循环水池计算.docx
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循环水池计算
矩形水池设计(JSC-1)
项目名称 构件编号 日 期
设 计 校 对 审 核
执行规范:
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010),本文简称《混凝土规范》
《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011),本文简称《地基规范》
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012),本文简称《荷载规范》
《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》
钢筋:
d-HPB300;D-HRB335;E-HRB400;F-RRB400;G-HRB500;P-HRBF335;Q-HRBF400;R-HRBF500
-----------------------------------------------------------------------
1基本资料
1.1几何信息
水池类型:
有顶盖全地上
长度L=13.000m,宽度B=3.500m,高度H=4.700m,底板底标高=0.000m
池底厚h3=500mm,池壁厚t1=300mm,池顶板厚h1=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-2.000m,池内水深4.000m,池内水重度10.00kN/m3,
浮托力折减系数1.00,抗浮安全系数Kf=1.05
1.3荷载信息
活荷载:
池顶板1.50kN/m2,地面10.00kN/m2,组合值系数0.90
恒荷载分项系数:
水池自重1.20,其它1.27
活荷载分项系数:
地下水压1.27,其它1.90
活载调整系数:
其它1.00
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,内力折减系数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C25,重度25.00kN/m3,泊松比0.20
纵筋保护层厚度(mm):
顶板(上35,下35),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:
1.00
构造配筋采用混凝土规范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(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
顶板自重G1=227.50kN
池壁自重G2=954.00kN
底板自重G3=653.25kN
水池结构自重Gc=G1+G2+G3=1834.75kN
(2)池内水重Gw计算
池内水重Gw=1438.40kN
(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=0.00kN
基底以上的覆盖土总重量Gt=Gt1+Gt2=0.00kN
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=68.25kN
地面活荷载作用力Gh2=67.60kN
活荷载作用力总和Gh=Gh1+Gh2=135.85kN
(5)基底压力Pk
基底面积:
A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=13.400×3.900=52.26m2
基底压强:
Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A
=(1834.75+1438.40+0.00+0.00+135.85)/52.260=65.23kN/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rm
rm=18.00kN/m3
(2)计算基础底面以下土的重度r
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《地基规范》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×(3.900-3)+1.00×18.00×(0.500-0.5)
=100.00kPa
3.1.3结论:
Pk=65.23 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顶板荷载计算: 池顶板自重荷载标准值: P1=25.00×0.200=5.00kN/m2 池顶活荷载标准值: Ph=1.50kN/m2 池顶均布荷载基本组合: Qt=1.20×P1+1.90×1.00×Ph=8.85kN/m2 池顶均布荷载准永久组合: Qte=P1+0.40×Ph=5.60kN/m2 3.3.2池壁荷载计算: (1)池外荷载: 主动土压力系数Ka=0.33 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(4.500) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 底板顶面(0.500) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 地面(0.000) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 (2)池内底部水压力: 标准值=40.00kN/m2,基本组合设计值=50.80kN/m2 3.3.3底板荷载计算(池内无水,池外填土): 水池结构自重标准值Gc=1834.75kN 基础底面以上土重标准值Gt=0.00kN 基础底面以上水重标准值Gs=0.00kN 基础底面以上活载标准值Gh=135.85kN 水池底板以上全部竖向压力基本组合: Qb=(1834.75×1.20+0.00×1.27+0.00×1.27+135.85×1.90×1.00)/52.260 =47.07kN/m2 水池底板以上全部竖向压力准永久组合: Qbe=(1834.75+0.00+0.00×1.00+10.00×6.760×0.40)/52.260 =35.63kN/m2 板底均布净反力基本组合: Q=47.07-0.500×25.00×1.20 =32.07kN/m2 板底均布净反力准永久组合: Qe=35.63-0.500×25.00 =23.13kN/m2 3.3.4底板荷载计算(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=[13.000×3.500×1.50×1.90×1.00+1834.75×1.20 +(12.400×2.900×4.000)×10.00×1.27]/52.260=79.57kN/m2 板底均布净反力基本组合: Q=79.57-(0.500×25.00×1.20+4.000×10.00×1.27)=13.77kN/m2 水池底板以上全部竖向压力准永久组合: Qbe=[13.000×3.500×1.50×0.40+1834.75 +(12.400×2.900×4.000)×10.00]/52.260=63.15kN/m2 板底均布净反力准永久组合: Qe=63.15-(0.500×25.00+4.000×10.00)=10.65kN/m2 3.4内力,配筋及裂缝计算 弯矩正负号规则: 顶板: 下侧受拉为正,上侧受拉为负 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=池内温度-池外温度) (1)顶板内力: 计算跨度: Lx=12.600m,Ly=3.100m,四边简支 按单向板计算. 荷载组合作用弯矩表(kN.m/m) 部位 基本组合 准永久组合 下侧-L向跨中 0.00 0.00 B向跨中 10.63 6.73 上侧-L向边缘 0.00 0.00 B向边缘 0.00 0.00 (2)L侧池壁内力: 计算跨度: Lx=12.700m,Ly=4.000m,三边固定,顶边简支 池壁类型: 浅池壁,其它荷载作用下,按竖向单向板计算 温湿度应力按双向板计算 池外土压力作用角隅处弯矩(kN.m/m): 基本组合: -0.00,准永久组合: -0.00 池内水压力作用角隅处弯矩(kN.m/m): 基本组合: 28.45,准永久组合: 22.40 基本组合作用弯矩表(kN.m/m) 部位 池外土压力 池内水压力 温湿度作用 基本组合 内侧-水平跨中 0.00 - - 0.00 水平边缘 - 28.45 - 28.45 竖直跨中 0.00 - - 0.00 竖直上边缘 - -0.00 - 0.00 竖直下边缘 - 54.19 - 54.19 外侧-水平跨中 - -0.00 -25.24 -25.24 水平边缘 -0.00 - -37.08 -37.08 竖直跨中 - -24.22 -21.96 -46.18 竖直上边缘 0.00 - -0.00 -0.00 竖直下边缘 0.00 - -39.27 -39.27 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 温湿度作用 准永久组合 内侧-水平跨中 0.00 - - 0.00 水平边缘 - 22.40 - 22.40 竖直跨中 0.00 - - 0.00 竖直上边缘 - -0.00 - 0.00 竖直下边缘 - 42.67 - 42.67 外侧-水平跨中 - -0.00 -14.76 -14.76 水平边缘 -0.00 - -21.69 -21.69 竖直跨中 - -19.07 -12.84 -31.91 竖直上边缘 0.00 - -0.00 -0.00 竖直下边缘 0.00 - -22.96 -22.96 (3)B侧池壁内力: 计算跨度: Lx=3.200m,Ly=4.000m,三边固定,顶边简支 池壁类型: 普通池壁,按双向板计算 基本组合作用弯矩表(kN.m/m) 部位 池外土压力 池内水压力 温湿度作用 基本组合 内侧-水平跨中 0.00 - - 0.00 水平边缘 - 18.15 - 18.15 竖直跨中 0.00 - - 0.00 竖直上边缘 - -0.00 - 0.00 竖直下边缘 - 20.39 - 20.39 外侧-水平跨中 - -8.61 -25.71 -34.32 水平边缘 0.00 - -32.43 -32.43 竖直跨中 - -6.37 -27.86 -34.23 竖直上边缘 0.00 - -0.00 -0.00 竖直下边缘 0.00 - -29.01 -29.01 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 温湿度作用 准永久组合 内侧-水平跨中 0.00 - - 0.00 水平边缘 - 14.30 - 14.30 竖直跨中 0.00 - - 0.00 竖直上边缘 - -0.00 - 0.00 竖直下边缘 - 16.06 - 16.06 外侧-水平跨中 - -6.78 -15.03 -21.82 水平边缘 0.00 - -18.96 -18.96 竖直跨中 - -5.01 -16.29 -21.31 竖直上边缘 0.00 - -0.00 -0.00 竖直下边缘 0.00 - -16.96 -16.96 (4)底板内力: 计算跨度: Lx=12.700m,Ly=3.200m,四边简支+池壁传递弯矩 按单向板计算. 1.池外填土,池内无水时,荷载组合作用弯矩表(kN.m/m) 基本组合作用弯矩表 部位 简支基底反力 池壁传递弯矩 弯矩叠加 上侧-L向跨中 0.00 - - B向跨中 41.05 - 1.78 下侧-L向边缘 0.00 -29.01 -29.01 B向边缘 0.00 -39.27 -39.27 L向跨中 - -7.83 -7.83 B向跨中 - -39.27 - 准永久组合作用弯矩表 部位 简支基底反力 池壁传递弯矩 弯矩叠加 上侧-L向跨中 0.00 - - B向跨中 29.60 - 6.64 下侧-L向边缘 0.00 -16.96 -16.96 B向边缘 0.00 -22.96 -22.96 L向跨中 - -4.58 -4.58 B向跨中 - -22.96 - 2.池内有水,池外无土时,荷载组合作用弯矩表(kN.m/m) 基本组合作用弯矩表 部位 简支基底反力 池壁传递弯矩 弯矩叠加 上侧-L向跨中 0.00 10.81 10.81 B向跨中 17.62 54.19 71.81 L向边缘 0.00 20.39 20.39 B向边缘 0.00 54.19 54.19 准永久组合作用弯矩表 部位 简支基底反力 池壁传递弯矩 弯矩叠加 上侧-L向跨中 0.00 8.51 8.51 B向跨中 13.64 42.67 56.30 L向边缘 0.00 16.06 16.06 B向边缘 0.00 42.67 42.67 (5)配筋及裂缝: 配筋计算方法: 按单筋受弯构件计算板受拉钢筋. 裂缝计算根据《给排水结构规范》附录A公式计算. 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: ①顶板配筋及裂缝表(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 下侧-L向跨中 0.00 400 E14@150 1026 0.00 B向跨中 10.63 400 E14@150 1026 0.02 上侧-L向边缘 0.00 400 E14@150 1026 0.00 B向边缘 0.00 400 E14@150 1026 0.00 ②L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 0.00 600 E14@150 1026 0.00 水平边缘 28.45 600 E14@150 1026 0.07 竖直跨中 0.00 600 E14@150 1026 0.00 竖直上边缘 0.00 600 E14@150 1026 0.00 竖直下边缘 54.19 600 E14@150 1026 0.13 外侧-水平跨中 -25.24 600 E14@150 1026 0.04 水平边缘 -37.08 600 E14@150 1026 0.07 竖直跨中 -46.18 600 E14@150 1026 0.10 竖直上边缘 -0.00 600 E14@150 1026 0.00 竖直下边缘 -39.27 600 E14@150 1026 0.07 ③B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 0.00 600 E14@150 1026 0.00 水平边缘 18.15 600 E14@150 1026 0.04 竖直跨中 0.00 600 E14@150 1026 0.00 竖直上边缘 0.00 600 E14@150 1026 0.00 竖直下边缘 20.39 600 E14@150 1026 0.05 外侧-水平跨中 -34.32 600 E14@150 1026 0.07 水平边缘 -32.43 600 E14@150 1026 0.06 竖直跨中 -34.23 600 E14@150 1026 0.06 竖直上边缘 -0.00 600 E14@150 1026 0.00 竖直下边缘 -29.01 600 E14@150 1026 0.05 ④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 10.81 1000 E14@150 1026 0.02 B向跨中 71.81 1000 E14@150 1026 0.15 L向边缘 20.39 1000 E14@150 1026 0.04 B向边缘 54.19 1000 E14@150 1026 0.11 下侧-L向跨中 -7.83 1000 E14@150 1026 0.01 B向跨中 0.00 1000 E14@150 1026 0.00 L向边缘 -29.01 1000 E14@150 1026 0.04 B向边缘 -39.27 1000 E14@150 1026 0.06 裂缝验算均满足. 3.5混凝土工程量计算: (1)顶板: L×B×h1=13.000×3.500×0.200=9.10m3 (2)池壁: [(L-t1)+(B-t1)]×2×t1×h2 =[(13.000-0.300)+(3.500-0.300)]×2×0.300×4.000=38.16m3 (3)底板: (L+2×t2)×(B+2×t2)×h3 =(13.000+2×0.200)×(3.500+2×0.200)×0.500=26.13m3 (4)池外表面积: (L+2×t2)×(B+2×t2)×2+(2×B+2×L)×(H-h3)+(2×B+2×L+8×t2)×h3 =(13.000+2×0.200)×(3.500+2×0.200)×2+(2×3.500+2×13.000)×(4.700-0.500)+(2×3.500+2×13.000+8×0.200)×0.500 =260.42m2 (4)池内表面积: (L-2×t1)×(B-2×t1)×2+(L+B-4×t1)×2×(H-h3-h1) =(13.000-2×0.300)×(3.500-2×0.300)×2+(13.000+3.500-4×0.300)×2×(4.700-0.500-0.200) =194.32m2 (5)水池混凝土总方量=9.10+38.16+26.13=73.39m3 ----------------------------------------------------------------------- 【理正结构设计工具箱软件7.0PB1】计算日期: 2016-01-1115: 16: 27 ----------------------------------------------------------------------- 欢迎您的下载, 资料仅供参考! 致力为企业和个人提供合同协议,策划案计划书,学习资料等等 打造全网一站式需求
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