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=65.233.2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
-----------------------------------------------------------------------
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