矩形水池池顶设计

给水排水工程结构课程

设计计算书

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院系：

专业：给排水科学与工程

年级：2010 级

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二○一二年十二月三十日

现浇钢筋混凝土水池顶盖课程设计

1.1.1 设计资料

某矩形水池顶盖平面尺寸为31.5m×18.0m，盖顶平面图如图1-1所示。采用钢筋混泥土顶板，设计此水池顶板。

荷载及材料如下：

（1）池顶覆土厚度为300㎜（覆土重18kN/m3)；

（2）顶盖底面：砂浆抹面，厚20㎜；

（3）混凝土重度25kN/m3；

（4）材料强度等级:混凝土强度等级C25；主梁和次梁的纵向受力钢筋采用HRB400级，板、主次梁的箍筋采用HRB235级。

（5）1-1图中l1 =2.00m l2 =6.30m q=4kN/m3

图1-1 矩形水池顶盖平面

1.1.2 现浇单向板肋梁结构设计

1、结构布置及构件截面尺寸确定

（1）柱网尺寸

确定主梁的跨度为6.00m，次梁的跨度为2.00米，既柱距为6.00m×2.00m.主梁每跨内置两根次梁，板的跨度为2.00m。

（2）板的厚度h

对于有覆土的水池顶盖，板厚mm l h 80200025

1

251==≥

，所以取板厚mm h 100=。

（3）主梁界面尺寸h b ⨯

根据刚度要求，()5.787~450630081~14181~1412=⎪⎭

⎫

⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛=l h ，取mm h 700=，截

面宽度h b ⎪⎭

⎫

⎝⎛=21~

31

，取mm b 300=。 （4）次梁界面尺寸h b ⨯

根据刚度要求，()500~3336000121~181

121~1811=⎪⎭

⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛=l h ，取mm h 500=，截

面宽度h b ⎪⎭

⎫

⎝⎛=21~

31

，取mm b 200=。 2、板的设计

根据《混凝土结构设计规范》（GB 50010 - 2002）规定，本设计中板区格长

边与短边之比为：32

6

=，介于3~2之间，易用双向板进行设计。但也可按短边

方向受力的单向板计算，在沿长边方向布置足够数量的构造钢筋来处理。 (1)材料指示及梁、板截面尺寸

C25混凝土：

2

4

22/108.2,/27.1,/9.11mm

N E mm N f mm N f c t c ⨯===

HRB235钢筋：

252'/101.2,/210mm N E mm N f f s y y ⨯=== HRB400钢筋：

252'/100.2,/360mm N E mm N f f s y y ⨯===

混凝土重度标准值为3/25m kN ，覆土重度标准值为3/18m kN ，砂浆抹面层重度标准值为3/20m kN 。板厚采用100㎜，次梁采用mm mm h b 500200⨯=⨯，主梁采用mm mm h b 800400⨯=⨯。

（2）荷载设计值

恒荷载分项系数2.1=G γ；因为2/4m kN q k =，故活荷载分项系数

4.1=Q γ。

永久荷载标准值k g

覆土重 2

/4.53.018m kN =⨯ 板自重 2/5.21.025m kN =⨯ 抹面重 2/4.002.020m kN =⨯

合计

2

/3.8m kN g k = 永久荷载设计值： 2/96.93.82.1m kN g g k G =⨯=⨯=γ 可变荷载标准值： 2/4m kN q k =

可变荷载设计值： 2/6.54.14m kN q q k Q =⨯=⨯=γ 总荷载： 2/56.156.596.9m kN q g =+=+ 356.096.9/6.5/<==g q 考虑梁板整体性对内力的影响，计算折算荷载：

2'/76.126.521

96.92m kN q g g =⨯+=+=

2'/8.22

6

.52m kN q q ==

= 取1m 宽板带进行计算，计算单元上的荷载为 2'2'/8.2,/76.12m kN q m kN g ==

（3）板计算简图

图2-1 板计算简图 计算跨度：边跨mm b

l l n 190010018002

1=+=+

= 中跨mm b l l n 200020018002=+=+=

（4）内力计算

连续板为9跨，可按五跨连续梁的内力系数进行计算。

跨中弯矩：

m kN 61.49.1)80.2100.076.12078.0(2max 1⋅=⨯⨯+⨯=M m kN 57.22)80.2079.076.12033.0(2max 2⋅=⨯⨯+⨯=M m kN M ⋅=⨯⨯+⨯=30.32)80.2085.076.12046.0(2max 3 支座弯矩：

m kN M B ⋅-=⎪⎭⎫

⎝⎛+⨯⨯+⨯-=36.6229.1)80.2119.076.12105.0(2

max

m kN M C ⋅-=⨯⨯+⨯-=28.52)80.2111.076.12079.0(2max

计算支座边缘处的内力： m kN b V M M B e B ⋅-=⨯⨯+-=-=804.422.02256.1536.620, m kN b V M M c e C ⋅-=⨯⨯+-=-=724.32

2.02256.1528.520

, （5）配筋计算及绘制配筋图

板厚mm h 100=。按《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》CECS138：2002，板中受力钢筋的混凝土保护层厚度取100mm ，故

mm h mm a s 6535100,350=-==。板正截面承载力计算结果见表2-1。