水池设计计算书

均浆池池壁配筋计算

工程概况

均浆池为圆形水池，水池直径5.6m ，深3.9m ，池壁厚0.3m ，底板厚0.3m ；基底垫层为C10素混凝土；水池壁及底板的混凝土强度等级为C30,采用HRB335钢筋，钢筋保护层厚度40mm 。

计算模型

水池池壁计算高度H=3.9 m ，圆柱壳的池壁厚度h=0.3m ，圆柱壳的计算半径R=2.5m 。

特征系数 2.9=

=7.30.76h

0.76 1.350.2

H H S

R =

⨯

当1＜

H S

≤15时，按壳体计算环向和竖向内力，查《给水排水工程结构设

计手册》表2.2.4-1～2.2.4-39计算圆柱壳体在各种支承条件和侧向荷载作用下的内力。

23

02

13

()1E R S E h

μ

μ-=- 式中0E ——土壤变形模量，取0E =10.0MPa E ——材料弹性模量，取E =43.010⨯ MPa μ——泊松比，钢筋混凝土可取1/6 0μ——土壤泊松比，取0μ=0.38 则,经计算S=0.658，

取其值为0.8进行计算。

3.3荷载计算

3.3.1圆柱壳

（1）池内有水，池外无土 荷载标准值：

110 2.828k q H kpa

γ==⨯=

荷载设计值：111.2 1.22833.6k q q kpa ==⨯= 荷载计算简图如图3.1

图3.1均浆池池壁荷载计算简图

（2）池内无水，池外有土

因本工程无正式勘察报告，取填土重度3

18/kN m γ= ，内摩擦角30o

ϕ=，粘聚力C=0

1）基础荷载统计

取1m 宽基础对应部分及1/3开间长度作为计算单元 活荷载：

屋面活荷载取0.5 kN/m 2

，p=1.4×0.5=0.7 kN/m

恒荷载：

屋面恒荷载取3.5 kN/m ，g 1=1.4×3.5=4.9 kN/m

墙身及墙面荷载 g 2=（0.24×19+0.04×20）×3.9=20.9 kN/m

基础及垫层荷载 g 3=0.48×0.24×19+0.72×0.3×19+0.92×0.1×22=8.32kN/m g= g 1+g 2+g 3=34.12 kN/m

荷载总设计值 N=1.2g+1.4p=41.92 kN/m 2）基础传至池壁荷载 基础荷载传递简图如图3.2所示

图3.2基础荷载传递简图

基础传来荷载为：41.92/2.36=17.76kpa 将其换算为土层厚度h=17.76/18=0.987m 3)土压力计算

由于池壁垂直光滑，则

2

2

tan (45/2)tan (4530/2)0.333a K ϕ=-=-=

180.9870.333 5.92a hK kpa γ=⨯⨯=

18 2.90.33317.38a H K kpa γ=⨯⨯=(其设计值为20.86kpa)

土压力荷载（荷载设计值）简图如图3.3

3.3土压力荷载（荷载设计值）简图

经比较可知，池内有水，池外无土为荷载最不利情况，故可只对池内有水，

池外无土时的情况进行计算。 3.3.2底板

池内水重标准值：2210 2.929/k q kN m =⨯= 设计值：22 1.22934.8/q kN m =⨯= 底板自重标准值：23250.25/k q kN m =⨯= 设计值：23 1.256/q kN m =⨯= 池壁重标准值：2250.2 2.814/k P kN m =⨯⨯= 标准值：21.21416.8/P kN m =⨯=

3.4各单元构件的边缘刚度

3.4.1圆柱壳（上端自由，下端固定）

池壁刚度系数：由《给水排水工程结构设计手册》表 2.2.4-40查得

1.2506M K β=

池壁边缘抗挠刚度：3

3

3

0.2= 1.2506 3.4510

2.9

C C

F M C E h E M

K E H

β

β-⨯

=⨯

=⨯上

3.4.2弹性地基上的圆板（周边嵌固）

底板的抗挠刚度系数： 由《给水排水工程结构设计手册》表2.2.5-102查得

1.212

F K β=

底板边缘抗挠刚度：3

3

3

0.2= 1.2127.1810

1.35

C C F F C E h E M

K E R

β

β-⨯

=⨯

=⨯下

3.5内力及配筋计算

3.5.1各单元构件在荷载作用下的边缘嵌固力矩 （1）圆柱壳

由《给水排水工程结构设计手册》表2.2.4-1

2

2

1=0.008133.6 2.9 2.29m /m

FP

M F M

K q H

kN =-⨯⨯=-⋅柱

（2）底板

由《给水排水工程结构设计手册》表2.2.5-100、101

22

1232=)0.0293(34.86) 1.35FP

M F M F M

K q q R K PR ++=-⨯+⨯+

板( 0.18916.8 1.35 2.11m

kN ⨯⨯=⋅

3.5.2节点计算

（1）结点的不平衡弯矩

=-+=-+=FP

FP FP M

M M m ⋅∑柱板

（-2.29）2.11 4.4kN

（2）弯矩分配系数计算

-3

-3

-3

3.4510=

=

0.3253.45107.1810+F C

C C

F F M E K

E E M

M

ββ

β

⨯=⨯+⨯上

柱

上下

-3

-3

-3

7.1810=

=

0.6753.45107.1810+F C

C C

F F M E K

E E M

M

ββ

β

⨯=⨯+⨯下

板

上下

（3）“上”、“下”单元构件的分配弯矩

=K

=0.325 4.4 1.43k m FP

M M

N ∆⨯=⋅∑柱

柱 =-K

=-0.675 4.4-2.97k m FP

M M

N ∆⨯=⋅∑板

板

（4）圆形底板的最终边缘弯矩

=+=2.11 2.97=-0.86F

FP

M

M

M m

∆-⋅板

板板

kN

3.5.3圆柱壳的最终内力计算

（1）边缘嵌固时，圆柱壳在水压作用下的内力计算

由《给水排水工程结构设计手册》表2.2.4-1、2查内力系数进行计算

22

1

1111=K q H =33.6 2.9K 282.58K X M X M X M X M

⨯=

11

=1/6X M M

θ

11111=K q =33.6 1.35K 45.36K N N N N R θθθθ⨯=

（2）边缘铰支时，圆柱壳在分配弯矩M ∆柱作用下的内力计算

由《给水排水工程结构设计手册》表2.2.4-34、35查内力系数进行计算