简单矩形水池计算书.docx
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简单矩形水池计算书.docx
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简单矩形水池计算书
结构专业计算书
建设单位名称:
项目名称:
项目阶段:
项目代号(子项号):
计算书总册数:
计算软件名称:
计算软件版本:
职责
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校对
专业负责
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蒸发器、污水池计算书
执行规范:
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)
《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069-2002)
钢筋:
d-HPB235;D-HRB335;
1、基本资料
1.1几何信息
水池类型:
有顶盖,半地上
长度L=8.400m,宽度B=3.4000m,高度H=2.400m,底板底标高=1.500m
盖板厚h1=150mm,池底厚h2=300mm,池壁厚t1=200mm,底板外挑长度t2=200mm
平面图剖面图
1.2水土信息
土天然重度18kN/m3,土内摩擦角30°
地基承载力特征值fak=130kPa,宽度修正系数ηb=0.00,埋深修正系数ηd=1.00
地下水位低于底板底标高,池内水深0.800m,池内水重度10.5kN/m3
托浮力折减系数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,顶盖2.0kN/m2,组合值系数0.9
恒载分项系数:
水池自重1.2,其他1.27
活载分项系数:
1.27
活载准永久值系数:
顶板0.4,地面0.4,温湿度1.0
考虑温湿度作用:
池内外温差10.0°,弯矩折减系数0.65,砼线膨胀系数1.00(10-5/℃)
1.4钢筋砼信息
混凝土:
等级C30,重度25.00kN/m2,泊松比0.2
纵筋保护层厚度(mm):
池壁(内40,外35),顶盖(上35,下35),底板(上40,下40)
钢筋:
HRB335,裂缝宽度限值:
0.2mm,配筋调整系数1.0
按裂缝控制配筋计算
构造配筋采用《混凝土结构设计规范》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)内力计算
(5)配筋计算
(6)裂缝验算
(7)挠度验算
3计算过程与结果
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,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
盖板自重
G1=L×B×h1×γc
=8.400×3.400×0.150×25.00=107.10kN
池壁及腋角自重
G2=2×[(L-t1)+(B-t1)]×(H-h1-h2)×t1×γc+0.15×0.15×0.5×1.95×4×γc
=2×[(8.400-0.200)+(3.400-0.200)]×(2.350-0.150-0.250)×0.200×25.00+2.19
=224.49kN
底板自重
G3=(L+2×t2)×(B+2×t2)×h2×γc
=(8.400+0.400)×(3.400+0.400)×0.250×25.00
=209.00kN
水池结构自重Gc=G1+G2+G3=540.59kN
2、池内水重Gw
池内水重Gw=(L-2×t1)×(B-2×t1)×hw×γw
=(8.400-2×0.200)×(3.400-2×0.200)×0.800×10.5
=201.60kN
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=6.150×1.800×18=199.26kN
底板外挑地下水重量Gs2=0kN
基地以上覆土总重量Gt=Gt1+Gt2=199.26kN
基地以上地下水总重量Gs=Gs1+Gs2=0kN
4、活荷载作用
盖板活载作用力Gh1=28.560×2.00=57.12kN
地面活载作用力Gh2=6.150×10.00=61.50kN
活载作用力总和Gh=Gh1+Gh2=118.62kN
5、基底压力Pk
基底面积A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=8.900×3.900=34.71m2
基底压强Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A
=(540.59+201.60+199.26+0+118.62)/34.71=30.54kN/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γm
由于基础底面在地下水位以上,故γm=18kN/m3
2、计算基础底面以下土的重度γ
同上,γ=18kN/m3
3、根据《地基规范》要求,修正地基承载力:
fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)
=130.00+0.00×18.00×(3.400-3)+1.00×18.00×(2.100-0.5)
=158.80kPa
3.1.3计算结果:
Pk=30.54kPa 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盖板荷载计算 池顶覆土压力标准值ptd1=0.00kN/m2 池顶水压力标准值pS1=0.00kN/m2 盖板自重荷载标准值pG1=0.15×25.00=3.75kN/m2 板顶活载荷标准值q=2.0kN/m2 板顶均布荷载基本组合Q1=γG1×pG1+γQ×q =1.2×3.75+1.4×2.0 =7.30kN/m2 板顶均布荷载准永久组合Qtk=pG1+ptd1+Ψs×pS1+ΨQ×q =3.75+0.00+1.00×0.00+0.4×2.0 =4.55kN/m2 3.3.2池壁荷载计算 1、池外荷载 主动土压力系数Ka=0.333 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3.700 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 地面3.600 0.00 0.00 3.33 4.23 1.33 底板顶面1.800 10.79 0.00 3.33 17.93 12.12 2、池内底部水压力: 标准值=8.64kN/m2,基本组合设计值=10.97kN/m2 3.3.3底板荷载计算(池内无水,池外填土) 水池结构自重Gc=G1+G2+G3=580.20kN 基础底面以上土重标准值Gt=158.11kN 基础底面以上水重标准值Gs=0kN 基础底面以上活载标准值Gh=120.2kN 水池底板以上全部竖向压力基本组合: Qb=(580.20×1.20+158.11×1.27+0×1.27+120.2×1.27×0.90×1.00)/33.44 =31.86kN/m2 水池底板以上全部竖向压力准永久组合: Qbe=(580.20+158.11+1.00×0+0.40×0+0.40×120.2)/33.44 =23.52kN/m2 板底均布净反力基本组合: Q=31.86-1.20×0.300×25.00 =22.86kN/m2 板底均布净反力准永久组合: Qe=23.52-0.300×25.00 =16.02kN/m2 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=[1.20×580.20+1.27×8.64]/33.44=22.23kN/m2 板底均布净反力基本组合: Q=22.23-(1.20×0.300×25.00+1.27×0.800×10.8)=2.26kN/m2 水池底板以上全部竖向压力准永久组合: Qbe=[580.20+(8.000×3.000×0.800)×10.8]/33.44=24.45kN/m2 板底均布净反力准永久组合: Qe=24.45-(0.300×25.00+0.800×10.8)=8.31kN/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10度) 1、盖板内力计算 计算跨度Lx=8.150m,Ly=3.150m,四边简支 Lx/Ly=2.59>2.0,按y向的单向板计算 板面自重+活荷载 基本组合值=1.2*0.15*25+1.4*2.0=7.3kN/m2 准永久组合=0.15*25+0.4*2.0=4.55kN/m2 跨中弯矩=qL2/8 部位 基本组合(kN.m/m) 准永久组合(kN.m/m) 盖板L向跨中-下侧 0 0 盖板L向边缘-上侧 0 0 盖板B向跨中-下侧 9.05 5.64 盖板B向边缘-上侧 0 0 2、L侧池壁内力计算 计算跨度: Lx=8.200m,Ly=1.950m,顶端简支,三边固定 池壁类型: 浅池壁,按竖向单向板计算 考虑水平角隅处的局部弯矩,均布荷载mc=-0.076,三角荷载mc=-0.035 则池外土压力作用角隅处弯矩: 基本组合-2.45kN.m/m,准永久组合: -1.61kN.m/m 池内水压力作用角隅处弯矩: 基本组合1.46kN.m/m,准永久组合: 1.15kN.m/m 基本组合作用弯矩表(kN.m/m) 部位 池外土压力 池内水压力 基本组合 水平跨中-内侧 0 - 0 水平跨中-外侧 - 0 0 水平边缘-内侧 - 1.46 1.46 水平边缘-外侧 -2.45 - -2.45 竖向跨中-内侧 2.33 - 2.33 竖向跨中-外侧 - -1.32 -1.32 竖向下边缘-内侧 - 2.64 2.64 竖向下边缘-外侧 -4.66 - -4.66 竖向上边缘-内侧 - -0 0 竖向上边缘-外侧 0 - 0 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 准永久组合 水平跨中-内侧 0 - 0 水平跨中-外侧 - 0 0 水平边缘-内侧 - 1.15 1.15 水平边缘-外侧 -1.61 - -1.61 竖向跨中-内侧 1.54 - 1.54 竖向跨中-外侧 - -1.04 -1.04 竖向下边缘-内侧 - 2.08 2.08 竖向下边缘-外侧 -3.08 - -3.08 壁竖向上边缘-内侧 - 0 0 竖向上边缘-外侧 0 - 0 3、B侧池壁内力 计算跨度Lx=3.200m,Ly=1.950m,顶端简支,三边固定,按双向板计算 侧向土压力基本组合: 水平跨中-内侧: Mx=(0.009197×4.67+0.004212×13.71)×3.152=1.03kN.m/m 竖向跨中-内侧: Mx=(0.01774×4.67+0.008436×13.71)×3.152=2.03kN.m/m 水平边缘-外侧: Mx=(-0.028702×4.67-0.013431×13.71)×3.152=-3.26kN.m/m 竖向下边缘-外侧: Mx=(-0.037943×4.67-0.021064×13.71)×3.152=-4.77kN.m/m 池内水压力基本组合: 水平跨中-外侧: Mx=0.004212×10.97×3.152=-0.46kN.m/m 竖向跨中-外侧: Mx=0.008436×10.97×3.152=-0.92kN.m/m 水平边缘-内侧: Mx=-0.013431×10.97×3.152=1.46kN.m/m 竖向下边缘-内侧: Mx=-0.021064×10.97×3.152=2.29kN.m/m 基本组合作用弯矩表(kN.m/m) 部位 池外土压力 池内水压力 基本组合 水平跨中-内侧 1.03 - 1.03 水平跨中-外侧 - -0.46 -0.46 水平边缘-内侧 - 1.46 1.46 水平边缘-外侧 -3.26 - -3.26 竖向跨中-内侧 2.03 - 2.03 竖向跨中-外侧 - -0.92 -0.92 竖向下边缘-内侧 - 2.29 2.29 竖向下边缘-外侧 -4.77 - -4.77 竖向上边缘-内侧 - 0 0 竖向上边缘-外侧 0 - 0 侧向土压力准永久组合: 水平跨中-内侧: Mx=(0.009197×4.67+0.004212×13.71)×3.152=0.57kN.m/m 竖向跨中-内侧: Mx=(0.004212×4.67+0.008436×13.71)×3.152=0.96kN.m/m 水平边缘-外侧: Mx=(-0.028702×4.67-0.013431×13.71)×3.152=-1.82kN.m/m 竖向下边缘-外侧: Mx=(-0.037943×4.67-0.021064×13.71)×3.152=-2.76kN.m/m 池内水压力准永久组合: 水平跨中-外侧: Mx=0.004212×8.46×3.152=-0.35kN.m/m 竖向跨中-外侧: Mx=0.008436×8.46×3.152=-0.71kN.m/m 水平边缘-内侧: Mx=-0.013431×8.46×3.152=1.13kN.m/m 竖向下边缘-内侧: Mx=-0.021064×8.46×3.152=1.77kN.m/m 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 基本组合 水平跨中-内侧 0.57 - 3.03 水平跨中-外侧 - -0.35 -0.922 水平边缘-内侧 - 1.13 1.84 水平边缘-外侧 -1.82 - -15.06 竖向跨中-内侧 0.96 - 0.91 竖向跨中-外侧 - -0.71 -7.85 竖向下边缘-内侧 - 1.77 1.56 竖向下边缘-外侧 -2.76 - -9.39 竖向上边缘-内侧 - 0 1.04 竖向上边缘-外侧 0 - -8.66 4、底板内力 计算跨度: Lx=8.200m,Ly=3.200m,四边固定,Lx/Ly>2,按单向板计算。 组合作用弯矩表(kN.m/m) 部位 基本组合 准永久组合 底板L向跨中 0 0 底板L向边缘 0 0 底板B向跨中 9.78 6.89 底板B向边缘 -19.57 -13.77 5、配筋及裂缝计算 根据《钢混规范》第6.2条规定,按单筋受弯构件计算配筋 根据《水池设计规程》附录A计算最大裂缝宽度。 根据基本组合弯矩计算配筋,按准永久组合计算裂缝宽度 盖板计算厚度h0=150-40=110mm,γ0=1.0,α1=1.0,α2=1.0, 计算系数as=M/(α1*ftk*b*h0^2) 相对受压区高度ξ=1-sqrt(1-2*as) 计算面积As=α1*ftk*b*h0*ξ/fy αcr=1.8 σsq=M/(0.87*As*h0),ρte=As/(b*h0),ψ=1.1-0.65*ftk/(ρte*σsq*α2) (ψ<0.2时取0.2) ωmax=αcr*ψ*σsq*(1.5*c+0.11*d/ρte)*(1+α1)*v/(100000*ES) 盖板配筋及裂缝宽度(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 最大裂缝宽度 L向跨中 0 0 D12@200 565 0 L向边缘 0 0 D12@200 565 0 B向跨中 9.92 310 D12@200 565 0.044 B向边缘 0 0 D12@200 565 0 L侧池壁配筋及及裂缝宽度(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 最大裂缝宽度 水平跨中-内侧 0 0 D12@200 565 0 水平跨中-外侧 0 0 D12@200 565 0 水平边缘-内侧 1.46 44.43 D12@200 565 0.008 水平边缘-外侧 -2.45 74.78 D12@200 565 0.012 竖向跨中-内侧 2.33 71.09 D12@200 565 0.011 竖向跨中-外侧 -1.32 40.15 D12@200 565 0.008 竖向下边缘-内侧 2.64 80.62 D12@200 565 0.015 竖向下边缘-外侧 -4.66 143.17 D12@200 565 0.023 竖向上边缘-内侧 0 0 D12@200 565 0 竖向上边缘-外侧 0 0 D12@200 565 0 B侧池壁配筋及及裂缝宽度(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 最大裂缝宽度 水平跨中-内侧 1.03 31.31 D12@200 565 0.004 水平跨中-外侧 -0.46 13.96 D12@200 565 0.003 水平边缘-内侧 1.46 44.43 D12@200 565 0.008 水平边缘-外侧 -3.26 99.74 D12@200 565 0.013 竖向跨中-内侧 2.03 61.88 D12@200 565 0.007 竖向跨中-外侧 -0.92 27.95 D12@200 565 0.005 竖向下边缘-内侧 2.29 69.86 D12@200 565 0.013 竖向下边缘-外侧 -4.77 146.59 D12@200 565 0.020 竖向上边缘-内侧 0 0 D12@200 565 0 竖向上边缘-外侧 0 0 D12@200 565 0 底板配筋及裂缝宽度(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 最大裂缝宽度 L向跨中 0 0 D12@150 754 0 L向边缘 0 0 D12@150 754 0 B向跨中 9.78 305.25 D12@150 754 0.030 B向边缘 -19.57 177.81 D12@150 754 0.061 综上,最大裂缝宽度验算满足规范要求。 3.5挠度计算 短期刚度 长期刚度 挠度影响系数θ 挠度(mm) 盖板 50639824.95 31649890.59 1.6 16.315 L侧壁板 50639824.95 31649890.59 1.6 16.315 B侧壁板 5067265222530.60 2533632611265.30 1.6 1.580 底板 147774404.80 92359002.98 1.6 5.530 挠度满足要求。
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