结构计算书.docx
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结构计算书
结构计算书
工程名称:
蒲家沟垃圾填埋场抽排系统建设工程
工程规模:
小型
工程编号:
15H054C
2016年03月
资质名称资质等级证书编号
_____________________________________________________________________
建筑行业(建筑工程)甲级A150000624
市政行业(给水工程、排水工程)甲级A150000624
市政行业(环境卫生工程)甲级A150000624
风景园林工程设计乙级A250000621
市政行业(城镇燃气工程)乙级A250000621
市政行业(道路、桥隧)乙级A250000621
工程咨询甲级工咨甲12820070020
市政公用工程(给排水)咨询甲级工咨甲12820070020
古建筑维修保护设计乙级渝0102SJ004
近现代重要史迹及代表性建筑修缮设计乙级渝0102SJ004
压力管道GB1级,GC2级TS1850014-2018
工程名称:
蒲家沟垃圾填埋场抽排系统建设工程
工程编号:
15H054C
日期:
2016.03
设计主持人:
刘国涛
高级工程师
计算人:
甘民
工程师
校对人:
陈永庆
工程师
审核人:
李立仁
高级工程师
一、荷载计算
二、采用软件
三、水池计算结果
四.砌体计算附图
一、荷载计算
1.楼面荷载
屋面恒载4KN
不上人屋面活载0.5KN
二、采用软件
本工程水池设计软件采用理正结构设计软件,砌体结构设计采用PKPM设计软件。
三、水池计算结果
矩形水池设计(JSC-1)
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
(一)
1.1几何信息
水池类型:
有顶盖半地上
长度L=9.600m,宽度B=6.000m,高度H=4.900m,底板底标高=-4.900m
池底厚h3=300mm,池壁厚t1=300mm,池顶板厚h1=300mm,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=150.0kPa,宽度修正系数ηb=0.00,埋深修正系数ηd=1.00
地下水位标高-1.500m,池内水深3.500m,池内水重度10.00kN/m3,
浮托力折减系数1.00,抗浮安全系数Kf=1.05
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1.27
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,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C35,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
按裂缝控制配筋计算
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=432.00kN
池壁自重G2=967.50kN
底板自重G3=480.00kN
水池结构自重Gc=G1+G2+G3=1879.50kN
(2)池内水重Gw计算
池内水重Gw=1701.00kN
(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=371.20kN
底板外挑地下水重量Gs2=198.40kN
基底以上的覆盖土总重量Gt=Gt1+Gt2=371.20kN
基底以上的地下水总重量Gs=Gs1+Gs2=198.40kN
(4)活荷载作用Gh
顶板活荷载作用力Gh1=86.40kN
地面活荷载作用力Gh2=64.00kN
活荷载作用力总和Gh=Gh1+Gh2=150.40kN
(5)基底压力Pk
基底面积:
A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=10.000×6.400=64.00m2
基底压强:
Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A
=(1879.50+1701.00+371.20+198.40+150.40)/64.000=67.20kN/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=[3.400×(20.00-10)+1.500×18.00]/4.900
=12.45kN/m3
(2)计算基础底面以下土的重度r
考虑地下水作用,取浮重度,r=20.00-10=10.00kN/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)
=150.00+0.00×10.00×(6.000-3)+1.00×12.45×(4.900-0.5)
=204.78kPa
3.1.3结论:
Pk=67.20 3.2抗浮验算 抗浮力Gk=Gc+Gt+Gs=1879.50+371.20+198.40=2449.10kN 浮力F=(9.600+2×0.200)×(6.000+2×0.200)×3.400×10.0×1.00 =2176.00kN Gk/F=2449.10/2176.00=1.13>Kf=1.05,抗浮满足要求。 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=25.00×0.300=7.50kN/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+1.27×1.00×Ph=10.91kN/m2 池顶均布荷载准永久组合: Qte=P1+0.40×Ph=8.10kN/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 地面(0.000) 0.00 0.00 3.33 3.81 1.33 池壁顶端(-0.300) 1.80 0.00 3.33 6.10 3.13 地下水位处(-1.500) 9.00 0.00 3.33 15.24 10.33 底板顶面(-4.600) 19.33 31.00 3.33 67.73 51.67 (2)池内底部水压力: 标准值=35.00kN/m2,基本组合设计值=44.45kN/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=1879.50kN 基础底面以上土重标准值Gt=371.20kN 基础底面以上水重标准值Gs=198.40kN 基础底面以上活载标准值Gh=150.40kN 水池底板以上全部竖向压力基本组合: Qb=(1879.50×1.20+371.20×1.27+198.40×1.27+150.40×1.27×0.90×1.00)/64.000 =49.23kN/m2 水池底板以上全部竖向压力准永久组合: Qbe=(1879.50+371.20+198.40×1.00+1.50×57.600×0.40+10.00×6.400×0.40)/64.000 =39.21kN/m2 板底均布净反力基本组合: Q=49.23-0.300×25.00×1.20 =40.23kN/m2 板底均布净反力准永久组合: Qe=39.21-0.300×25.00 =31.71kN/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=[9.600×6.000×1.50×1.27×1.00+1879.50×1.20 +(9.000×5.400×3.500)×10.00×1.27]/64.000=70.71kN/m2 板底均布净反力基本组合: Q=70.71-(0.300×25.00×1.20+3.500×10.00×1.27)=17.26kN/m2 水池底板以上全部竖向压力准永久组合: Qbe=[9.600×6.000×1.50×0.40+1879.50 +(9.000×5.400×3.500)×10.00]/64.000=56.49kN/m2 板底均布净反力准永久组合: Qe=56.49-(0.300×25.00+3.500×10.00)=13.99kN/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=9.300m,Ly=5.700m,四边简支 按双向板计算. 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 14.58 10.83 B向跨中 30.15 22.40 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=9.300m,Ly=4.300m,三边固定,顶边自由 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 23.24 - - 23.24 水平边缘 - 42.05 - 42.05 竖直跨中 17.27 - - 17.27 竖直上边缘 - -0.00 - 0.00 竖直下边缘 - 77.11 - 77.11 外侧-水平跨中 - -13.09 -20.76 -33.85 水平边缘 -73.52 - -20.09 -93.60 竖直跨中 - -11.74 -11.09 -22.83 竖直上边缘 0.00 - -0.00 -0.00 竖直下边缘 -133.16 - -18.84 -152.00 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 16.91 - - 16.91 水平边缘 - 33.11 - 33.11 竖直跨中 13.33 - - 13.33 竖直上边缘 - -0.00 - 0.00 竖直下边缘 - 60.72 - 60.72 外侧-水平跨中 - -10.30 -18.16 -28.47 水平边缘 -53.73 - -17.57 -71.30 竖直跨中 - -9.24 -9.70 -18.94 竖直上边缘 0.00 - -0.00 -0.00 竖直下边缘 -97.68 - -16.48 -114.16 (3)B侧池壁内力: 计算跨度: Lx=5.700m,Ly=4.300m,三边固定,顶边自由 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 22.63 - - 22.63 水平边缘 - 31.99 - 31.99 竖直跨中 18.21 - - 18.21 竖直上边缘 - -0.00 - 0.00 竖直下边缘 - 42.33 - 42.33 外侧-水平跨中 - -13.00 -19.74 -32.74 水平边缘 -54.83 - -22.16 -76.99 竖直跨中 - -11.47 -15.72 -27.18 竖直上边缘 0.00 - -0.00 -0.00 竖直下边缘 -69.74 - -22.89 -92.63 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 16.56 - - 16.56 水平边缘 - 25.19 - 25.19 竖直跨中 13.71 - - 13.71 竖直上边缘 - -0.00 - 0.00 竖直下边缘 - 33.33 - 33.33 外侧-水平跨中 - -10.24 -17.27 -27.51 水平边缘 -40.31 - -19.39 -59.70 竖直跨中 - -9.03 -13.75 -22.78 竖直上边缘 0.00 - -0.00 -0.00 竖直下边缘 -51.89 - -20.03 -71.92 (4)底板内力: 计算跨度: Lx=9.300m,Ly=5.700m,四边简支+池壁传递弯矩 按双向板计算. 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 53.77 - 4.63 B向跨中 111.24 - 21.75 下侧-L向边缘 0.00 -92.63 -92.63 B向边缘 0.00 -152.00 -152.00 L向跨中 - -49.14 - B向跨中 - -89.49 - 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 42.38 - 5.47 B向跨中 87.67 - 20.03 下侧-L向边缘 0.00 -71.92 -71.92 B向边缘 0.00 -114.16 -114.16 L向跨中 - -36.91 - B向跨中 - -67.65 - 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 23.07 24.94 48.01 B向跨中 47.72 44.53 92.25 L向边缘 0.00 42.33 42.33 B向边缘 0.00 77.11 77.11 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 18.69 19.64 38.33 B向跨中 38.67 35.06 73.73 L向边缘 0.00 33.33 33.33 B向边缘 0.00 60.72 60.72 (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《水池结构规程》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 14.58 600 E14@250 616 0.08 B向跨中 30.15 600 E14@250 616 0.17 上侧-L向边缘 0.00 600 E14@250 616 0.00 B向边缘 0.00 600 E14@250 616 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 23.24 600 E14@250 616 0.13 水平边缘 42.05 600 E14@210 733 0.19 竖直跨中 17.27 600 E14@250 616 0.10 竖直上边缘 0.00 600 E14@250 616 0.00 竖直下边缘 77.11 854 E14@150 1026 0.18 外侧-水平跨中 -33.85 600 E12@180 628 0.19 水平边缘 -93.60 1045 E14@140 1100 0.20 竖直跨中 -22.83 600 E14@250 616 0.15 竖直上边缘 -0.00 600 E14@250 616 0.00 竖直下边缘 -152.00 1751 E14@80 1924 0.19 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 22.63 600 E14@250 616 0.13 水平边缘 31.99 600 E14@250 616 0.19 竖直跨中 18.21 600 E14@250 616 0.11 竖直上边缘 0.00 600 E14@250 616 0.00 竖直下边缘 42.33 600 E14@210 733 0.19 外侧-水平跨中 -32.74 600 E12@180 628 0.18 水平边缘 -76.99 853 E14@150 1026 0.18 竖直跨中 -27.18 600 E14@250 616 0.18 竖直上边缘 -0.00 600 E14@250 616 0.00 竖直下边缘 -92.63 1034 E12@100 1131 0.17 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 48.01 600 E14@200 770 0.20 B向跨中 92.25 1030 E12@100 1131 0.18 L向边缘 42.33 600 E14@210 733 0.19 B向边缘 77.11 854 E14@150 1026 0.18 下侧-L向跨中 0.00 450 E12@250 452 0.00 B向跨中 0.00 450 E12@250 452 0.00 L向边缘 -92.63 1034 E12@100 1131 0.17 B向边缘 -152.00 1751 E14@80 1924 0.19 裂缝验算均满足. 3.5混凝土工程量计算: (1)顶板: L×B×h1=9.600×6.000×0.300=17.28m3 (2)池壁: [(L-t1)+(B-t1)]×2×t1×h2 =[(9.600-0.300)+(6.000-0.300)]×2×0.300×4.300=38.70m3 (3)底板: (L+2×t2)×(B+2×t2)×h3 =(9.600+2×0.200)×(6.000+2×0.200)×0.300=19.20m3 (4)水池混凝土总方量=17.28+38.70+19.20=75.18m3 1基本资料 (二) 1.1几何信息 水池类型: 有顶盖半地上 长度L=2.200m,宽度B=6.000m,高度H=2.150m,底板底标高=-2.150m 池底厚h3=300mm,池壁厚t1=300mm,池顶板厚h1=300mm,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
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