明溪氧化沟计算书

氧化沟结构计算书

一、设计概况

1．本工程共一组两槽式氧化沟，每组氧化沟总长56.075m,总宽27.15m, 每槽有两廊，每廊净宽6.00m。

设计地坪标高假定为±0.000m(相当于黄海高程309.00m),氧化沟顶标高除表曝机平台面为 5.2m 外，其余均为4.6m,沟内底板面标高为-2.1m。具体尺寸详见施工图。

工程地质资料依据明溪县污水处理厂《岩土工程勘察报告》（由福建省闽中地质工程勘察公司于二00九年二月提供，工程编号：2009-16）。

工程重要性等级为二级，丙类建筑，地基基础设计等级为丙级；

设计使用年限50年；

建筑场地类别属Ⅱ类，特征周期值为0.35S;

抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g,设计地震分组为第一组；

2. 荷载：地面堆积荷载标准值取10KN/m2；回填土容重取18KN/m2；作平台、走道板活荷载标准值取

2.0KN/m2；污水的重力密度取10.3kn/m3,设备荷载按工艺、设备专业提供的实际值采用。

3．混凝土：垫层C15,其余均为C25;抗渗等级S6.

钢筋：HPB235(Φ，fy=210N/mm2);HRB335(Φ，fy=300N/mm2)

钢筋混凝土保护层厚度：底板的底面为40mm;底板面层、池壁及梁、柱为35mm;其余为25mm。二、设计原则

1．结构尺寸

外池壁为外侧垂直的变截面池壁，底端400,上端250;导流墙及内隔墙均为250;条形基础底板厚为500,外挑1.0m，构造底板为250;垫层厚100.

2．结构计算

计算工况：沟内有水，沟外无土；沟内无水，沟外有土。

外壁分别按单向悬臂板、圆弧段圆柱壳计算，同时考虑温（湿）度效应对结构配筋的影响，并按ωmax ≦0.2mm控制配筋。

导流墙及隔墙按单向悬壁板计算，需考虑两侧存在水位差时的结构配筋。当两侧水位差相等时，采用构造配筋，主要满足扰度的要求。

地基持力层为卵石○3，承载力特征值为f ak=240Kpa.

3.其它构造

混凝土中掺入GYF-高效有机硅防水剂、合理地采用混凝土加强带作为增大伸缩缝间距的措施。氧化

沟长宽尺寸均较大，同时考虑工艺、设备布置情况，现沿宽度方向设两条变形缝，之间间距为25m 左右，沿长度方向设置一条2m宽的GYF膨胀加强带。

。

三、抗浮计算

据《岩土工程勘察报告》提供，场地抗浮设计的最高地下水位按黄海标高307.00m考虑。氧化沟底板面标高为-2.10m(相当于黄海高程306.90m),即地下水位高出底板面0.10m。底板的抗浮抗力系数Kf=(0.25x25)/(0.35x10)=1.43≥1.05 满足抗浮要求。

显然,池壁下条形基础满足抗浮要求。

四、结构计算

（一）.外壁配筋计算（壁厚变截面400～250，外侧垂直）

⑴．水平面为直线形的外壁按单向悬臂计算

工况一：沟内有效水深4.0m,计算时考虑表面曝气水位超高0.4m，即满池H=4.4m;池外无土。

池壁底端 P w=1.27x4.4x10.3=57.56KN/m2

M H=(1.27x4.4x10.3)x4.42/6=185.71KN〃m

由MorGain 结构快速设计程序，按裂缝宽度0.2mm控制配筋

实配钢筋Φ18@90 （As ＝ 2827 mm ），ωmax ＝ 0.180mm≦0.2mm。

池壁离顶端2H/3处，M2H/3=(1.27x2.93x10.3)x2.932/6=54.84KN.m

该处池壁截面为350mm,实配钢筋Φ18@180（As ＝1414 mm ）

由MorGain 结构快速设计程序验算裂缝宽度ωmax ＝ 0.051mm。

水平钢筋为Φ14@180（As ＝855mm ）

工况二：沟内无水;沟外有土。(取φ=30°)

地面堆积荷载标准值取10KN/m2；最高地下水位为黄海高程307.00m

此时，池壁覆土顶部侧压力

P tU=10x1.4xtg2(45°-φ/2)=4.67KN/m2

P tb=[10x1.4+(18x2.0+10x0.1)x1.27]xtg2(45°-φ/2)+10x0.1x1.27=21.4KN/m2

M H=4.67x1.22/2+(21.4-4.67)x1.22/6=4.6KN〃m

按构造配筋Φ14@180（As ＝855mm ）

(2).水平面为外径为12.525m圆弧段圆柱壳的外壁配筋计算

沟内有水;沟外无土时

q w=1.27x4.4x10.3=57.56KN/m2

d=24.75m,R=12.375m,H=4.4m,h=0.4～0.25m

0.2＜H2/dh=4.42/24.75x0.4=1.96＜65

按圆柱形薄壳计算池壁环向和竖向内力(底固定,顶悬臂):

(符号规定:弯矩以外壁受拉为正,环向力受拉为正,剪力向外为正)

温（湿）度效应对结构配筋的影响:

壁面温差Δt=(h/λi)〃(Tm-Ta)/[(1/βi)+(h/λi)]

=(0.4/2.03)x[15-(-12)]/[(1/23.26)+(0.4/2.03)]

=22.17°＞壁面湿度当量温差Δt=10°壁面温差Δt=22.17°M T=0.1E c h2αcΔtηs=0.1x2.8x104x4002x1x10-5x22.17x0.7=0.4345 h2/103KN

(符号规定:弯矩以外壁受拉为正,环向力受拉为正,剪力向外为正)

计算配筋:

由于池体外覆土厚度为2.1m,该圆柱壳的外壁最不利荷载组合为:池内满水+壁面温差

a.以上计算可知,当X=0时, Mθ=-22.63KN〃m, Nθ=165.5+359.38=524.88KN

即池壁顶端因温差引起的环向力较大,必须单独进行壁顶环梁的结构计算,

取池壁顶截面bxh=1000x250,进行小偏心轴拉计算，同时，按裂缝宽度0.2mm控制环向配筋。

即池壁顶端每侧配2x4Φ20@100（As ＝2513mm ），ωmax ＝ 0.171mm

b.以下池壁最不利组合(Mθ, Nθ)为

Mθ=2.2-43.27=-41.07 KN〃m, Nθ=189.26-56.92=132.34KN

按池壁截面厚度h=325m进行小偏心轴拉计算，同时，按裂缝宽度0.2mm控制环向配筋。

即池壁水平配筋每侧Φ12@140（As ＝808mm ），ωmax ＝ 0.116mm

c.竖向配筋设计

X=1.0H时,M x+ M Tx=-(49.03/1.27+86.8)=-125.4(KN〃m)

配钢筋Φ18@100 （As ＝2545 mm ）;