沉井-全套手算结构计算书

X X X 污水泵站工程结构计算书

审核：

校对：

计算：

日期：2011年7月

X X X市城乡规划设计院

结构计算书

一．设计总信息：

1．本工程上部结构采用现浇钢筋混凝土框架，框架抗震等级：四级。地下结构采用钢筋混凝土沉井。

2．结构设计使用年限50年；建筑结构安全等级II级，结构重要性系数1.0。

3．基本风压0.4KN/m2,基本雪压0.65KN/m2。

4．抗震设防烈度6度；设计基本地震加速度值为0.05g；设计地震分组为第Ⅰ组；场地类别Ⅲ类；建筑抗震设防分类为丙类。

5．地基基础设计等级丙级。

二．主要材料及要求：

1．混凝土:

(1) 水下混凝土封底采用C20；

(2)垫层和填充混凝土为C15;

(3)沉井壁板和底梁为C30，其余为C25;

(4)地下结构混凝土抗渗标号均为S6。

2．钢筋：HPB235级钢，fy=210N/mm2；HRB335级钢，fy=300N/mm2 板材：Q235

焊条：HPB235级钢及Q235用E43型；HRB335级钢用E50型。

3．砌体材料：Mu10非承重粘土多孔砖砌体墙，块体自重≤11KN/m3，混合砂浆强度等级为M7.5（地下部分为水泥砂浆）。

三．设计采用主要规范：

1．《泵站设计规范》（GB/T50265-97）；

2．《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）；

3．《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）；

4．《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；

5．《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；

6．《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；

7．《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）；

8．《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》（CECS 137:2002）;

9．《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）

四．结构计算方法及应用软件：

1．上部结构按钢筋混凝土框架结构应用PKPM结构系列软件（2005版）及TSSD（2.7版）。

2．下部沉井特种结构主要采用手算。

五．主要结构计算：

（一）沉井：

具体设计及说明见设计图.

1．沉井下沉计算：沉井起沉标高暂按6.00，沉井地上制作部分按-4.60~6.50；

地质断面参地勘报告Z6孔。

沉井自重：

G1k=[(17.4*2+10*2)*0.8+10*0.6]*(6.5+2.1+2.5)*25+[10*2+(8+7.2)*2]*0.5 *2.0*25=15090.6kN

地下水浮托力:

Ffw,k=[(17.4*2+10*2)*0.8+10*0.6]*(4.28+2.1+2.5)+(10*2+15.2*2)*0.5*(4.

28+2.1+2)=653.76kN

井壁摩擦力:

fk= (26*1.46+11*7.5+25*1+50*0.64)/(1.46+7.5+1+0.64)=16.74kN/m2

Ffk=(0.7*fk*5/2+0.7fk*3.6+fk*2.5)*(17.4*2+11.6*2)=6573.13kN

下沉系数：

Kst=(G1k-Ffwk)/Ffk=(15090.6-653.76)/6573.13=2.2>1.05满足要求。 2．下沉稳定计算：

地基反力：

Rb=[(17.4*2+10*2)*0.8+10*0.6+(10*2+15.2*2)*0.5]*200=1500kN 地下水浮托力：

F ’fk=(17.4*2+11.6*2)*26*1.46=2201.68kN 下沉稳定系数：

Ksts=G1k/(F ’fk+Rb)=15090.6/(15008+2201.68)=0.88 0.8

(1)封底混凝土厚度计算：封底假定1.7m ，封底混凝土分格按底梁区格 q=1.27*(4.28+2.1+2.5)*10-0.65*1.7*23=87.36kN a/b=3.5/4.7=0.75,u=0.2

M az =0.0619*ql 2=0.062*87.36*3.52=66.35kN*m M bz 0.0318*ql 2=0.0318*87.36*3.52=34.03 kN*m M (u)az =66.35+0.2*34.03=73.16kN*m

ht=Bft M

72.5+hu=1.1*100010*16.73*72.56+300=916.79mm

1.7m>916.79mm 满足要求. (2)封底阶段抗浮验算:

Gk=G1k+1.7*(8*10+7.2*10-15.2*0.5-10*0.5*2)*23=20345.64kN F b fw,k =17.4*11.6*(4.28+2.1+2.5)*10=17923.4kN 抗浮系数:

K fw =Gk/ F b fw,k =20345.64/17923.4=1.14>1.0满足要求. (3)使用阶段抗浮:

设计考虑封底混凝土与底板整体抗浮,加上上部配重后验算使用阶段抗浮. 根据上面的验算使用阶段抗浮应能满足要求.

4.沉井井壁计算: (1)井壁水平荷载计算:

地下水位上土压力F EP,k =ka ·γs ·Z, ka=tg 2(45。-2φ

)

地下水位下土压力F EP,k =ka ·γ’s ·Z ， 水压力F w,k =γw ·Z ，地面堆载取10kN/m 2 沉井井壁水平荷载如下：

(2)井壁配筋按水平框架计算:

K=L2/L1=10.8/8.7=1.24

M A = -122

1PL ·K

K 21213

++=-0.1153PL 12