调节池计算书.docx

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调节池计算书

设计依据：

1.《杭州湾新区给水和污水泵站岩土工程勘察报告》（详细勘察）（2011.6）；

2.规范及手册：

《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规范》CECS137:

2002；

《混凝土结构设计规范》;

《给水排水工程结构设计手册》;

3.回填土容重：

饱和土重为20KN/m3；水容重：

10.0KN/m3;

4.地质概况：

根据地勘报告：

沉井下沉穿过以下土层：

（1）第2层淤泥质粉质粘土夹粉砂：

沉井外壁摩阻力标准值为12KPa；

（2）第3-2层砂质粉土：

沉井外壁摩阻力标准值为24KPa；

（3）第3-2’层砂质粉土：

沉井外壁摩阻力标准值为14KPa；

（4）第3-3层砂质粉土：

沉井外壁摩阻力标准值为32KPa；

（5）第3-4层粉质粘土夹粉砂：

沉井外壁摩阻力标准值为16KPa；

基底落在第3-4层上

5.地下水位

（1）封底混凝土达到设计强度100%后，底板施工之前水位不高于标高-4.0米;

（2）底板混凝土强度达到设计强度100%之后水位不高于标高-3.0米;

（3）顶板及井内填料浇筑完毕，顶板未覆土前水位不高于标高0.0米;

（4）使用期间的地下水位考虑到设计地面以下0.5m，即绝对标高3.8m处。

6.构筑物采用沉井，不排水下沉。

沉井部分分段施工，标高1.0m以上采用现浇结构。

抗浮验算：

构筑物抗浮验算

1。

抗浮力计算

条件：

底板厚度800；壁板厚度1100；顶板厚300；封底混凝土厚度2000。

（1）顶、底板自重：

12.52x3.14x（0.8+0.3）x25=13492.2KN。

（2）壁板自重：

（25+1.1）x3.14x1.1x15.3x25=34482.1KN。

（3）C15素混凝土填料自重：

12.52x3.14x0.8x22=8635.0KN

（4）封底混凝土自重：

12.52x3.14x2.0x22=21587.5KN

（5）板顶覆土自重：

（12.5+1.1）2x3.14x（1.5x10+0.5x18）=13938.6KN

（6）柱自重：

0.8x0.8x10.9x16x25=2790.4KN

∑抗浮力＝94925.8KN

2．浮力计算

条件：

地下水位考虑到设计地面以下0.5m。

浮力＝（12.5+1.1）2x3.14x15.3x10=88858.5KN

3．抗浮安全系数

K=94925.8/88858.5=1.068

4．抗浮安全系数>1.05，抗浮验算通过。

沉井下沉计算

一、下沉系数Kst

沉井制作高度为14.0m

1．沉井自重标准值GK1=（25+1.1）x3.14x1.1x14x25=31552.3KN

底梁自重GK2=（19.3x4x0.8x3.1+24.3x4x0.8x3.1）x25=10812.8KN

2．下沉过程水的浮托力标准值Ffw,k:

Ffw,k=（25+1.1）x3.14x1.1x14x10+（19.3x4x0.8x3.1+24.3x4x0.8x3.1）x10=16946.0KN

3．井壁总摩阻力标准值Ffk:

1）单位摩阻力加权平均值（以J5勘探孔计算）

fka=（0.26x12+2x24+1.4x14+9.1x32+1.24x16）/14=27.3

2）摩阻力标准值Ffk

Ffk=（25+1.1）x3.14x[4x27.3+（2.5+5）x0.6x27.3]=19017.4KN

4．下沉系数Kst

Kst=（GK-Ffw,k）/Ffk=（42365.1-16946.0）/19017.4=1.34

二、下沉稳定系数kst,s:

1．刃脚、底梁下地基极限承载力Rb:

（极限承载力取400KPa）

Rb=0.5x（25+0.8x2）x3.14x400=16704.8KN

2．浮托力取标准浮托力的 70%。

F’fw,k＝Ffw,kx70%=11862.2KN

5．下沉稳定系数Kst,s

Kst,s=（Gk-F’fw,k）/（Ffk+Rb）=（42365.1-11862.2）/（19017.4+16704.8）=0.853

满足要求

封底混凝土计算

（一）取最大一块封底面积计算：

5.0x5.0m。

地下水的浮托力Fk=14x10=140KN/m2

底板受力q=140KN/m2

封底混凝土四边简支，M=0.0442x5x5x140=154.7KN.m

根据“给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程”CECS137:

2002第6.1.13条规定：

＝

＝1200mm

考虑井底涌砂，封底混凝土宜加厚

故取C25封底混凝土厚度2000。

刃脚竖向内力计算

（一）工况一：

沉井起沉阶段

根据“给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程”CECS137:

2002第6.2.2条、第6.3.2条规定：

M1=

（6.2.2-1）

N1=Rj-g1（6.2.2-2）

P1=

（6.2.2-3）

（6.2.2-4）

根据已知条件和地勘报告

Rj=14x25x1.1=385KN/m；h1=hs=1.2m；θ=56.30；β0=200。

a=0.5m,b=0.8m

则：

d1=0.170m

P1=125.7KN/M

M1=166.0KN.m/m

N1近似取Rj=385N/m

（二）工况二：

沉井下沉至设计标高，未封底，刃脚下土体已掏空。

井外地下水位考虑标高-13m处，井内无水。

1．土压力计算

土压力为设计值：

q1=

=4.7KN/m2

q2=14x18x1.27/3=106KN/m2

∑q=111.4KN/m2

计算简图如下：

Fep1和F’ep1近似相等，均取值=111.4KN/m

则：

=80.2KN.m/m

圆形沉井水平内力计算

（一）工况：

沉井下沉至设计标高。

根据CECS137:

2002第6.2.3条，在互成90o的水平两点处，土壤内摩擦角的差值为6o（即±3°）。

土壤内聚力C=13Kpa，内摩擦角φ=25°。

配筋按0.25mm的裂缝控制。

计算简图如下：

1.A、B点的水平向土压力

1）A点处主动土压力系数Ka=

=

=0.258

2）A点水平向土压力Pa=0.258x18x14=65.0KN/m2

3）B点处主动土压力系数Ka=

=

=0.352

4）B点水平向土压力Pa=0.352x18x14=88.70KN/m2

2.A、B点的内力

1）ω’=（PB/PA）-1=88.7÷65.0-1=0.365

Na=65x（12.5+1.1/2）x（1+0.7854x0.365）=1091.4KN/m

Nb=65x（12.5+1.1/2）x（1+0.5x0.365）=1003.1KN/m

Ma=-0.1488x65x13.052x0.365=601.2KN.m/m

Mb=-0.1366x65x13.052x0.365=551.9KN.m/m

井壁结构内力及配筋计算：

1．刃脚最大竖向弯矩M1=166KN.m/m，N1=385KN/m；

取Φ25@200，混凝土保护层40，混凝土强度等级C30，0.25mm控制M抗=396KN.m/m。

2．井壁最大水平向弯矩M1=601.2KN.m/m，N1=1091.4KN/m

取Φ22@100，混凝土保护层40，混凝土强度等级C30，0.25mm控制M抗=632KN.m/m。

底板结构计算

（一）工况：

使用阶段，地下水位考虑到设计地面以下0.50m。

1.取最大一块面积计算：

5x5m。

底板厚度0.8m

地下水的浮托力Fk=（15.3-0.5）x10=148.0KN/m2

底板混凝土自重Gk=0.8x25=20KN/m2

底板受力q=148-20=128KN/m2

底板四边简支，M=0.0442x5x5x128=141.5KN.m（标准值）

底板厚800，取Φ22@200，混凝土保护层40，混凝土强度等级C30，裂缝宽度0.20。

M标准值＝228KN.m

底梁计算书：

============================================

1计算简图：

2计算条件：

荷载条件:

均布恒载标准值:

300.00kN/m活载准永久值系数:

0.50

均布活载标准值:

0.00kN/m支座弯矩调幅系数:

85.0%

梁容重:

25.00kN/m3计算时考虑梁自重:

不考虑

恒载分项系数:

1.20活载分项系数:

1.40

配筋条件:

抗震等级:

非抗震纵筋级别:

HRB335

混凝土等级:

C30箍筋级别:

HRB335

配筋调整系数:

1.2上部保护层厚度:

40mm

面积归并率:

----下部保护层厚度:

40mm

最大裂缝限值:

0.400mm挠度控制系数C:

200

截面配筋方式:

单筋

3计算结果：

单位说明:

弯矩:

kN.m剪力:

kN

纵筋面积:

mm2箍筋面积:

mm2/m

裂缝:

mm挠度:

mm

-----------------------------------------------------------------------

梁号1:

跨长=25000B×H=1000×3100

左中右

弯矩（-）:

-15937.4040.000-15937.404

弯矩（+）:

0.00012187.4840.000

剪力:

4499.9910.009-4499.991

上部as:

10050100

下部as:

507550

上部纵筋:

18966620018966

下部纵筋:

6649141216649

箍筋Asv:

126511441265

上纵实配:

29D3212/12/5（23323）13D28（8005）29D3212/12/5（23323）

下纵实配:

13D28（8005）28D2814/14（17241）13D28（8005）

箍筋实配:

4D12@250（1810）4D12@250（1810）4D12@250（1810）

腰筋实配:

24d18（6107）24d18（6107）24d18（6107）

上实配筋率:

0.75%0.26%0.75%

下实配筋率:

0.26%0.56%0.26%

箍筋配筋率:

0.18%0.18%0.18%

裂缝:

0.3960.3750.396

挠度:

0.00017.8510.000

最大裂缝:

0.396mm<0.400mm

最大挠度:

17.851mm<125.000mm（25000/200）

-----------------------------------------------------------------------

4所有简图：

调节池顶板单块矩形板计算

按弹性板计算:

1计算条件

计算跨度:

Lx=5.000m

Ly=5.000m

板厚h=300mm

板容重=25.00kN/m3；板自重荷载设计值=9.00kN/m2

恒载分项系数=1.20；活载分项系数=1.40

荷载设计值（不包括自重荷载）:

均布荷载q=50.20kN/m2

砼强度等级:

C30,fc=14.30N/mm2,Ec=3.00×104N/mm2

支座纵筋级别:

HRB335,fy=300.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2

板底纵筋级别:

HRB335,fy=300.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2

混凝土保护层=40mm,配筋计算as=45mm,泊松比=0.20

支撑条件=

四边上:

固定下:

固定左:

固定右:

固定

角柱左下:

无右下:

无右上:

无左上:

无

2计算结果

弯矩单位:

kN.m/m,配筋面积:

mm2/m,构造配筋率:

0.21%

弯矩计算方法:

双向板查表

挠度计算方法:

双向板查表。

---------------------------------------------------------------

（1）跨中:

[水平][竖向]

弯矩31.331.3

面积643（0.21%）643（0.21%）

实配D14@190（810）D14@190（810）

（2）四边:

[上][下][左][右]

弯矩-75.6-75.6-75.6-75.6

面积1032（0.34%）1032（0.34%）1032（0.34%）1032（0.34%）

实配D16@160（1257）D16@160（1257）D16@160（1257）D16@160（1257）

（3）挠度结果（按双向板计算）:

经查<<结构静力计算手册>>:

挠度计算系数α=0.001270

Mk=25.61N·mm,Mq=25.08N·mm;

h=300mm,h0=255mm;

αE=Es/Ec=6.667;

As=810mm2,对于矩形截面γf=0;

ρte=As/（0.5×b×h）=0.0054,当ρte<0.01时,取ρte=0.01;

ρ=As/（b×h0）=0.0032

σsk=Mk/（0.87×As×h0）=142.470N/mm2;

ψ=1.1-0.65×ftk/（ρte×σsk）=0.183,当ψ小于0.2时,取ψ=0.2;

θ=2.0-0.4×（ρ'/ρ））=2.0-0.4×（0.000/0.003）=2.000;

将上述参数带入短期刚度公式得:

=1.891×1013N·mm2;

从而得到长度刚度:

=0.956×1013N·mm2;

=4.029mm

挠度验算:

4.03

（4）支座最大裂缝:

0.24<[ωmax]=0.30mm,满足

（5）跨中最大裂缝:

0.06<[ωmax]=0.30mm,满足

顶板连续梁计算书：

WKL-1

============================================

1计算简图：

2计算条件：

荷载条件:

均布恒载标准值:

0.00kN/m活载准永久值系数:

0.50

均布活载标准值:

0.00kN/m支座弯矩调幅系数:

85.0%

梁容重:

25.00kN/m3计算时考虑梁自重:

考虑

恒载分项系数:

1.20活载分项系数:

1.40

配筋条件:

抗震等级:

非抗震纵筋级别:

HRB335

混凝土等级:

C30箍筋级别:

HPB235

配筋调整系数:

1.2上部保护层厚度:

40mm

面积归并率:

30.0%下部保护层厚度:

40mm

最大裂缝限值:

0.300mm挠度控制系数C:

200

截面配筋方式:

单筋

3计算结果：

单位说明:

弯矩:

kN.m剪力:

kN

纵筋面积:

mm2箍筋面积:

mm2/m

裂缝:

mm挠度:

mm

-----------------------------------------------------------------------

梁号1:

跨长=5000B×H=500×800

左中右

弯矩（-）:

0.0000.000-447.328

弯矩（+）:

0.002457.9460.000

剪力:

302.072-105.256-505.254

上部as:

505050

下部as:

505050

上部纵筋:

8008002113

下部纵筋:

8582167858

箍筋Asv:

817817817

上纵实配:

4D20（1257）4D20（1257）7D22（2661）

下纵实配:

7D22（2661）7D22（2661）7D22（2661）

箍筋实配:

4d8@200（1005）4d8@200（1005）4d8@200（1005）

腰筋实配:

4d16（804）4d16（804）4d16（804）

上实配筋率:

0.31%0.31%0.67%

下实配筋率:

0.67%0.67%0.67%

箍筋配筋率:

0.20%0.20%0.20%

裂缝:

0.0000.2930.286

挠度:

0.0003.0170.000

最大裂缝:

0.293mm<0.300mm

最大挠度:

3.017mm<25.000mm（5000/200）

-----------------------------------------------------------------------

梁号2:

跨长=5000B×H=500×800

左中右

弯矩（-）:

-447.3280.000-345.505

弯矩（+）:

0.000290.5870.000

剪力:

433.77134.296-385.330

上部as:

505050

下部as:

505050

上部纵筋:

21138001608

下部纵筋:

8581342858

箍筋Asv:

817817817

上纵实配:

7D22（2661）4D20（1257）4D25（1963）

下纵实配:

4D25（1963）4D25（1963）4D25（1963）

箍筋实配:

4d8@200（1005）4d8@200（1005）4d8@200（1005）

腰筋实配:

4d16（804）4d16（804）4d16（804）

上实配筋率:

0.67%0.31%0.49%

下实配筋率:

0.49%0.49%0.49%

箍筋配筋率:

0.20%0.20%0.20%

裂缝:

0.2860.1690.296

挠度:

0.0001.2140.000

最大裂缝:

0.296mm<0.300mm

最大挠度:

1.214mm<25.000mm（5000/200）

-----------------------------------------------------------------------

梁号3:

跨长=5000B×H=500×800

左中右

弯矩（-）:

-345.5050.000-345.505

弯矩（+）:

0.000343.4940.000

剪力:

409.9439.945-409.943

上部as:

505050

下部as:

505050

上部纵筋:

16088001608

下部纵筋:

8581598858

箍筋Asv:

817817817

上纵实配:

4D25（1963）4D20（1257）4D25（1963）

下纵实配:

4D25（1963）4D25（1963）4D25（1963）

箍筋实配:

4d8@200（1005）4d8@200（1005）4d8@200（1005）

腰筋实配:

4d16（804）4d16（804）4d16（804）

上实配筋率:

0.49%0.31%0.49%

下实配筋率:

0.49%0.49%0.49%

箍筋配筋率:

0.20%0.20%0.20%

裂缝:

0.2960.2820.296

挠度:

0.0002.2680.000

最大裂缝:

0.296mm<0.300mm

最大挠度:

2.268mm<25.000mm（5000/200）

-----------------------------------------------------------------------

梁号4:

跨长=5000B×H=500×800

左中右

弯矩（-）:

-345.5050.000-447.328

弯矩（+）:

0.000290.5870.000

剪力:

385.330-34.296-433.771

上部as:

505050

下部as:

505050

上部纵筋:

16088002113

下部纵筋:

8581342858

箍筋Asv:

817817817

上纵实配:

4D25（1963）4D20（1257）7D22（2661）

下纵实配:

4D25（1963）4D25（1963）4D25（1963）

箍筋实配:

4d8@200（1005）4d8@200（1005）4d8@200（1005）

腰筋实配:

4d16（804）4d16（804）4d16（804）

上实配筋率:

0.49%0.31%0.67%

下实配筋率:

0.49%0.49%0.49%

箍筋配筋率:

0.20%0.20%0.20%

裂缝:

0.2960.1690.286

挠度:

0.0001.2140.000

最大裂缝:

0.296mm<0.300mm

最大挠度:

1.214mm<25.000mm（5000/200）

-----------------------------------------------------------------------

梁号5:

跨长=5000B×H=500×800

左中右

弯矩（-）:

-447.3280.0000.000

弯矩（+）:

0.000457.9460.002

剪力:

505.254105.256-302.072

上部as:

505050

下部as:

505050

上部纵筋:

2113800800

下部纵筋:

8582167858

箍筋Asv:

817817817

上纵实配:

7D22（2661）4D20（1257）4D20（1257）

下纵实配:

7D22（2661）7D22（2661）7D22（2661）

箍筋实配:

4d8@200（1005）4d8@200（1005）4d8@200（1005）

腰筋实配:

4d16（804）4d16（804）4d16（804）

上实配筋率:

0.67%0.31%0.31%

下实配筋率:

0.67%0.67%0.67%

箍筋配筋率:

0.20%0.20%0.20%

裂缝:

0.2860.2930.000

挠度:

0.0003.0170.000

最大裂缝:

0.293mm<0.300mm

最大挠度:

3.017mm<25.000mm（5000/200）

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