敞口矩形水池设计计算书 14页

敞口矩形水池设计(4m×5m×2.5m)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=5.400m,宽度B=4.400m,高度H=2.800m,底板底标高=-2.800m池底厚h3=300mm,池壁厚t1=200mm,底板外挑长度t2=200mm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度地基承载力特征值fak=100.0kPa,宽度修正系数ηb=0.00,埋深修正系数ηd=1.00地下水位标高-5.000m,池内水深1.500m,池内水重度10.00kN/m3,浮托力折减系数1.00,抗浮安全系数Kf=1.051.3荷载信息活荷载:地面30.00kN/m2,组合值系数0.90恒荷载分项系数:水池自重1.20,其它1.30活荷载分项系数:地下水压1.27,其它1.40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考虑温湿度作用:池内外温差10.0度,弯矩折减系数0.65,砼线膨胀系数1.00(10-5/°C)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35,外35),底板(上35,下35)钢筋级别:HRB400,裂缝宽度限值:0.20mm,配筋调整系数:1.002计算内容第14页共14页n(1)地基承载力验算(2)抗浮验算(3)荷载计算(4)内力(考虑温度作用)计算(5)配筋计算(6)裂缝验算(7)混凝土工程量计算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×(5.400+4.400)-4×0.200]×[2.800-0.200-0.300]×0.200×25.00=216.20kN底板自重G3=(L+2×t2)×(B+2×t2)×h3×γc=(5.400+2×0.200)×(4.400+2×0.200)×0.300×25.00=208.80kN水池结构自重Gc=G2+G3=425.00kN(2)池内水重Gw计算池内水重Gw=(L-2×t1)×(B-2×t1)×Hw×rw=(5.400-2×0.200)×(4.400-2×0.200)×1.500×10.00=300.00kN(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=4.080×(2.800-0.300)=10.20kN基底以上的覆盖土总重量Gt=Gt1+Gt2=10.20kN基底以上的地下水总重量Gs=Gs1+Gs2=0.00kN(4)活荷载作用Gh顶板活荷载作用力Gh1=5.400×4.400×1.50=35.64kN地面活荷载作用力Gh2=4.080×30.00=122.40kN活荷载作用力总和Gh=Gh1+Gh2=35.64+122.40=158.04kN(5)基底压力Pk基底面积:A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=5.800×4.800=27.84m2基底压强:Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A=(425.00+300.00+10.20+0.00+158.04)/27.840=32.08kN/m23.1.2修正地基承载力(1)计算基础底面以上土的加权平均重度rmrm=18.00kN/m3(2)计算基础底面以下土的重度r第14页共14页n地下水位于底板下1m以下，不考虑地下水作用，r=18.00kN/m3(3)根据基础规范的要求，修正地基承载力:fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)=100.00+0.00×18.00×(4.800-3)+1.00×18.00×(2.800-0.5)=141.40kPa3.1.3结论:Pk=32.081.0时,取1.0σsq—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第14页共14页nυ—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5.41400E12@2504520.03水平边缘6.13400E12@2504520.06竖直跨中2.38400E12@2504520.02竖直上边缘0.00400E12@2504520.00竖直下边缘10.79400E12@2504520.11外侧-水平跨中-11.31400E12@2504520.12水平边缘-26.89485E12@2304920.18竖直跨中-6.92400E12@2504520.08竖直上边缘-0.00400E12@2504520.00竖直下边缘-38.88715E16@2508040.13第14页共14页n②B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5.44400E12@2504520.03水平边缘5.64400E12@2504520.06竖直跨中3.05400E12@2504520.02竖直上边缘0.00400E12@2504520.00竖直下边缘8.41400E12@2504520.09外侧-水平跨中-11.17400E12@2504520.12水平边缘-25.61461E12@2404710.19竖直跨中-8.08400E12@2504520.09竖直上边缘-0.00400E12@2504520.00竖直下边缘-31.83579E14@2506160.16第14页共14页n③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19.50600E14@2506160.12B向跨中9.57600E14@2506160.06第14页共14页nL向边缘8.41600E14@2506160.05B向边缘10.79600E14@2506160.06下侧-L向跨中-45.52600E14@2506160.19B向跨中-0.49600E14@2506160.00L向边缘-31.83600E14@2506160.14B向边缘-38.88600E14@2506160.16第14页共14页n裂缝验算均满足.3.5混凝土工程量计算:(1)池壁:[(L-t1)+(B-t1)]×2×t1×h2=[(5.400-0.200)+(4.400-0.200)]×2×0.200×2.500=9.40m3(2)底板:(L+2×t2)×(B+2×t2)×h3=(5.400+2×0.200)×(4.400+2×0.200)×0.300=8.35m3(3)水池混凝土总方量=9.40+8.35=17.75m3第14页共14页