙扩散角为20度，首端宽，末端宽；（3）、泵房一座，泵房分为三层，分为水泵层、结构层及操作层，均为钢筋混凝土结构，墙厚均为；（4）、安装500S22单级双吸离心泵及配套电机3套，安装配电柜及启动箱3套，安装DN500、闸阀、伸缩接管及多功能控制阀；（5）、钢制压力管道

3、约28m，公称直径为900mm，壁厚为14mm，均采用螺旋焊接钢管，并在适当位置设C25混凝土镇墩；（6）、夹砂玻璃钢管约2401m，压力等级为，公称直径为900mm，壁厚为，承插口接头，并在适当位置设C25混凝土镇墩。三、实测资料本项目各控制点高程：水库设计死水位为，设计水位为，水库坝顶高程为，管道末端出水池最高水位。四、主要参考资料（1）、泵站设计规范GB/T5026597；（2）、灌溉与排水工程设计规范GB5028899；（3）、水工混凝土结构设计规范SL/T19196；五、计算水泵扬程（一）、计算出水管沿程水头损失h沿C：对玻璃钢管道，采用海曾威廉公式计算管路沿程水头损失。则：h沿C

4、2410（）/（）；（二）、计算出水管局部水头损失h局C：h局Ch沿C 0.56m；（三）、计算水泵设计扬程H扬H扬H净+h损其中：H净进水池最低水位与出水池最高水位差值，m；则：H扬（）+（+），根据业主单位调频、调压要求，选双级单吸离心泵500S22，设计扬程为22m，允许汽蚀余量为，配套电机功率为185KW。六、计算水泵安装高程（一）、计算水泵允许吸上真空高度H允真：H允真Pa/Pv/h允+V进2/2g其中：Pa/装机地点实际大气压力，m； Pv/水的汽化压力，取0.33m；h允水泵允许汽蚀余量，500S22为；则：H允真（+）+2g。（二）、计算进水管沿程水头损失h沿J：h沿fL，计算

5、得：h沿0.24m。（四）计算进水管局部水头损失h局J：h局iVi2/2g进口部分各构件局部阻力系数如下：a、 喇叭型进水口1个，1；b、 90度弯管1个，2；c、 闸阀2个，3；则：h局（+）2g。（五）计算进水管总水头损失h进损：h进损h沿+h局+=0.62m。（六）计算水泵允许吸上高度H允吸：H允吸H允真V进2/2gh进损则：H允吸2g。（七）计算水泵安装高程H泵安：H泵安H最低+H允吸则：H泵安H最低+H允吸+=。（八）计算水泵安装层地板顶面高程H泵板：H泵板H泵安h1h2其中：h1水泵叶轮中心线至水泵基础顶面高程，m，参照值取；h2水泵基础顶面至水泵安装层地板高度，对单级双吸泵，参照

6、值取0.60m；则：H泵板。七、进水池设计注：D0进水管喇叭口直径，m，一般取D0进0.75m，本设计取D00.80m。（一）、喇叭口悬空高P1（），实际取P1；（二）、喇叭口淹没深P2（1），实际取P2；（三）、喇叭口中心线至后墙距P3（1），实际取P3；（四）、喇叭口中心线至侧墙距P4，实际取P4；（五）、喇叭口中心线至进水室进口距P54，实际取P5；（六）、单台水泵进水池池宽DJB3D03,实际取JB；（五）、计算进水池池长JL：JL=KQ/Bh其中：K进水池秒换水系数，当Qs时K1520；Q泵站总装机流量，m3/s；B池宽3.60m；H进水池最小水深，HP1+P2=2.00m；则：JL

7、=（18）/（）=，实际取JL=。（六）、进水池进口断面处流速Vj：VjQ/S（22）0.28m/s。八、泵房设计（一）、泵房形式：泵房为矩形 ，四周边墙厚均为，共分三层，泵房各层底板顶面高程自下而上依次为：、。（1）计算泵房净长度L：L=nL1+（n1）L2+2L3其中：n水泵台数，取3台；L1水泵基础宽度，m，取3.00m；L2水泵基础间距，m，取1.00m，L3机组与墙体应保持的距离，m，取1.00m；则：L=3+（31）+2=，考虑到水泵的安装、主梁设置及人员上下需要，实际取L。（2）计算泵房净宽B：考虑到安装闸阀及多功能水泵控制阀的需要，水泵进口距墙内侧取，水泵基础宽度取，水泵出口距

8、墙内侧取，则：泵房净宽度B+，实际取。（二）、验算泵房整体抗浮稳定（不计桩基础作用）：1、荷载计算泵房自重Gk1（+（+）2+3+26）25 KN；设备自重Gk2+（+）3；地下水浮力Fk水V（）；2、计算整体抗浮系数：抗浮系数Kf（Gk1+ Gk2）/Fk（+）/，因此泵房满足整体抗浮稳定要求。（三）、验算泵房整体抗滑稳定（不计桩基础作用）：1、荷载计算水下土压力PkK土Htg2（4530/2）12tg2（4528/2）m2；填土推力PLPkH/2=2；2、计算最不利情况下整体稳定抗滑系数：抗滑系数Kaf（Gk1+ Gk2/Fk）/P（ +）/，因此泵房满足整体抗滑稳定要求。（四）、泵房基础

9、结构设计：1、桩基础计算：布置群桩如下图（钻孔灌注桩，桩径均为800），并在群桩顶部设框架梁，梁高及梁宽均为800mm。（2）、计算各桩承受的荷载公式：其中：Pi第i根桩承担的竖向荷载，KN；G底板以上全部竖向荷载，KN；N桩数；Mx底板底面以上全部荷载对桩群重心轴x的力矩，KN-m；yi第i根桩距桩群重心轴x的距离，m；因为：群桩为对称结构，因此Mx0，所以：PG/N（Gk1+ Gk2）/N（ +（3+25）25）/15；（3）、计算单桩桩长Nd（UpfiLi+fpAp）/K其中：Nd单桩竖向允许承载力，KN；Up桩身截面周长，m；fi桩周第i层土的极限摩阻力，Kpa；Li第i层土的厚度，m

10、；fp桩端处的极限端承力，Kpa；Ap桩端横截面面积，m2；K安全系数，一般取K；水库附近地基基本为中粗砂，因缺乏桩周土的极限摩阻力及桩端处的极限端承力试验值，估计桩长15m左右，假设地基全部为粉砂时（415m），参考取水输水建筑物丛书水闸，取fi为45Kpa，取fp为900 Kpa，则：Li（KNdfpAp）/（Upfi）（2900）/（45）=；实际取Li，满足竖直承载力要求。另外按构造配置级钢筋818（As=2036mm2），配筋率为，满足灌注桩最小配筋率（）要求。此外沿桩长度方向配置8200环形箍筋。（4）、桩身强度验算：NdApfcc其中：fc桩身混凝土抗压设计值，对C20砼取fc

11、10Mpa；c工作条件系数，取；则：Apfcc8002101000Nd，因此桩身强度满足设计要求。2、桩基础顶端框架梁计算：在群桩之间设置框架梁，梁宽bL800mm，梁高hL800mm，并假设泵房所有荷载均作用与框架梁上。则：梁上作用均布荷载qB（Gk1+ Gk2）/（Sz）=（+）/（3+25）m；（1）、沿框架梁基础短方向，可将联系梁看作两跨连续梁，计算简图如下：查内力计算表得：支座剪力V2；跨中弯矩M12 KN-m；支座弯矩M2；（2）、在框架梁基础长方向，可将联系梁看作四跨连续梁，计算简图如下：查连续梁内力计算表得：支座剪力V7V5；跨中弯矩M45M78；支座弯矩M5M7；（3）、框架

12、梁基础短方向结构设计：（a）、配筋计算：dMd00Mk=11；s=dM/（fcbfhC02）（106）/（108007302）；=1（12s）1（12）b=；AsfcbfhC0/fy10800755/3102215mm2，选用级钢筋720（As=2199mm2），框架梁配筋率为，满足梁最小配筋率（）要求。（b）、次梁斜截面剪力Vcs复核：Vc10800755/1000；梁承受的最大剪力为d V；则：Vcd V，T形梁应由计算确定腹筋。沿梁全长布置配四肢箍筋8200，满足s250mm要求，所以：Vsvs21075522200；则：VcsVc+ Vsv+d V；同时：箍筋配筋率svAsv/bs22

13、（800200）min，因此箍筋满足抗剪及最小配筋率要求。（c）、构件截面尺寸下限复核：hw/b755/800，则：（）（10800755）1510KN；梁承受的最大剪力为d V；即：梁承受的最大剪力为d V（），因此构件截面尺寸下限满足斜截面承载力要求。（d）、其他：另外在梁底端配720钢筋筋，在梁高一半处设420腰筋。（4）、框架梁基础长方向结构设计：计算过程同（3），选用级钢筋716（As=1407mm2），框架梁配筋率为，满足梁最小配筋率（）要求，另外在梁底端配716钢筋筋，在梁高一半处设416腰筋。（五）、泵房边墙结构设计：泵房边墙尺寸：净长，净宽，墙厚均为，总长，总宽，总高度为。计

14、算时将泵房结构简化为矩形无盖水池，总长，总宽，墙厚均为，计算长度为，计算宽度为，边墙计算高度为，作用荷载：水荷载作用高度为，水下土荷载作用高度为，计算简图如下：（a）、计算边墙承受的荷载q墙：计算边墙承受的水压力qqs：qs（）m；泵房底板均布荷载qqG/（BzLz）（）m2；计算边墙承受的水下土压力荷载qqt：qtK土Httg2（4528/2）12tg2（4528/2）m；则：q墙qs+qt+，由于边墙承受的荷载为三角形分布，为简化计算，计算时认为q墙沿全墙高度（墙高为）呈三角形分布。（b）、查表计算边墙节点弯距：对甲类板：长L1=，高H=，则：K甲H/L1，查给排水工程结构设计手册板三边固

15、定、一边自由板计算表，对甲类板，有：M甲支Xq墙H2 KN-m；M甲支Yq墙H2 KN-m；M甲中Xq墙H2 KN-m；M甲中Yq墙H2 KN-m；对乙类板：长L2，高H，则：K甲H/L1，对乙类板，同理有：M乙支Xq墙H2 KN-m；M乙支Yq墙H2 KN-m；M乙中Xq墙H2 KN-m；M乙中Yq墙H2 KN-m；（c）、计算边墙水平向节点不平衡弯距：MAM甲支XM乙支X（） KN-m；（d）、计算节点线刚度分配系数：RAB（1/）/（1/）+（1/）；RAD（1/）/（1/）+（1/）；（e）、计算节点实际弯距：MABXM甲支XMABRAB（） KN-m；MADXM乙支XMABRAD（）

16、 KN-m；（f）、计算板所受的轴力：NABNADq墙H KN；NADNABq墙H KN；（g）、板水平向（X向）结构计算：（1）、计算偏心距e0：e0M/N1094 mm（2）、计算参数1、2：1（d Ndx）其中：fc混凝土抗压强度，Mpa，本设计取10MPa；d钢筋混凝土结构系数，本设计取；Ndx构件轴力，KN；则：11； 取1 20.01L0/h其中：L0构件计算长度，m；两端固接时为倍杆件长度；h截面高度，m；则：2（3）、计算偏心距增大系数：1+（1/（1400e0/h）（L0/h）212 e0 mm则：e0，底板属于大偏心受压。（4）、配筋计算：ee0+h/2as1350 mm当

17、采用级钢筋时，b 则：bb（1*b） As（d *N*efcbh02）/fy（ h0as）-3358 0所以As按最小配筋率计算。取墙的最小配筋率%，则：As%1000355710mm2实际取As1884mm2选620s(d* N*efyAs（h0as)/ fcbh02 则：1（12s） 级钢筋b混凝土受压区计算高度xh0 2as80则：x2as80mme e0h/2+as980 mm所以：d *N*e /fy（ h0as）1730 mm2实际取As1884mm2选620（h）、板垂直向（Y向）结构计算：垂直向节点弯距不调整。垂直向板受到的轴力NY（25（+2+17+2222）/（+）2）m；

18、计算过程同（g），计算得：As710mm2，As3163 mm2，考虑到进行结构计算时荷载作用高度大于实际高度，因此，选用钢筋625（AsAs=2945mm2），钢筋截面面积减少约，板（墙）配筋率为，满足墙最小配筋率（）要求。（六）、泵房底板结构设计：泵房底板尺寸：总长，总宽，板厚为。（1）、计算泵房底板均布荷载qB：泵房底板以上全部结构重量及活荷载G（+）2+3+26）25；泵房底板均布荷载qBG/（BzLz）（）m2；（2）、底板结构计算：由于底板四周均嵌固与框架梁上，因此可将底板看做四边固定板，因此可以按多跨连续梁进行计算。每块板的计算长度LD，计算宽度BD，。则： LD /BD，查给排

19、水工程结构设计手册双向板荷载系数表，有：qBXqB KN/m2；qBY（1）qBm2；（3）、沿底板短方向，可将底板看作四跨连续梁，计算简图如下：查内力计算表得：支座剪力V7V5；跨中弯矩M45M78；支座弯矩M5M7；（c）、沿底板短方向结构设计：dMd00Mk=11；s=dM/（fcbfhC02）（106）/（1010005552）；=1（12s）1（12）b=；AsfcbfhC0/fy101000555/310540mm2，选用级钢筋614（As=924mm2），梁配筋率为，满足梁最小配筋率（）要求。（d）、构件截面尺寸下限复核：hw/b555/1000，则：（）（101000555）1

20、388KN；梁承受的最大剪力为d V；即：梁承受的最大剪力为d V（），因此构件截面尺寸下限满足斜截面承载力要求。（4）、沿底板长方向结构设计：沿底板长方向，可将底板看作两跨连续梁，计算简图如下：查内力计算表得：支座剪力V2；跨中弯矩M12 KN-m；支座弯矩M2；结构计算过程同（3），计算得： As368 mm2，选用级钢筋614（As=924mm2），梁配筋率为，满足梁最小配筋率（）要求。（5）、受传递荷载影响的底板结构计算：底板承受边墙（板）传来的支座弯距为：沿底板长度方向：M长 KN-m；沿底板宽度方向：M宽 KN-m；结构计算过程同（3）。则：沿底板长度方向，计算得： As1659m

21、m2，选用级钢筋620（As=1884mm2），梁配筋率为，满足梁最小配筋率（）要求。沿底板宽度方向，计算得： As2402 mm2，考虑到进行结构计算时荷载作用高度大于实际高度，因此，选用级钢筋622（As=2281mm2），钢筋截面面积减少约，梁配筋率为，满足梁最小配筋率（）要求。九、操作层底板结构计算操作层底板为梁、板结构，主梁高700mm，梁宽b300mm，板厚，吊物孔两侧加设次梁。计算简图如下：（一）、操作层底板吊物附近孔两侧次梁计算（1）、计算梁的计算跨度：简支梁计算跨度取其中的较小值：L0Ln+a；L0*Ln；其中：L0板或梁的净跨度；a板或梁的支承长度；h板厚。则：LC0LnC

22、+a+；LC01.89m；LZ0LnZ+a+9.250m；LZ09.240m；即：吊物孔两侧次梁计算跨度LC0；吊物孔两侧主梁计算跨度LZ0；（2）、吊物孔两侧次梁结构计算：吊物孔两侧次梁按矩形截面计算，截面尺寸为：梁宽b200mm，梁高h400mm，梁计算跨度取。估计受拉钢筋为单排，取a45mm，则hC0ha40045355mm；（3）、计算次梁荷载：均布荷载按DL507797生产副厂房中央控制室荷载5KN/m2并考虑折减。q（梁的自重荷载（25）+均布荷载（）/m；次梁承受一个集中荷载（吊物重量）设计值P2吨力动力系数K（2）；（4）、两端固接矩形次梁结构设计：次梁最大端弯矩dMd00（P

23、LC0/8+QLC02/12）=11（8+12）；s=dM/（fcbfhC02）（106）/（102003552）；=1（12s）1（12）b=；AsfcbfhC0/fy10200355/210106mm2，选用钢筋214（As=308mm2），次梁配筋率为，满足梁最小配筋率（）要求。（5）、次梁斜截面剪力Vcs复核：Vc10200355/1000；梁承受的最大剪力为d V（+）/2；则：Vcd V，次梁截面满足抗剪要求，仅按构造配置箍筋。沿梁全长布置配箍筋8200，满足s300mm要求，同时：箍筋配筋率svAsv/bs2（300200）min，因此箍筋满足最小配筋率要求。（6）、构件截面尺寸

24、下限复核：hw/b355/200，则：（）（10200355）；梁承受的最大剪力为d V（+）/2；即：梁承受的最大剪力为d V（），因此构件截面尺寸下限满足斜截面承载力要求。（7）、其他：另外在梁底端配212架立筋。（8）、挠度验算：由于次梁跨度较小，挠度验算略。（二）、操作层底板吊物附近孔两侧主梁（主梁A）计算吊物孔两侧主梁板条计算宽度取，主梁按两端固接梁计算，计算跨度LZ0。最不利荷载作用下的计算简图如下：（1）、板条荷载：均布荷载按DL507797生产副厂房中央控制室荷载5KN/m2并考虑折减。qa【梁和板的自重荷载（+）25+均布荷载（）】/m；主梁承受由次梁传递的一个集中荷载Q1（

25、+）/2；（2）、判别主梁T形梁翼缘宽bc：截面尺寸：翼缘厚hf200m，b300mm，h700mm，梁计算跨度LZ09240mm。估计受拉钢筋为双排，取a70mm，则hZ0ha70070630mm；则：hf/hZ0200/630；LZ0/39240/33080mm；b+sn300+18002100mm；所以：取翼缘计算宽度bf2100mm。（3）、判别T形梁中和轴位置：集中荷载Q1产生的跨中最大正弯距为MQ1+2Q1a2b2/ LZ032；集中荷载Q1产生的支座（左侧）最大负弯距为M Q1Q1a2b/ LZ02；均布荷载qa产生的跨中最大正弯距为Mq1+qa1LZ02/ 2424；均布荷载q

26、a产生的支座最大负弯距为M q1qaLZ02/ 1212；则：dMmax+d00（MQ1+ Mqa+）=11（+）；dMmaxd00（MQ1+ Mqa）=11（+）；fcbfhf（hZ0hf/2）102100200（630200/2）2226KN-m；则：dMmaxfcbfhf（hZ0hf/2），属于T形梁第一种情况，按矩形截面计算。（4）、T形简支梁结构设计：截面尺寸：翼缘宽bf2100mm，翼缘厚hf200m，b300mm，h700mm，hZ0630mm；梁计算跨度LZ09200mm。对跨中正弯距：s=dMmax+/（fcbfhZ02）；=1（12s）；AsfcbfhZ0/fy，计算得：As674mm2，选用钢筋418（Asc+=1018mm2），配筋率为，满足梁最小配筋率（）要求。对支座负弯距：s=dMmax/（fcbfhZ02）；=1（12s）；AsfcbfhZ0/fy，计算得：As12