扶壁式挡水墙设计说明.docx
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扶壁式挡水墙设计说明
.
扶壁式挡水墙设计（FDSQ-2）
项目名称
构件编号
日
期
设
计
校
对
审
核
执行规:
《混凝土结构设计规》
（GB50010-2010）,
本文简称《混凝土规》
《建筑地基基础设计规》
（GB50007-2002）,
本文简称《地基规》
《建筑结构荷载规》
（GB50009-2001）,
本文简称《荷载规》
《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》（CECS-2002）,本文简称《水池结构规程》
《给水排水工程结构设计手册》（第二版），本文简称《给排水手册》
钢筋：
d-HPB300;D-HRB335;E-HRB400;F-RRB400;G-HRB500;P-HRBF335;Q-HRBF400;R-HRBF500
-----------------------------------------------------------------------
1设计资料
1.1计算简图
1.2
已知条件
1.2.1
几何信息
壁板高（m）
4.000
厚（m）
0.400
底板悬挑长（m）
3.000
外悬挑长（m）
1.500
厚（m）
0.500
扶壁顶宽（m）
0.300
厚（m）
0.400
间距（m）
6.000
...
.
地面标高（m）
0.000
池底标高（m）
-0.500
地下水标高（m）
-1.000
池水深（m）
3.000
壁板顶支承自由
1.2.2荷载及地基土信息
土天然容重（kN/m3）
18.000
土饱和容重（kN/m3）
20.000
土摩擦角（度）
30.0
基底与土摩擦系数
0.30
承载力特征值输入
未修正
承载力特征值（kPa）
100.00
宽度修正系数
0.00
深度修正系数
1.00
附加荷载标准值-
恒（kN）
0.00
-
活（kN）
0.00
地面堆载标准值（kPa）
10.00
混凝土容重（kN/m
3）
25.00
考虑温湿度应力
ㄨ
分项系数
自重荷载
1.20
其它恒载
1.27
地下水压
1.27
其它活载
1.27
准永久值系数
附加活载
0.40
地面活载
1.00
地下水压
1.00
温（湿）作用
---
...
.
扶壁壁板自重调整1.00
1.2.3钢筋混凝土信息
砼强度等级C30
主筋级别HRB335
壁板和扶壁配筋方法压弯
考虑p-δ效应ㄨ
竖向配筋方式非对称
配筋调整系数1.0
裂缝宽度限值（mm）
0.20
裂缝控制配筋ㄨ
纵筋保护层厚
/上
外/下
壁板（mm）
35
35
底板（mm）
35
35
扶壁（mm）
35
35
钢筋取值围
最小
最大
最优
直径围（mm）
12
32
14
间距围（mm）
70
300
1.3计算容
（1）地基承载力验算
（2）抗滑移验算
（3）抗倾覆验算
（4）力配筋计算
（5）裂缝计算
2计算过程及计算结果
2.1各工况荷载标准值计算
工况1：
池有水，池外无土
工况2：
池有水，池外有土
工况3：
池无水，池外有土
工况1
工况2
工况3
壁板重（kN/m）
40.00
40.00
40.00
底板重（kN/m）
61.25
61.25
61.25
...
.
扶壁重（kN）
36.00
36.00
36.00
池底板上水重（kN/m）
90.00
90.00
0.00
池底板上水压（kPa）
30.00
30.00
0.00
池外底板上水重（kN/m）
0.00
0.00
0.00
池外扶壁上水重（kN/m）
0.00
0.00
0.00
池外底板底水压（kPa）
0.00
0.00
0.00
池外底板上土重（kN/m）
0.00
0.00
0.00
池外扶壁上土重（kN/m）
0.00
0.00
0.00
池外底板底土压（kPa）
0.00
3.00
3.00
池外底板上堆载（kN/m）
0.00
15.00
15.00
池外扶壁上堆载（kN/m）
0.00
0.00
0.00
池外堆载侧压（kPa）
0.00
3.33
3.33
附加荷载-活（kN）
0.00
0.00
0.00
附加荷载-恒（kN）
0.00
0.00
0.00
2.2地基承载力验算
2.2.1
地基承载力
根据《地基规》5.2.4
fa
fak
bb3
dmd0.5
式中：
f
a
——修正后的地基承载力特征值
f
ak
——地基承载力特征值
按《地基规》第5.2.3
条的原则确定
ηb,ηd
——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数
按基底下土的类别查《地基规》
表5.2.4取值
γ——基础底面以下土的重度,地下水位以下取浮重度
γm——基础底面以上土的加权平均重度,地下水位以下取浮重度
b——基础底面宽度,当基宽小于3m按3m取值,大于6m按6m取值
d——基础埋置深度,一般自室外地面标高算起
基底以下土的重度γ（kN/m3）:
18.00
基底宽b（m）
:
4.90
工况1
工况2
工况3
d（m）
0.00
0.25
0.25
γm（kN/m3）
0.00
18.00
18.00
fa（kPa）
100.00
100.00
100.00
...
.
2.2.2
基底反力计算及承载力验算
根据《给排水手册》
3.2.2计算
pk
fa
pkmax
1.2fa
pkmin
0
pk
FkGk
A
pkmax
Fk
Gk
Mk
A
W
pkmin
Fk
Gk
Mk
A
W
式中：
p
k
——相应于荷载效应标准组合时，底板平均应力
p
kmax——相应于荷载效应标准组合时，底板边缘最大应力
p
kmin——相应于荷载效应标准组合时，底板边缘最小应力
f
a
——修正后的地基承载力特征值
F
k
——相应于荷载效应标准组合时，底板以上部分的壁重和水
（土）重
G
k
——底板自重
M
k
——相应于荷载效应标准组合时，作用于基底面的力矩值
W——底板底面的抵抗矩
取扶壁间距宽长度计算
底板底面积（m2）:
29.40
底板底面抵抗矩（m3）:
24.01
工况1
工况2
工况3
F+G（kN）
1183.50
1267.50
727.50
kk
M（kN.m）
124.80
121.55
229.55
k
pk（kPa）
40.26
43.11
24.74
pkmax（kPa）
45.45
48.17
34.31
pkmin（kPa）
35.06
38.05
15.18
fa（kPa）
100.00
100.00
100.00
结论
满足
满足
满足
...
.
2.3
抗滑移验算
根据《给排水手册》
3.2.2
式3.2.2-5
计算
FkGk
1.3
Ek
式中：
μ——底板与地基土之间的摩擦系数，可参照《给排水手册》表
1.1.4-1取值
Ek——相应于荷载效应标准组合时，侧向荷载
（水或土）对壁板的水平推力
工况1
工况2
工况3
Fk+Gk（kN）
1183.50
1183.50
727.50
k
-270.00
-265.50
14.50
E（kN）
抗滑移安全系数
1.32
1.34
15.05
结论
满足
满足
满足
注：
1.侧向荷载向右为正，向左为负
2.4
抗倾覆验算
根据《给排水手册》
3.2.2
式3.2.2-6
计算
MN
1.5
ME
式中：
M
E——水平推力对转动点的倾覆力矩
M
N——垂直力对转动点的抗倾覆力矩
向左侧抗倾覆：
工况1
工况2
工况3
ME左（kN.m）
405.00
404.25
-0.75
M
（kN.m）
-3179.78
-3179.78
-1343.78
N左
抗倾覆安全系数-左
7.85
7.87
---
结论
满足
满足
---
注：
1.弯矩逆时针为正，顺时针为负
向右侧抗倾覆：
工况1
工况2
工况3
ME右（kN.m）
405.00
401.75
-3.25
M
（kN.m）
2619.37
2619.37
1809.38
N右
抗倾覆安全系数-右
---
---
556.73
结论
---
---
满足
...
.
注：
1.弯矩逆时针为正，顺时针为负
2.5力、配筋及裂缝计算
2.5.1基底反力计算
参见地基承载力地基反力计算
M
e
FG
式中：
e——偏心距
工况1
工况2
工况3
基
本-F+G（kN）
1458.00
1564.68
878.88
M（kN.m）
142.20
.07
275.23
e（m）
-0.10
-0.09
-0.31
p
（kPa）/L
（m）
55.51/0.00
58.97/0.00
41.36/0.00
1
1
p
2（kPa）/L
2（m）
43.67/4.90
47.47/4.90
18.43/4.90
准永久-F+G（kN）
1183.50
1267.50
727.50
M（kN.m）
124.80
121.55
229.55
e（m）
-0.11
-0.10
-0.32
p
1（kPa）/L
1（m）
45.45/0.00
48.17/0.00
34.31/0.00
p
（kPa）/L
（m）
35.06/4.90
38.05/4.90
15.18/4.90
2
2
注：
1.弯矩M逆时针为正，顺时针为负
2.偏心距e右偏为正，左偏为负
3.L1,L2距底板左端水平距离
2.5.2壁板计算
壁板外侧受拉为正,侧受拉为负
（1）力计算
0.5≤HB/L=4.00/6.00=0.67≤2.0,壁板按双向板计算
工况1
工况2
工况3
基
本-池底水压（kPa）
38.10
38.10
0.00
池底外水压（kPa）
0.00
0.00
0.00
池底外土压（kPa）
0.00
0.00
0.00
堆载侧压（kPa）
0.00
4.23
4.23
M
上（kN.m）/N（kN）
0.00/0.00
0.00/0.00
0.00/0.00
M
下（kN.m）/N（kN）
-26.49/48.00
-26.49/48.00
0.00/48.00
M
左（kN.m）
-15.99
-15.99
0.00
...
.
M
右（kN.m）
-15.99
-15.99
0.00
M
水平中（kN.m）
6.21
6.21
0.00
M
垂直中（kN.m）/N（kN）
7.39/24.00
7.39/24.00
0.00/24.00
M
水平上-左（kN.m）
5.82
5.82
0.00
M
水平上-中（kN.m）
-8.39
-8.39
0.00
M
水平上-右（kN.m）
5.82
5.82
0.00
准永久-池底水压（kPa）
30.00
30.00
0.00
池底外水压（kPa）
0.00
0.00
0.00
池底外土压（kPa）
0.00
0.00
0.00
堆载侧压（kPa）
0.00
3.33
3.33
M
上（kN.m）/N（kN）
0.00/0.00
0.00/0.00
0.00/0.00
M
下（kN.m）/N（kN）
-20.85/40.00
-20.85/40.00
0.00/40.00
M
左（kN.m）
-12.59
-12.59
0.00
M
右（kN.m）
-12.59
-12.59
0.00
M
水平中（kN.m）
4.89
4.89
0.00
M
垂直中（kN.m）/N（kN）
5.82/20.00
5.82/20.00
0.00/20.00
M
水平上-左（kN.m）
4.58
4.58
0.00
M
水平上-中（kN.m）
-6.61
-6.61
0.00
M
水平上-右（kN.m）
4.58
4.58
0.00
注：
1.
力结果为单位宽
（1m）力
（2）配筋裂缝计算
水平方向按纯弯构件计算,竖向按压弯构件计算
位置
M
N
计算As
配筋
实配As
裂缝
（kN.m/m
（kN/m）
2
2
（mm）
（mm/m）
（mm/m）
）
侧-上
-0.00
0.00
858
D12130
870
0.000
下
-26.49
48.00
800
D14190
810
0.111
左
-15.99
0.00
858
D12130
870
0.
右
-15.99
0.00
858
D12130
870
0.
跨中水平
-0.00
0.00
858
D12130
870
0.000
跨中垂直
-0.00
24.00
800
D14190
810
0.000
水平上-左
-0.00
0.00
858
D12130
870
0.000
中
-8.39
0.00
858
D12130
870
0.
...
.
右
-0.00
0.00
858
D12130
870
0.000
外侧-上
0.00
0.00
858
D12130
870
0.000
下
0.00
48.00
800
D14190
810
0.000
左
0.00
0.00
858
D12130
870
0.000
右
0.00
0.00
858
D12130
870
0.000
跨中水平
6.21
0.00
858
D12130
870
0.
跨中垂直
7.39
24.00
800
D14190
810
0.
水平上-左
5.82
0.00
858
D12130
870
0.
中
0.00
0.00
858
D12130
870
0.000
右
5.82
0.00
858
D12130
870
0.
注：
1.
计算配筋面积小于零为超筋
配筋为空时选筋失败
（3）结果简图
2.5.3底板计算
底板下侧受拉为正,上侧受拉为负
（1）池底板力计算
按悬臂板计算,地基反力参见2.5.1
工况1
工况2
工况3
基
本-
池水重（kN/m）
38.10
38.10
0.00
M
左（kN.m）/L
1（m）
-31.56/1.90
-14.77/1.90
36.49/1.90
M
中（kN.m）/L
2（m）
-9.25/3.40
-5.01/3.40
6.49/3.40
M
右（kN.m）/L
3（m）
0.00/4.90
0.00/4.90
-0.00/4.90
准永久-
池水重（kN/m）
30.00
30.00
0.00
...
.
M
左（kN.m）/L
1（m）
-23.95/1.90
-10.73/1.90
29.64/1.90
M
中（kN.m）/L
2（m）
-7.18/3.40
-3.84/3.40
5.21/3.40
M
右（kN.m）/L
3（m）
0.00/4.90
0.00/4.90
0.00/4.90
注：
1.力结果为单位宽（1m）力
2.L1,L2,L3计算截面距底板左端水平距离
（2）池外底板力计算
HB/L=1.50/6.00=0.25<0.5,池外底板按壁板端固定,另一端自由单跨梁计算,壁板角隅
区弯矩根据《给排水手册》式3.2.2-7计算
工况1
工况2
工况3
基
本-池外水重（kN/m）
0.00
0.00
0.00
池外土重（kN/m）
0.00
0.00
0.00
池外堆载（kN/m）
0.00
12.70
12.70
M
左（kN.m）/L1
（m）
0.00/0.00
0.00/0.00
0.00/0.00
M
中（kN.m）/L2（m）
11.22/0.75
8.63/0.75
3.51/0.75
M
右（kN.m）/L3（m）
44.22/1.50
33.86/1.50
12.73/1.50
角隅弯矩（kN.m）
-52.36
-43.53
-25.83
准永久-池外水重（kN/m）
0.00
0.00
0.00
池外土重（kN/m）
0.00
0.00
0.00
池外堆载（kN/m）
0.00
10.00
10.00
M
左（kN.m）/L1
（m）
-0.00/0.00
0.00/0.00
-0.00/0.00
M
中（kN.m）/L2
（m）
9.12/0.75
7.08/0.75
3.05/0.75
M
右（kN.m）/L3（m）
35.88/1.50
27.72/1.50
11.09/1.50
角隅弯矩（kN.m）
-42.82
-35.87
-21.93
注：
1.
力结果为单位宽
（1m）力
1.L1,L2,l3表示计算截面距底板左端水平距离
（3）配筋、裂缝计算
按纯弯构件计算
位置
M
计算As
配筋
实配As
裂缝
（kN.m/m）
2
2
（mm）
（mm/m）
（mm/m）
池外-上侧-上
-52.36
1072
D14140
1100
0.141
下
-52.36
1072
D14140
1100
0.141
梁-左（0.0）
-0.00
1072
D14140
1100
0.000
中（0.8）
-0.00
1072
D14140
1100
0.000
...
.
右（1.5）
-0.00
1072
D14140
1100
0.000
下侧-上
0.00
1072
D14140
1100
0.000
下
0.00
1072
D14140
1100
0.000
梁-左（0.0）
0.00
1072
D14140
1100
0.000
中（0.8）
11.22
1072
D14140
1100
0.030
右（1.5）
44.22
1072
D14140
1100
0.118
池-上侧-左（1.9）
-31.56
1072
D14140
1100
0.
中（3.4）
-9.25
1072
D14140
1100
0.
右（4.9）
-0.00
1072
D14140
1100
0.000
下侧-左（1.9）
36.49
1072
D14140
1100
0.098
中
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