矩形水池设计与池壁计算

矩形水池设计

项目名称_____________ 构件编号______________ 日期 ________________

设计________________ 校对_________________ 审核 ________________

执行规范：

混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002), 本文简称混凝土规范》

〈建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002), 本文简称地基规范》

〈给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069-2002), 本文简称〈给排水结构规范》〈给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》(CECS138-2002), 本文简称水池结构规程》

1基本资料

1.1几何信息

水池类型：无顶盖半地上

长度L=3.500m,宽度B=3.500m,高度H=3.900m, 底板底标高=-3.400m

池底厚h3=400mm, 池壁厚t1=250mm,底板外挑长度t2=400mm

注：地面标高为±0.000。

2「

二

(平面图) (剖面图)

1.2 土水信息

土天然重度18.00 kN/m 3 , 土饱和重度20.00kN/m 3, 土内摩擦角30度

地基承载力特征值fak=120.0kPa,宽度修正系数炉=0.00,埋深修正系数n=1.00

地下水位标高-3.100m,池内水深3.000m,池内水重度10.00kN/m 3,

浮托力折减系数1.00,抗浮安全系数Kf=1.05

1.3荷载信息

活荷载：地面10.00kN/m 2,组合值系数0.90

恒荷载分项系数：水池自重1.20,其它1.27

活荷载分项系数：地下水压1.27,其它1.27

活荷载准永久值系数：顶板0.40,地面0.40,地下水1.00,温湿度1.00

考虑温湿度作用：池内外温差10.0度，弯矩折减系数0.65,砼线膨胀系数1.00(10-5/ °C) 1.4钢筋砼信息

混凝土：等级C25,重度25.00kN/m 3,泊松比0.20

保护层厚度(mm):池壁(内35,外35),底板(上40,下40)

钢筋级别：HRB335,裂缝宽度限值:0.20mm, 配筋调整系数：1.00

按裂缝控制配筋计算

2计算内容

(1) 地基承载力验算

(2) 抗浮验算

(3) 荷载计算

(4) 内力(考虑温度作用)计算

(5) 配筋计算

(6) 裂缝验算

(7) 混凝土工程量计算

3计算过程及结果

单位说明：弯矩:kN.m/m 钢筋面积：mm 2裂缝宽度：mm

计算说明：双向板计算按查表

恒荷载：水池结构自重，土的竖向及侧向压力，内部盛水压力.

活荷载：顶板活荷载，地面活荷载，地下水压力，温湿度变化作用. 裂缝宽度计

算按长期效应的准永久组合.

3.1地基承载力验算

3.1.1基底压力计算

(1) 水池自重Gc计算

池壁自重G2=[2 x(L+B)-4 X t1] X[H-h1-h3] Xt1 Xp

=[2 X(3.500+3.500)-4 X0.250] X[3.900-0.200-0.400] X0.250 X

25.00=268.13kN

底板自重G3=(L+2 Xt2) X(B+2 X t2) Xh3 Xp

=(3.500+2 X0.400) X(3.500+2 X0.400) X0.400 X25.00= 184.90kN 水池结构自重Gc=G2+G3=453.03 kN

(2) 池内水重Gw计算

池内水重Gw=(L-2 Xt1) X(B-2 Xt1) XHw Xrw

=(3.500-2 X0.250) X(3.500-2 X0.250) X3.000 X10.00= 270.00 kN

(3) 覆土重量计算

池顶覆土重量Gt仁0 kN

池顶地下水重量Gs1= 0 kN

底板外挑覆土重量Gt2= 6.240 X(3.400-0.400) = 18.72 kN

基底以上的覆盖土总重量Gt = Gt1 + Gt2 = 18.72 kN

基底以上的地下水总重量Gs = Gs1 + Gs2 = 0.00 kN

(4) 活荷载作用Gh

顶板活荷载作用力Gh1= 3.500 X3.500 X1.50= 18.38 kN

地面活荷载作用力Gh2= 6.240 X10.00= 62.40 kN

活荷载作用力总和Gh=Gh1+Gh2=18.38+62.40= 80.78 kN ⑸基底压力Pk

Xt2) x(B+2 Xt2)=4.300 X4.300 = 18.49 m

基底面积：A=(L+2

基底压强：Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A

=(453.03+270.00+18.72+0.00+80.78)/18.490= 44.48 kN/m 3.1.2修正地基承载力

(1) 计算基础底面以上土的加权平均重度rm

rm=[0.300 x(20.00-10)+3.100 X18.00]/3.400

=17.29 kN/m 3

(2) 计算基础底面以下土的重度r

考虑地下水作用，取浮重度，r=20.00-10=10.00kN/m 3

(3) 根据基础规范的要求，修正地基承载力：

fa = fak + n Y b - 3) + n Y m(d - 0.5)

=120.00+0.00 X10.00 X(4.300-3)+1.00 X17.29 X(3.400-0.5)

=170.15 kPa

3.1.3结论：Pk=4

4.48 < fa=170.15 kPa, 地基承载力满足要求。

3.2抗浮验算

抗浮力Gk=Gc+Gt+Gs=453.03+18.72+0.00= 471.75 kN

浮力F=(3.500+2 X0.400) x(3.500+2 X0.400) X0.300 X10.0 X1.00 =55.47 kN Gk/F=471.75/55.47=8.50 > Kf=1.05, 抗浮满足要求。

3.3荷载计算

3.3.1池壁荷载计算：

(1)池外荷载：

主动土压力系数Ka= 0.33

侧向土压力荷载组合(kN/m 2):

⑵池内底部水压力：标准值=30.00 kN/m 2,基本组合设计值=38.10 kN/m 2

3.3.2底板荷载计算(池内无水，池外填土):