汤斜佳园水池结构计算书.docx

汤斜佳园水池结构计算书.docx

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汤斜佳园水池结构计算书

汤斜佳园水池结构计算书

一、设计依据：

1.《给水排水工程构筑物结构设计规范》GBS0069-2002

2.《钢筋混凝土结构设计规范》GB50010-2002

3.《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》CECS138：

2002

二、设计资料：

1、本池埋地式现浇钢筋砼结构，池壁净高为3.5m，采用筏板基础,基础板厚300mm。

由于地下水对砼无腐蚀，砼强度等级采用C25，抗渗等级采用S6。

2、池内水位HW=3.5M；侧壁外4.5米厚覆土，考虑地面堆载按1米土柱取10kN/m2考虑,基础持力层为卵石层。

3、主受力钢筋采用HRB335级,强度设计值取fy=300MPa

4、土的内摩擦角Ψ=30°

5、抗浮水位绝对高程：

9.500。

三、设计计算：

1.水池自重标准值计算及地基承载力验算:

1）自重标准值计算

池壁自重G1：

5.5x2x0.25x3.5x25+14.6x2x0.25x3.5x25+5x0.2x3.5x3x25+2.5x3.5x0.18x25=1181.3KN

顶板重G2：

5.5x15.1x0.2x25=415.3KN

底板自重G3：

6.1x15.7x0.3x25=718.3KN

覆土自重G4：

5.5x15.1x1.8x18+0.3x15.7x4.5x18x2+0.3x5.5x4.5x18x2=3721.2KN

水自重G5：

5x14.6x3.5x10==2555KN

池壁外侧土水侧压力qs：

10x4.5xtan2（45°-30°/2）+10x4.5=60kN/m2

池内水压力qw：

10x3.5=35kN/m2

土堆载产生的侧压力qd:

10x0.333=3.33kN/m2

底板面积A:

6.1x15.7=95.77m2

池体活载Q:

2.0kN/m2

总重量∑G:

G1+G2+G3+G4+G5=1181.3+415.3+718.3+3721.2+2555=8591.1KN

P=∑G/A+Q=8591.1/95.77+2=91.7

地基承载力满足要求

池体净自重Gn=8591.1-718.3-2555=5322.8KN

基底净反力Pn=5322.8/95.77=55.58KN/m2（作为底板计算荷载）

2.池体抗浮验算:

水浮力:

5.5x15.1x4.5x10=3737.3KN

抗浮力：

8591.1-3737.3=4853.8KN

抗浮系数：

抗浮力/水浮力=4853.8/3737.3=1.299>1.05

池体抗浮满足要求

3.池壁内力及配筋计算:

（1）1-1池壁计算

1双向板：

B-1　

1.1基本资料　

1.1.1工程名称：

工程一　

1.1.2边界条件（左端/下端/右端/上端）：

固端/固端/固端/铰支　

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＝31kN/m　

永久荷载的分项系数，对由可变荷载效应控制的组合，取γG＝1.27，对由永久荷载效应控制的　

组合，取γG＝1.27　

1.1.3.2可变荷载标准值：

qk＝0　

1.1.4荷载的基本组合值　

1.1.4.1板面Q＝Max{Q（L）,Q（D）}＝Max{39.37,39.37}＝39.37kN/m　

1.1.5计算跨度Lx＝5750mm，计算跨度Ly＝3650mm，板的厚度h＝200mm（h＝Ly/18）　

1.1.6混凝土强度等级为C25，fc＝11.943N/mm，ft＝1.271N/mm，ftk＝1.779N/mm　

1.1.7钢筋抗拉强度设计值fy＝300N/mm，Es＝200000N/mm　

1.1.8纵筋合力点至截面近边的距离：

板底as＝42mm、板面as'＝42mm　

1.1.9裂缝宽度验算时执行的规范：

《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069－2002）　

1.2弯矩标准值　

1.2.1平行于Lx方向的跨中弯矩Mx　

Mxgk1＝（0.0078+0.2*0.02038）*31*3.652＝4.90kN·m　

1.2.2平行于Ly方向的跨中弯矩My　

Mygk1＝（0.02038+0.2*0.0078）*31*3.652＝9.06kN·m　

1.2.3沿Lx方向的支座弯矩Mx'　

Mx'gk1＝-0.03585*31*3.652＝-14.81kN·m　

1.2.4沿Ly方向的支座弯矩My'　

My'gk1＝-0.05518*31*3.652＝-22.79kN·m　

1.3配筋计算　

1.3.1平行于Lx方向的跨中弯矩Mx　

Mxk＝4.90kN·m，Mxq＝4.90kN·m；　

Mx＝Max{Mx（L）,Mx（D）}＝Max{6.23,6.23}＝6.23kN·m　

Asx＝142mm，as＝52mm，ξ＝0.024，ρ＝0.10%；ρmin＝0.20%，　

As,min＝400mm；实配纵筋：

Φ12@200（As＝565）；ωmax＝0.051mm　

1.3.2平行于Ly方向的跨中弯矩My　

Myk＝9.06kN·m，Myq＝9.06kN·m；　

My＝Max{My（L）,My（D）}＝Max{11.51,11.51}＝11.51kN·m　

Asy＝248mm，as＝42mm，ξ＝0.039，ρ＝0.16%；ρmin＝0.20%，　

As,min＝400mm；实配纵筋：

Φ12@200（As＝565）；ωmax＝0.084mm　

1.3.3沿Lx方向的支座弯矩Mx'　

Mx'k＝-14.81kN·m，Mx'q＝-14.81kN·m；　

Mx'＝Max{Mx'（L）,Mx'（D）}＝Max{-18.8,-18.8}＝-18.80kN·m　

Asx'＝410mm，as'＝42mm，ξ＝0.065，ρ＝0.26%；　

实配纵筋：

Φ12@200（As＝565）；ωmax＝0.138mm　

1.3.4沿Ly方向的支座弯矩My'　

My'k＝-22.79kN·m，My'q＝-22.79kN·m；　

My'＝Max{My'（L）,My'（D）}＝Max{-28.94,-28.94}＝-28.94kN·m　

Asy'＝560mm，as'＝42mm，ξ＝0.102，ρ＝0.41%；　

实配纵筋：

Φ12@200（As＝565）；ωmax＝0.199mm　

1.4跨中挠度验算　

1.4.1挠度验算参数　

参照《建筑结构静力计算手册》表4－36，挠度系数κ＝0.00168（1/M）　

按荷载效应的标准组合计算的弯矩值Mk＝9.06kN·m　

按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值Mq＝9.06kN·m　

Es＝200000N/mm，As＝565mm，Ec＝27871N/mm，ftk＝1.779N/mm　

1.4.2荷载效应的标准组合作用下受弯构件的短期刚度Bs　

1.4.2.1裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ　

σsk＝Mk/（0.87h0·As）（混凝土规范式8.1.3－3）　

σsk＝9060088/（0.87*158*565）＝117N/mm　

矩形截面，Ate＝0.5·b·h＝0.5*1000*200＝100000mm　

ρte＝As/Atk（混凝土规范式8.1.2－4）　

ρte＝565/100000＝0.00565＜0.01，取ρte＝0.01　

ψ＝1.1-0.65ftk/（ρte·σsk）（混凝土规范式8.1.2－2）　

ψ＝1.1-0.65*1.78/（0.01*117）＝0.108　

当ψ＜0.2时，取ψ＝0.2　

1.4.2.2钢筋弹性模量与混凝土模量的比值：

αE＝Es/Ec＝200000/27871＝7.18　

1.4.2.3受压翼缘面积与腹板有效面积的比值γf'　

矩形截面，γf'＝0　

1.4.2.4纵向受拉钢筋配筋率ρ＝As/（b·h0）＝565/（1000*158）＝0.00358　

1.4.2.5钢筋混凝土受弯构件的短期刚度Bs按混凝土规范式8.2.3－1计算：

Bs＝Es·As·h02/[1.15ψ+0.2+6·αE·ρ/（1+3.5γf'）]　

＝200000*565*1582/[1.15*0.2+0.2+6*7.18*0.00358/（1+3.5*0）]＝4833.71kN·m　

1.4.3考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数θ　

按混凝土规范第8.2.5条，当ρ'＝0时，取θ＝2.0　

1.4.4受弯构件的长期刚度B按混凝土规范式8.2.2计算：

B＝Bs·Mk/[Mq·（θ-1）+Mk]＝4833.71*9.06/[9.06*（2-1）+9.06]＝2416.85kN·m　

1.4.5挠度f＝κ·Qk·Ly4/B＝0.00168*31*3.654/2416.85*1000＝3.8mm　

f/Ly＝3.8/3650＝1/953　

（2）2-2池壁计算

工况一：

池内有水，池外无土

1双向板：

B-1　

1.1基本资料　

1.1.1工程名称：

工程一　

1.1.2边界条件（左端/下端/右端/上端）：

固端/固端/固端/铰支　

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＝35kN/m　

永久荷载的分项系数，对由可变荷载效应控制的组合，取γG＝1.27，对由永久荷载效应控制的　

组合，取γG＝1.27　

1.1.3.2可变荷载标准值：

qk＝0　

1.1.4荷载的基本组合值　

1.1.4.1板面Q＝Max{Q（L）,Q（D）}＝Max{44.45,44.45}＝44.45kN/m　

1.1.5计算跨度Lx＝7300mm，计算跨度Ly＝3650mm，板的厚度h＝250mm（h＝Ly/15）　

1.1.6混凝土强度等级为C25，fc＝11.943N/mm，ft＝1.271N/mm，ftk＝1.779N/mm　

1.1.7钢筋抗拉强度设计值fy＝300N/mm，Es＝200000N/mm　

1.1.8纵筋合力点至截面近边的距离：

板底as＝42mm、板面as'＝42mm　

1.1.9裂缝宽度验算时执行的规范：

《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069－2002）　

1.2弯矩标准值　

1.2.1平行于Lx方向的跨中弯矩Mx　

Mxgk1＝（0.0045+0.2*0.0253）*35*3.652＝4.46kN·m　

1.2.2平行于Ly方向的跨中弯矩My　

Mygk1＝（0.0253+0.2*0.0045）*35*3.652＝12.22kN·m　

1.2.3沿Lx方向的支座弯矩Mx'　

Mx'gk1＝-0.0367*35*3.652＝-17.11kN·m　

1.2.4沿Ly方向的支座弯矩My'　

My'gk1＝-0.0622*35*3.652＝-29.00kN·m　

1.3配筋计算　

1.3.1平行于Lx方向的跨中弯矩Mx　

Mxk＝4.46kN·m，Mxq＝4.46kN·m；　

Mx＝Max{Mx（L）,Mx（D）}＝Max{5.66,5.66}＝5.66kN·m　

Asx＝97mm，as＝54mm，ξ＝0.012，ρ＝0.05%；ρmin＝0.20%，　

As,min＝500mm；实配纵筋：

Φ12@200（As＝565）；ωmax＝0.042mm　

1.3.2平行于Ly方向的跨中弯矩My　

Myk＝12.22kN·m，Myq＝12.22kN·m；　

My＝Max{My（L）,My（D）}＝Max{15.52,15.52}＝15.52kN·m　

Asy＝252mm，as＝42mm，ξ＝0.030，ρ＝0.12%；ρmin＝0.20%，　

As,min＝500mm；实配纵筋：

Φ12@200（As＝565）；ωmax＝0.104mm　

1.3.3沿Lx方向的支座弯矩Mx'　

Mx'k＝-17.11kN·m，Mx'q＝-17.11kN·m；　

Mx'＝Max{Mx'（L）,Mx'（D）}＝Max{-21.73,-21.73}＝-21.73kN·m　

Asx'＝356mm，as'＝42mm，ξ＝0.043，ρ＝0.17%；ρmin＝0.20%，　

As,min＝500mm；实配纵筋：

Φ12@200（As＝565）；ωmax＝0.146mm　

1.3.4沿Ly方向的支座弯矩My'　

My'k＝-29.00kN·m，My'q＝-29.00kN·m；　

My'＝Max{My'（L）,My'（D）}＝Max{-36.83,-36.83}＝-36.83kN·m　

Asy'＝613mm，as'＝42mm，ξ＝0.074，ρ＝0.29%；　

实配纵筋：

Φ12@175（As＝646）；ωmax＝0.193mm　

1.4跨中挠度验算　

1.4.1挠度验算参数　

参照《建筑结构静力计算手册》表4－36，挠度系数κ＝0.00206（1/M）　

按荷载效应的标准组合计算的弯矩值Mk＝12.22kN·m　

按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值Mq＝12.22kN·m　

Es＝200000N/mm，As＝565mm，Ec＝27871N/mm，ftk＝1.779N/mm　

1.4.2荷载效应的标准组合作用下受弯构件的短期刚度Bs　

1.4.2.1裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ　

σsk＝Mk/（0.87h0·As）（混凝土规范式8.1.3－3）　

σsk＝12216733/（0.87*208*565）＝119N/mm　

矩形截面，Ate＝0.5·b·h＝0.5*1000*250＝125000mm　

ρte＝As/Atk（混凝土规范式8.1.2－4）　

ρte＝565/125000＝0.00452＜0.01，取ρte＝0.01　

ψ＝1.1-0.65ftk/（ρte·σsk）（混凝土规范式8.1.2－2）　

ψ＝1.1-0.65*1.78/（0.01*119）＝0.131　

当ψ＜0.2时，取ψ＝0.2　

1.4.2.2钢筋弹性模量与混凝土模量的比值：

αE＝Es/Ec＝200000/27871＝7.18　

1.4.2.3受压翼缘面积与腹板有效面积的比值γf'　

矩形截面，γf'＝0　

1.4.2.4纵向受拉钢筋配筋率ρ＝As/（b·h0）＝565/（1000*208）＝0.00272　

1.4.2.5钢筋混凝土受弯构件的短期刚度Bs按混凝土规范式8.2.3－1计算：

Bs＝Es·As·h02/[1.15ψ+0.2+6·αE·ρ/（1+3.5γf'）]　

＝200000*565*2082/[1.15*0.2+0.2+6*7.18*0.00272/（1+3.5*0）]＝8944.32kN·m　

1.4.3考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数θ　

按混凝土规范第8.2.5条，当ρ'＝0时，取θ＝2.0　

1.4.4受弯构件的长期刚度B按混凝土规范式8.2.2计算：

B＝Bs·Mk/[Mq·（θ-1）+Mk]＝8944.32*12.22/[12.22*（2-1）+12.22]　

＝4472.16kN·m　

1.4.5挠度f＝κ·Qk·Ly4/B＝0.00206*35*3.654/4472.16*1000＝2.9mm　

f/Ly＝2.9/3650＝1/1,276　　

工况二：

池外有土，池内无水

1双向板：

B-1　

1.1基本资料　

1.1.1工程名称：

工程一　

1.1.2边界条件（左端/下端/右端/上端）：

固端/固端/固端/铰支　

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＝63.33kN/m　

永久荷载的分项系数，对由可变荷载效应控制的组合，取γG＝1.27，对由永久荷载效应控制的　

组合，取γG＝1.27　

1.1.3.2可变荷载标准值：

qk＝0　

1.1.4荷载的基本组合值　

1.1.4.1板面Q＝Max{Q（L）,Q（D）}＝Max{80.43,80.43}＝80.43kN/m　

1.1.5计算跨度Lx＝7300mm，计算跨度Ly＝3650mm，板的厚度h＝250mm（h＝Ly/15）　

1.1.6混凝土强度等级为C25，fc＝11.943N/mm，ft＝1.271N/mm，ftk＝1.779N/mm　

1.1.7钢筋抗拉强度设计值fy＝300N/mm，Es＝200000N/mm　

1.1.8纵筋合力点至截面近边的距离：

板底as＝42mm、板面as'＝42mm　

1.1.9裂缝宽度验算时执行的规范：

《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069－2002）　

1.2弯矩标准值　

1.2.1平行于Lx方向的跨中弯矩Mx　

Mxgk1＝（0.0045+0.2*0.0253）*63.33*3.652＝8.07kN·m　

1.2.2平行于Ly方向的跨中弯矩My　

Mygk1＝（0.0253+0.2*0.0045）*63.33*3.652＝22.11kN·m　

1.2.3沿Lx方向的支座弯矩Mx'　

Mx'gk1＝-0.0367*63.33*3.652＝-30.96kN·m　

1.2.4沿Ly方向的支座弯矩My'　

My'gk1＝-0.0622*63.33*3.652＝-52.48kN·m　

1.3配筋计算　

1.3.1平行于Lx方向的跨中弯矩Mx　

Mxk＝8.07kN·m，Mxq＝8.07kN·m；　

Mx＝Max{Mx（L）,Mx（D）}＝Max{10.24,10.24}＝10.24kN·m　

Asx＝176mm，as＝54mm，ξ＝0.023，ρ＝0.09%；ρmin＝0.20%，　

As,min＝500mm；实配纵筋：

Φ12@200（As＝565）；ωmax＝0.077mm　

1.3.2平行于Ly方向的跨中弯矩My　

Myk＝22.11kN·m，Myq＝22.11kN·m；　

My＝Max{My（L）,My（D）}＝Max{28.07,28.07}＝28.07kN·m　

Asy＝463mm，as＝42mm，ξ＝0.056，ρ＝0.22%；ρmin＝0.20%，　

As,min＝500mm；实配纵筋：

Φ12@200（As＝565）；ωmax＝0.188mm　

1.3.3沿Lx方向的支座弯矩Mx'　

Mx'k＝-30.96kN·m，Mx'q＝-30.96kN·m；　

Mx'＝Max{Mx'（L）,Mx'（D）}＝Max{-39.32,-39.32}＝-39.32kN·m　

Asx'＝656mm，as'＝42mm，ξ＝0.079，ρ＝0.32%；　

实配纵筋：

Φ12@150（As＝754）；ωmax＝0.156mm　

1.3.4沿Ly方向的支座弯矩My'　

My'k＝-52.48kN·m，My'q＝-52.48kN·m；　

My'＝Max{My'（L）,My'（D）}＝Max{-66.65,-66.65}＝-66.65kN·m　

Asy'＝1148mm，as'＝42mm，ξ＝0.139，ρ＝0.55%；　

实配纵筋：

Φ14@120（As＝1283）；ωmax＝0.174mm　

1.4斜截面受剪承载力计算　

V＝Q·（2Lx-Ly）·Ly/4Lx＝80.43*（2*7.3-3.65）*3.65/（4*7.3）＝110.1kN　

R＝0.7·βh·ft·b·h0＝0.7*1*1271*1*0.208＝185.0kN≥V＝110.1kN，满足要求。

1.5跨中挠度验算　

1.5.1挠度验算参数　

参照《建筑结构静力计算手册》表4－36，挠度系数κ＝0.00206（1/M）　

按荷载效应的标准组合计算的弯矩值Mk＝22.11kN·m　

按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值Mq＝22.11kN·m　

Es＝200000N/mm，As＝565mm，Ec＝27871N/mm，ftk＝1.779N/mm　

1.5.2荷载效应的标准组合作用下受弯构件的短期刚度Bs　

1.5.2.1裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ　

σsk＝Mk/（0.87h0·As）（混凝土规范式8.1.3－3）　

σsk＝22105305/（0.87*208*565）＝216N/mm　

矩形截面，Ate＝0.5·b·h＝0.5*1