矩形水池结构计算书解析.docx
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矩形水池结构计算书解析
矩形水池结构计算书
项目名称日期
设计者校对者
一、示意图：
I
、基本资料：
1•依据规范及参考书目：
《水工混凝土结构设计规范》（SL191-2008），以下简称《砼规》
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002），以下简称《地基规范》
《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002），以下简称《给排水结规》
《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》（CECS138-2002）,简称《水池结规》
《建筑结构静力计算手册》（第二版）
2•几何信息：
水池类型：
有顶盖，半地下水池
水池长度L=8600mm,宽度B=2700mm,高度H=5000mm
地面标咼=0.000m,池底标咼=-3.900m
顶板厚度ti=600mm,顶板贴角c=0mm
池壁厚度t3=600mm,池壁贴角C1=0mm
底板中间厚度t2=800mm,底板两侧厚度t4=0mm
底板贴角长度C2=0mm,底板外挑长度a=0mm顶板约束形式：
固定
池壁顶端约束形式：
固定
底板约束形式：
固定
3.地基土、地下水和池内水信息：
地基土天然容重丫=18.00kN/m，天然容重丫m=20.00kN/m地基土内摩擦角$=30.00度，地下水位标高=0.000m
池内水深Hw=0.00mm,池内水重度丫s=10.00kN/m
地基承载力特征值fak=120.00kPa
宽度修正系数nb=0.00,埋深修正系数nd=1.00
修正后地基承载力特征值fa=154.00kPa
浮托力折减系数=1.00,抗浮安全系数Kf=1.05
4．荷载信息：
顶板活荷载qi=127.40kN/m2,地面活荷载q=127.40kN/m2
活荷载组合值系数=0.90
恒荷载分项系数：
池身的自重丫G1=1.20,其它丫g=1.27
活荷载分项系数：
地下水压力丫Q1=1.27,其它丫q=1.27
顶板活荷载准永久值系数2q1=0.40
地面活荷载准永久值系数2q=0.40温（湿）度变化作用的准永久值系数2t=1.00池内外温差或湿度当量温差△t=10.0度
温差作用弯矩折减系数ns=0.65混凝土线膨胀系数ac=1.00X10-5/C
5．材料信息：
混凝土强度等级：
C25轴心抗压强度标准值fck=16.70N/mm2；轴心抗拉强度标准值ftk=1.78N/mm2轴心抗压强度设计值fc=11.90N/mm2;轴心抗拉强度设计值ft=1.27N/mm2
42
混凝土弹性模量Ec=2.80X104N/mm2纵向受力钢筋种类：
HRB335钢筋强度设计值fy=300N/mm2;弹性模量Es=2.00X105N/mm2
钢筋混凝土重度丫c=25.0kN/m3，泊松比卩c=0.167
内侧钢筋保护层厚度as=35mm，外侧保护层厚度as'=35mm
裂缝宽度限值[3max]=0.200mm,配筋调整系数=1.00
三、地基承载力验算及抗浮验算：
1．基底压力计算：
顶板及顶板贴角自重G1=348.30kN
池壁自重G2=1090.80kN
底板及底板贴角自重G3=464.40kN水池自重Gc=G1＋G2＋G3
=348.30＋1090.80＋464.40=1903.50kN
池内水重Gw=0.00kN池顶覆土重量Gt1=0.00kN池顶地下水重量Gs1=0.00kN
底板外挑覆土重量Gt2=0.00kN底板外挑地下水重量Gs2=0.00kN基底以上的覆盖土总重量Gt=Gt1＋Gt2
=0.00＋0.00=0.00kN
基底以上的地下水总重量Gs=Gs1＋Gs2
=0.00＋0.00=0.00kN
顶板活荷载作用力Gh1=2958.23kN
地面活荷载作用力Gh2=0.00kN
活荷载作用力总和Gh=Gh1＋Gh2
=2958.23＋0.00=2958.23kN
2
基底面积A=23.22m
2
209.38kN/m
基底压强Pk=（Gc+Gw+Gt+Gs+Gh）/A
=（1903.50+0.00+0.00+0.00+2958.23）/23.220=
2.修正地基承载力：
依照《建筑地基基础设计规范》式5.2.4:
fa=fak+nbXYX（b—3）+ndXyX（d—0.5）
fa=120.00+0.00X10.00X（3.0—3）+1.00X10.00X（3.9—0.5）2
=154.00kN/m
3.地基承载力验算结论：
22
Pk=209.38kN/m>fa=154.00kN/m
故地基承载力不满足要求。
4.抗浮验算：
抗浮力Gk=Gc+Gt+Gs
=1903.50+0.00+0.00=1903.50kN
浮力F=905.58kN
Gk/F=1903.50/905.58=2.10>Kf=1.05
故抗浮验算满足要求。
四、荷载计算：
1.顶板荷载计算：
池顶的覆土压力标准值ptd1=0.00kN/m2
2
池顶的水压力标准值Ps1=0.00kN/m
2
池顶板自重荷载标准值PG1=15.00kN/m
池顶活荷载标准值q=127.40kN/m2
池顶均布荷载基本组合：
Qt=YG1>pG1+丫GX^td1+YQ1XPs1+YQXq
=1.20X15.00+1.27X0.00+1.27X0.00+1.27X127.40
2
=179.80kN/m
池顶均布荷载准永久组合：
Qtk=PG1+Ptd1+“sXPs1+“qXq
=15.00+0.00+1.00X0.00+0.40X127.40
=65.96kN/m2
2.池壁荷载计算：
池外荷载：
主动土压力系数Ka=0.333
侧向压力荷载组合（kN/m2）:
表中：
Hi--距池底高度，m
2
ptk--作用在池壁的土压力标准值，kN/m
Psk--作用在池壁的地下水压力标准值，kN/m2
pqk--地面活荷载作用在池壁的侧向压力标准值，kN/m2
Qw--作用在池壁的侧向压力基本组合值，kN/m2
Qwk--作用在池壁的侧向压力准永久组合值，kN/m2
Hi
ptk
Psk
Pqk
Qw
Qwk
3.1
0.00
0.00
42.47
48.54
16.99
0.0
10.33
31.00
42.47
101.03
58.32
池内底部水压力：
2
标准值psk=0.00kN/m
2
基本组合设计值ps=0.00kN/m
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=1903.50kN
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=2958.23kN
水池底板以上全部竖向压力基本组合：
Qb=（丫G1X3c+丫G>Gt+丫Q1XGs+丫Q>Oh）/A
=（1.20X1903.50+1.27X0.00+1.27X0.00+1.27X2958.23）
2
/23.220=260.17kN/m
水池底板以上全部竖向压力准永久组合：
Qbk=（Gc+Gt+“sXGs+“qXGq+“q1X3q1）/A
=（1903.50+0.00+1.00X0.00+0.40X0.00+0.40X2958.23）/23.220
=132.94kN/m2
板底均布净反力基本组合：
2
Q=260.17-1.20X25.0X0.800=236.17kN/m
板底均布净反力准永久组合：
2
Qk=132.94—25.0X0.800=112.94kN/m
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=（丫G1XGc+丫GXGw+丫QX3h）/A
2
=（1.20X1903.50+1.27X0.00+1.27X2958.23）/23.220=260.17kN/m
水池底板以上全部竖向压力准永久组合：
Qbk=（Gc+Gw+“q1X3q1）/A
=（1903.50+0.00+0.40X2958.23）/23.220
=132.94kN/m2
板底均布净反力基本组合：
2
Q=260.17—1.20X25.0X0.800—1.27X10.00X0.00=236.17kN/m
板底均布净反力准永久组合：
2
Qk=132.94—25.0X0.800—10.00X0.00=112.94kN/m
五、内力计算：
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：
计算跨度：
Lx=8.000m,Ly=2.100m，四边固定Lx/Ly=3.81>2.0,按y向的单向板计算。
荷载组合作用弯矩表（kN•m/m）:
部位
基本组合
准永久组合
顶板L向跨中-下侧
0.00
0.00
顶板L向跨中-上侧
0.00
0.00
顶板L向边缘-下侧
0.00
0.00
顶板L向边缘-上侧
0.00
0.00
顶板B向跨中-下侧
33.04
12.12
顶板B向跨中-上侧
0.00
0.00
顶板B向边缘-上侧
-66.08
-24.24
顶板B向边缘-下侧
0.00
0.00
2.L侧池壁内力计算：
计算跨度：
Lx=8.000m,Ly=3.900m，四边固定
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，最大水平向弯矩系数me=-0.029
基本组合作用弯矩表（kN•m/m）:
表中：
Mi--池外填土，池内无水时，池壁的基本组合作用弯矩值M2--池内有水，池外无土时，池壁的基本组合作用弯矩值Mo--温湿度作用下，池壁的基本组合作用弯矩值
部位
M1
M2
Mo
基本组合
L侧墙横向跨中-内侧
0.00
-
-
0.00
L侧墙横向跨中-外侧
-
-0.00
-
0.00
L侧墙横向边缘-内侧
-
-0.00
-
0.00
L侧墙横向边缘-外侧
-14.70
-
-74.92
-89.62
L侧墙竖向跨中-内侧
0.00
-
-
0.00
L侧墙竖向跨中-外侧
-
-0.00
-62.41
-62.41
L侧墙竖向下边缘-内侧
-0.00
-
-
0.00
L侧墙竖向下边缘-外侧
-
-0.00
-62.41
-62.41
L侧墙竖向上边缘-内侧
-0.00
-
-
0.00
L侧墙竖向上边缘-外侧
-
-0.00
-62.41
-62.41
准永久组合作用弯矩表（kN•m/m）:
表中：
Mki--池外填土，池内无水时，池壁的准永久组合作用弯矩值
MK2--池内有水，池外无土时，池壁的准永久组合作用弯矩值Mko--温湿度作用下，池壁的准永久组合作用弯矩值
部位
MK1
MK2
MKO
准永久组合
L侧墙横向跨中-内侧
0.00
-
-
0.00
L侧墙横向跨中-外侧
-
-0.00
-
0.00
L侧墙横向边缘-内侧
-
-0.00
-
0.00
L侧墙横向边缘-外侧
-7.19
-
-65.55
-72.73
L侧墙竖向跨中-内侧
0.00
-
-
0.00
L侧墙竖向跨中-外侧
-
-0.00
-54.60
-54.60
L侧墙竖向下边缘-内侧
-0.00
-
-
0.00
L侧墙竖向下边缘-外侧
-
-0.00
-54.60
-54.60
L侧墙竖向上边缘-内侧
-0.00
-
-
0.00
L侧墙竖向上边缘-外侧
-
-0.00
-54.60
-54.60
3.B侧池壁内力计算：
计算跨度：
Lx=2.100m,Ly=3.900m，四边固定
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）:
表中：
Mi--池外填土，池内无水时，池壁的基本组合作用弯矩值M2--池内有水，池外无土时，池壁的基本组合作用弯矩值Mo--温湿度作用下，池壁的基本组合作用弯矩值
部位
M1
M2
Mo
基本组合
B侧墙横向跨中-内侧
12.79
-
-
12.79
B侧墙横向跨中-外侧
-
-0.00
-
-74.92
B侧墙横向边缘-内侧
-
-0.00
-
0.00
B侧墙横向边缘-外侧
-24.52
-
-74.92
-99.43
B侧墙竖向跨中-内侧
5.49
-
-
5.49
B侧墙竖向跨中-外侧
-
-0.00
-62.41
-74.92
B侧墙竖向下边缘-内侧
-0.00
-
-
0.00
B侧墙竖向下边缘-外侧
-
-21.90
-62.41
-96.82
B侧墙竖向上边缘-内侧
-0.00
-
-
0.00
B侧墙竖向上边缘-外侧
-
-21.90
-62.41
-96.82
准永久组合作用弯矩表（kN•m/m）:
表中：
Mki--池外填土，池内无水时，池壁的准永久组合作用弯矩值
MK2--池内有水，池外无土时，池壁的准永久组合作用弯矩值Mko--温湿度作用下，池壁的准永久组合作用弯矩值
部位
MK1
MK2
MKO
准永久组合
B侧墙横向跨中-内侧
6.35
-
-
6.35
B侧墙横向跨中-外侧
-
-0.00
-
-65.55
B侧墙横向边缘-内侧
-
-0.00
-
0.00
B侧墙横向边缘-外侧
-11.65
-
-65.55
-77.19
B侧墙竖向跨中-内侧
3.23
-
-
3.23
B侧墙竖向跨中-外侧
-
-0.00
-54.60
-65.55
B侧墙竖向下边缘-内侧
-0.00
-
-
0.00
B侧墙竖向下边缘-外侧
-
-11.90
-54.60
-77.45
B侧墙竖向上边缘-内侧
-0.00
-
-
0.00
B侧墙竖向上边缘-外侧
-
-11.90
-54.60
-77.45
4•底板内力计算：
计算跨度：
Lx=8.000m,Ly=2.100m，四边固定Lx/Ly=3.81>2.0,按y向的单向板计算。
基本组合作用弯矩表（kN•m/m）:
表中：
Mi--池外填土，池内无水时，基底反力对底板作用的弯矩M2--池内有水，池外无土时，基底反力对底板作用的弯矩
部位
M1
M2
基本组合
底板L向跨中-上侧
0.00
0.00
0.00
底板L向跨中-下侧
0.00
0.00
0.00
底板L向边缘-上侧
0.00
0.00
0.00
底板L向边缘-下侧
0.00
0.00
0.00
底板B向跨中-上侧
130.19
130.19
130.19
底板B向跨中-下侧
130.19
130.19
0.00
底板B向边缘-上侧
0.00
0.00
0.00
底板B向边缘-下侧
0.00
0.00
0.00
准永久组合作用弯矩表（kN•m/m）:
表中：
Mki--池外填土，池内无水时，基底反力对底板作用的弯矩
MK2--池内有水，池外无土时，基底反力对底板作用的弯矩
部位
MK1
MK2
准永久组合
底板L向跨中-上侧
0.00
0.00
0.00
底板L向跨中-下侧
0.00
0.00
0.00
底板L向边缘-上侧
0.00
0.00
0.00
底板L向边缘-下侧
0.00
0.00
0.00
底板B向跨中-上侧
62.26
62.26
62.26
底板B向跨中-下侧
62.26
62.26
0.00
底板B向边缘-上侧
0.00
0.00
0.00
底板B向边缘-下侧
0.00
0.00
0.00
六、配筋及裂缝计算:
按基本组合弯矩计算配筋，按准永久组合弯矩计算裂缝。
1•表中符号意义：
M--截面的基本组合作用弯矩值，kN•m/m
Mk--截面的准永久组合作用弯矩值，kN•m/m
As--截面的钢筋计算面积，mm2/m
As'--截面的钢筋实配面积，mm2/m
Wmax--截面的裂缝宽度，mm
2•顶板配筋及裂缝表：
部位
M
Mk
As
实配钢筋
As'
omax
顶板L向跨中-下侧
0.00
0.00
848
012@130
870
0.000
顶板L向跨中-上侧
0.00
0.00
848
012@130
870
0.000
顶板L向边缘-下侧
0.00
0.00
848
012@130
870
0.000
顶板L向边缘-上侧
0.00
0.00
848
012@130
870
0.000
顶板B向跨中-下侧
33.04
12.12
848
012@130
870
0.026
顶板B向跨中-上侧
0.00
0.00
848
012@130
870
0.000
顶板B向边缘-上侧
-66.08
-24.24
848
012@130
870
0.052
顶板B向边缘-下侧
0.00
0.00
848
012@130
870
0.000
3.L侧池壁配筋及裂缝表:
部位
M
Mk
As
实配钢筋
As'
GJmax
L侧墙横向跨中-内侧
0.00
0.00
848
012@130
870
0.000
L侧墙横向边缘-内侧
0.00
0.00
848
012@130
870
0.000
L侧墙横向跨中-外侧
0.00
0.00
848
012@130
870
0.000
L侧墙横向边缘-外侧
-89.62
-72.73
848
012@130
870
0.155
L侧墙竖向跨中-内侧
0.00
0.00
848
012@130
870
0.000
L侧墙竖向下边缘-内侧
0.00
0.00
848
012@130
870
0.000
L侧墙竖向上边缘-内侧
0.00
0.00
848
012@130
870
0.000
L侧墙竖向跨中-外侧
-62.41
-54.60
848
012@130
870
0.117
L侧墙竖向下边缘-外侧
-62.41
-54.60
848
012@130
870
0.117
L侧墙竖向上边缘-外侧
-62.41
-54.60
848
012@130
870
0.117
4.B侧池壁配筋及裂缝表:
部位
M
Mk
As
实配钢筋
As'
comax
B侧墙横向跨中-内侧
12.79
6.35
848
012@130
870
0.014
B侧墙横向边缘-内侧
0.00
0.00
848
012@130
870
0.000
B侧墙横向跨中-外侧
-74.92
-65.55
848
012@130
870
0.140
B侧墙横向边缘-外侧
-99.43
-77.19
848
012@130
870
0.165
B侧墙竖向跨中-内侧
5.49
3.23
848
012@130
870
0.007
B侧墙竖向下边缘-内侧
0.00
0.00
848
012@130
870
0.000
B侧墙竖向上边缘-内侧
0.00
0.00
848
012@130
870
0.000
B侧墙竖向跨中-外侧
-74.92
-65.55
848
012@130
870
0.140
B侧墙竖向下边缘-外侧
-96.82
-77.45
848
012@130
870
0.165
B侧墙竖向上边缘-外侧
-96.82
-77.45
848
012@130
870
0.165
5.底板配筋及裂缝表:
部位
M
Mk
As
实配钢筋
As'
comax
底板L向跨中-上侧
0.00
0.00
1148
012@90
1257
0.000
底板L向边缘-上侧
0.00
0.00
1148
012@90
1257
0.000
底板L向跨中-下侧
0.00
0.00
1148
012@90
1257
0.000
底板L向边缘-下侧
0.00
0.00
1148
012@90
1257
0.000
底板B向跨中-上侧
130.19
62.26
1148
012@90
1257
0.068
底板B向边缘-上侧
0.00
0.00
1148
012@90
1257
0.000
底板B向跨中-下侧
0.00
0.00
1148
012@90
1257
0.000
底板B向边缘-下侧
0.00
0.00
1148
012@90
1257
0.000
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