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厌氧水解池计算书

东台污水处理工程

厌氧水解池计算书

本工程安全等级二级，抗震烈度7，抗震设防类别丙级，抗震等级按三级。

正负零相当于绝对高程4.800m（现有场地高程4.300m）。

最高地下水位相对高程-1.00m。

（即现有场地地面以下0.5m）

1.池体结构布置：

中间为矩形（长×宽=40m×24m），两端与半圆连接（直径24m），深度约7米，底板顶高程-3.5米，池壁顶高程3.5米。

底板厚度500mm,池壁厚400mm。

2.池体在地下水位以下，需进行抗浮验算。

地下水浮力：

F＝（40×24+3.14×122）×（3.5+0.5-1.0）×10＝42364kN

底板自重：

G1＝（40×24+3.14×122）×0.5×25＝17652kN

池壁自重：

G2＝40×0.4×7×25×2＝5600kN

G3＝3.14×24×0.4×7×25＝5275kN

G4＝40×0.4×7×25＝2800kN

G5＝3.14×24×0.20×7×25＝2637kN

外挑底板,覆土重量,走道板、梁、柱重等不计入。

总重G=33964kN

（1）如考虑底板增加0.5m至1m总厚度以抵消浮力

（2）抗浮设计采用抗拔桩

两种方案比较，方案2比较经济。

抗浮桩抗浮承载力特征值>350kN（根据勘查报告提供的数据），拟按间距4m×4m布置，桩数约80根，桩底标高-15.0m。

每根桩承受的上拔力标准值R=（F-G1）/80=（42364-17652）/80=250kN

3.池壁1：

（壁柱间池壁）

跨度约8m，深度约7m

1）边界条件（左端/下端/右端/上端）：

固端/固端/固端/自由

计算成果表

砼

钢筋

截面尺寸

弯矩设计值M

kN·m

计算配筋面积As

实际配筋面积As

配筋率

弯矩标准值MK

kN·m

最大裂缝宽度ωmax

1

Mx

C25

HRB335

b×h＝1000×400mm

63

600

12

@130As＝870

49

0.145

mm

2

M0x

55

526

12

@130As＝870

43

0.104

mm

3

My

50

491

12

@130As＝870

39

0.094

mm

4

Mx'

-149

1454

16

@100As＝2011

-117

0.178

mm

5

Mxz'

-34

328

12

@130As＝870

-27

0.034

mm

6

My'

-183

1817

18

@100As＝2545

-144

0.194

mm

双向板计算

1．1基本资料　

1．1．1工程名称：

1．1．2边界条件（左端/下端/右端/上端）：

固端/固端/固端/自由　

1．1．3荷载标准值　

1．1．3．1永久荷载标准值　

三角形荷载：

gk1＝70kN/m　

对由可变荷载效应控制的组合，永久荷载的分项系数γG＝1.27　

对由永久荷载效应控制的组合，永久荷载的分项系数γG1＝1.27　

1．1．3．2可变荷载标准值　

1．1．4计算跨度Lx＝8000mm计算跨度Ly＝7000mm　

板厚h＝400mm（h＝Ly/18）　

板底、板面纵筋合力点至近边距离：

as＝40mm、as'＝40mm　

1．1．5混凝土强度等级：

C25fc＝11.94N/mmft＝1.27N/mm　

ftk＝1.78N/mmEc＝27871N/mm　

1．1．6钢筋抗拉强度设计值fy＝300N/mmEs＝210000N/mm　

1．2弯矩计算结果　

1．2．1平行于Lx方向的跨中弯矩Mx　

Mx＝Max{Mx（L）,Mx（D）}＝Max{63.44,63.44}＝63.44kN·m　

Mxk＝49.95kN·mMxq＝49.95kN·m　

Asx＝600mmρ＝0.17%ρmin＝0.20%Asx*＝800mm　

Φ12@130（As＝870）ωmax＝0.145mm　

1．2．2平行于Lx方向自由边的中点弯矩M0x　

M0x＝Max{M0x（L）,M0x（D）}＝Max{55.76,55.76}＝55.76kN·m　

M0xk＝43.90kN·mM0xq＝43.90kN·m　

As0x＝526mmρ＝0.15%ρmin＝0.20%As0x*＝800mm　

Φ12@130（As＝870）ωmax＝0.104mm　

1．2．3平行于Ly方向的跨中弯矩My　

My＝Max{My（L）,My（D）}＝Max{50.64,50.64}＝50.64kN·m　

Myk＝39.87kN·mMyq＝39.87kN·m　

Asy＝491mmρ＝0.14%ρmin＝0.20%Asy*＝800mm　

Φ12@130（As＝870）ωmax＝0.094mm　

1．2．4沿Lx方向的支座弯矩Mx'　

Mx'＝Max{Mx'（L）,Mx'（D）}＝Max{-149.07,-149.07}＝-149.07kN·m　

Mx'k＝-117.38kN·mMx'q＝-117.38kN·m　

Asx'＝1454mmρ＝0.40%Φ16@100（As＝2011）　

ωmax＝0.178mm　

1．2．5平行于Lx方向自由边上固定端的支座弯矩Mxz'　

Mxz'＝Max{Mxz'（L）,Mxz'（D）}＝Max{-34.99,-34.99}＝-34.99kN·m　

Mxz'k＝-27.55kN·mMxz'q＝-27.55kN·m　

Asxz'＝328mmρ＝0.09%ρmin＝0.20%Asxz'*＝800mm　

Φ12@130（As＝870）ωmax＝0.034mm　

1．2．6沿Ly方向的支座弯矩My'　

My'＝Max{My'（L）,My'（D）}＝Max{-183.77,-183.77}＝-183.77kN·m　

My'k＝-144.70kN·mMy'q＝-144.70kN·m　

Asy'＝1817mmρ＝0.50%Φ18@100（As＝2545）　

ωmax＝0.197mm　

1．3跨中挠度验算挠度f＝14.5mmf/Ly＝1/483　

1．4X方向自由边挠度验算挠度fOx＝11.3mmfOx/Lx＝1/705　

__________________________________________________________________________________

【MorGain结构快速设计程序V2004.15.1162.0】Date：

2008-12-2214:

54:

02

______________________________http:

//www.MorG______________________________

4.池壁2（壁柱间池壁且与圆形池壁连接）

跨度约8m，深度约7m

1）边界条件（左端/下端/右端/上端）：

简支/固端/简支/自由

计算成果表

砼

钢筋

截面尺寸

弯矩设计值M

kN·m

计算配筋面积As

实际配筋面积As

配筋率

弯矩标准值MK

kN·m

最大裂缝宽度ωmax

1

Mx

C25

HRB335

b×h＝1000×400mm

91

869

12

@100As＝1131

71

0.180

mm

2

M0x

125

1216

16

@120As＝1676

99

0.182

mm

3

My

69

680

12

@110As＝1028

54

0.146

mm

4

Mx'

-33

443

12

@110As＝1028

-26

0.143

mm

5

Mxz'

28

367

12

@175As＝646

22

0.086

mm

6

My'

-297

3091

25

@110As＝4462

-234

0.198

mm

双向板计算

1．1基本资料　

1．1．1工程名称：

1．1．2边界条件（左端/下端/右端/上端）：

铰支/固端/铰支/自由　

1．1．3荷载标准值　

1．1．3．1永久荷载标准值　

三角形荷载：

gk1＝70kN/m　

对由可变荷载效应控制的组合，永久荷载的分项系数γG＝1.27　

对由永久荷载效应控制的组合，永久荷载的分项系数γG1＝1.27　

1．1．3．2可变荷载标准值　

1．1．4计算跨度Lx＝8000mm计算跨度Ly＝7000mm　

板厚h＝400mm（h＝Ly/18）　

板底、板面纵筋合力点至近边距离：

as＝40mm、as'＝40mm　

1．1．5混凝土强度等级：

C25fc＝11.94N/mmft＝1.27N/mm　

ftk＝1.78N/mmEc＝27871N/mm　

1．1．6钢筋抗拉强度设计值fy＝300N/mmEs＝210000N/mm　

1．2弯矩计算结果　

1．2．1平行于Lx方向的跨中弯矩Mx　

Mx＝Max{Mx（L）,Mx（D）}＝Max{91.03,91.03}＝91.03kN·m　

Mxk＝71.68kN·mMxq＝71.68kN·m　

Asx＝869mmρ＝0.24%Φ12@100（As＝1131）　

ωmax＝0.180mm　

1．2．2平行于Lx方向自由边的中点弯矩M0x　

M0x＝Max{M0x（L）,M0x（D）}＝Max{125.74,125.74}＝125.74kN·m　

M0xk＝99.01kN·mM0xq＝99.01kN·m　

As0x＝1216mmρ＝0.34%Φ16@120（As＝1676）　

ωmax＝0.182mm　

1．2．3平行于Ly方向的跨中弯矩My　

My＝Max{My（L）,My（D）}＝Max{69.7,69.7}＝69.70kN·m　

Myk＝54.88kN·mMyq＝54.88kN·m　

Asy＝680mmρ＝0.19%ρmin＝0.20%Asy*＝800mm　

Φ12@110（As＝1028）ωmax＝0.146mm　

1．2．4沿Ly方向的支座弯矩My'　

My'＝Max{My'（L）,My'（D）}＝Max{-297.85,-297.85}＝-297.85kN·m　

My'k＝-234.53kN·mMy'q＝-234.53kN·m　

Asy'＝3091mmρ＝0.86%Φ25@110（As＝4462）　

ωmax＝0.198mm　

1．3跨中挠度验算挠度f＝29.2mmf/Ly＝1/239　

1．4X方向自由边挠度验算挠度fOx＝30.4mmfOx/Lx＝1/263　

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【MorGain结构快速设计程序V2004.15.1162.0】Date：

2008-12-2215:

08:

12

______________________________http:

//www.MorG_____________________________

5.池壁3

为水池内隔墙，相互之间水位差小，按构造配筋14@200

6.半圆形导流墙

为水池内隔墙，相互之间水位差小，按构造配筋12@200

7.半圆形池壁

（1）池内满水时内力计算

计算条件：

底部固端，顶部自由；t=0.4m,H=7m，R=12m，q=70kN/m2

竖向弯矩MX=KMXqH2

环向弯矩Mθ=MX/6

环向拉力Nθ=KNθqR

弯矩计算成果表

H2/（dt）

72/（24×0.4）=5.1

0.3H

0.4H

0.5H

0.6H

0.7H

0.8H

0.9H

1H

KMX

0.0016

0.0029

0.0046

0.0059

0.0059

0.0028

-0.0057

-0.0222

MX

76

Mθ

1.27MX

拉力计算成果表

H2/（dt）

72/（24×0.4）=5.1

0.3H

0.4H

0.5H

0.6H

0.7H

0.8H

0.9H

1H

KNθ

0.346

0.428

0.476

0.471

0.398

0.259

0.093

0

Nθ（kN/m）

400

1.27Nθ

（2）温差内力：

内外温差取10度,

温差竖向弯矩Mt=0.07×Ec×H2×a×t

=0.07×（3×104×103）×0.42×10-5×10＝33.6kN·m，

温差环向弯矩=Mt

温差环向拉力（0.5H处）Nθ=KNθM/t=0.580×33.6/0.4=48kN/m

（3）竖向配筋计算：

竖向配筋计算成果表

砼

钢筋

截面尺寸

弯矩设计值M

kN·m

计算配筋面积As

实际配筋面积As

配筋率

弯矩标准值MK

kN·m

最大裂缝宽度ωmax

1.27MX

+0.98Mt

C25

HRB335

b×h＝1000×400mm

-130

1259

16

@100

As＝2011

-109

0.160

mm

（1）竖向弯矩按强度求配筋

1．1基本资料　

1．1．1工程名称：

1．1．2混凝土强度等级：

C25fc＝11.94N/mmft＝1.27N/mm　

1．1．3钢筋强度设计值fy＝300N/mmEs＝200000N/mm　

1．1．4由弯矩设计值M求配筋面积As，弯矩M＝130kN·m　

1．1．5截面尺寸b×h＝1000*400mmho＝h-as＝400-40＝360mm　

1．2计算结果：

1．2．1相对界限受压区高度ξb　

ξb＝β1/[1+fy/（Es*εcu）]＝0.8/[1+300/（200000*0.0033）]＝0.550　

1．2．2受压区高度x＝ho-[ho^2-2*M/（α1*fc*b）]^0.5　

＝360-[360^2-2*130000000/（1*11.94*1000）]^0.5＝32mm　

1．2．3相对受压区高度ξ＝x/ho＝32/360＝0.088≤ξb＝0.550　

1．2．4纵向受拉钢筋As＝α1*fc*b*x/fy＝1*11.94*1000*32/300　

＝1259mm　

1．2．5配筋率ρ＝As/（b*ho）＝1259/（1000*360）＝0.35%　

最小配筋率ρmin＝Max{0.20%,0.45ft/fy}＝Max{0.20%,0.19%}＝0.20%　

（2）竖向弯矩引起的裂缝宽度验算

1．1基本资料　

1．1．1工程名称：

1．1．2矩形截面受弯构件构件受力特征系数αcr＝2.1　

截面尺寸b×h＝1000×400mm　

1．1．3纵筋根数、直径：

第1种：

10Φ16　

受拉区纵向钢筋的等效直径deq＝∑（ni*di^2）/∑（ni*υ*di）＝16mm　

带肋钢筋的相对粘结特性系数υ＝1　

1．1．4受拉纵筋面积As＝2011mm钢筋弹性模量Es＝200000N/mm　

1．1．5最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离c＝35mm　

纵向受拉钢筋合力点至截面近边的距离as＝43mmho＝357mm　

1．1．6混凝土抗拉强度标准值ftk＝1.78N/mm　

1．1．7按荷载效应的标准组合计算的弯距值Mk＝110kN·m　

1．1．8设计时执行的规范：

《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002），以下简称混凝土规范　

1．2最大裂缝宽度验算　

1．2．1按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率ρte，按下式计算：

ρte＝As/Ate（混凝土规范8.1.2－4）　

对矩形截面的受弯构件：

Ate＝0.5*b*h＝0.5*1000*400＝200000mm　

ρte＝As/Ate＝2011/200000＝0.01005　

1．2．2按荷载效应的标准组合计算的纵向受拉钢筋的等效应力σsk，按下列公式计算：

受弯：

σsk＝Mk/（0.87*ho*As）（混凝土规范8.1.3－3）　

σsk＝110000000/（0.87*357*2011）＝176N/mm　

1．2．3裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，按混凝土规范式8.1.2－2计算：

ψ＝1.1-0.65*ftk/（ρte*σsk）＝1.1-0.65*1.78/（0.01005*176）＝0.447　

1．2．4最大裂缝宽度ωmax，按混凝土规范式8.1.2－1计算：

ωmax＝αcr*ψ*σsk*（1.9*c+0.08*deq/ρte）/Es　

＝2.1*0.447*176*（1.9*35+0.08*16/0.0101）/200000＝0.160mm　

1．2．5受弯构件表面处的最大裂缝宽度ωs,max，可近似按下列公式计算：

ωs,max＝（h-x）/（ho-x）*ωmax　

当z＝0.87*ho时，x＝0.26*ho　

ωs,max＝（h-x）/（ho-x）*ωmax＝（400-93）/（357-93）*0.16＝0.186mm　

（4）环向配筋计算：

池壁为小偏心受拉构件，应进行抗裂验算

（1）环向弯矩较小时，按轴心受拉验算

Nk/（An+aEAS）=（400+48）×103/（1000×400）=1.12N/mm2<0.87ftk=0.87×2.01=1.74N/mm2

（2）温度荷载同时作用时，按小偏心受拉验算

Nk（1/A0+e0/1.75W0）=1.12+33×106/（1.75×1000×4002/6）=1.12+0.72=1.84>0.87ftk=1.74N/mm2

环向配筋计算成果表（按小偏拉构造配筋）

计算位置

砼

钢筋

截面尺寸

弯矩设计值M

kN·m

拉力设计值N

kN

计算配筋面积As

实际配筋面积As

配筋率

最大裂缝宽度ωmax

0.5H

C30

HRB335

b×h＝1000×400mm

33.6

400+48

12

@150

As＝678

无裂缝

8.底板

计算条件：

柱下平板筏形基础

1）板厚验算：

抗浮时，抗拔桩冲切计算（冲切力标准值250kN）

τmax=Fl/umh0=1.2×250×103/（3.14×800×400）=0.30N/mm2

<0.7ft=0.7×1.6=1.12N/mm2

2）配筋计算：

按无梁倒置楼盖计算纵横配筋

采用经验系数法计算，Mx＝1/8×q×ly×（lx）2=0.125×17.5×4×42=140kN·m,

无梁双向板的弯矩计算系数

截面

跨中

支座

柱上板带

0.22

-0.50

跨中板带

0.18

-0.17

内力标准值计算结果

截面

跨中

支座

柱上板带

31

-70

跨中板带

25

-25

按构造配筋。

3）与池壁交接处弯矩平衡（参考池壁底部负筋）

4）半圆形底板配筋率同矩形段底板，按径向与环向排列

9.壁柱

计算条件：

上下端铰支，荷载根据下列计算取RH0=156kN/m，按T形梁，对称配筋

（1）荷载：

壁柱所受荷载与两侧双向板边缘反力等值，下面计算边缘反力

RHm=2γHmqLB

RH0=2γH0qLB

计算成果表

L/B

γHm

q（kN/m2）

LB（m）

RHm（kN/m）

8/7=1.15

0.2202

70

8

246.6

L/B

γH0

q（kN/m2）

LB（m）

RH0（kN/m）

8/7=1.15

0.1395

70

8

156

（2）壁柱内力及配筋

内力及配筋计算成果表

计算位置

砼

钢筋

截面尺寸

弯矩设计值M

kN·m

计算配筋面积As

实际配筋面积As

剪力设计值N

kN

计算配筋面积As

实际配筋面积As

0H

（柱顶）

C25

HRB335

b×h＝500×1000mm

737

249

4肢12

@200

As＝452

0.6H

（柱中）

1