钢筋混凝土大型水池,浅壁池

1.0水池大小估算

1.1降雨量估算

qa 年均降雨量556.1mm n 降雨天数39.7d 14mm/d 333312m24669

m3

1.2消防用水估算

980m3/hr 3hr 2940m3

1.3废水流量

30m3/hr 3hr 90m3

1.4 池内罐体容积估算

10m 2.22m 3523m3总用水量：

8222m32500m23.30m 0.3m -2.7m 6.30m 水池底板顶标高-6.00m 水池底标高

-7.50

m

日均降雨量:q=qa/n 装置面积

装置内总降水量V1

最大消防水流量废水量V3

罐体直径罐内液体高度罐体数量

防火时间

消防用水量V2

最大废水流量废水时间水池排水管官底高度水池出地面高度水池深度

罐体内溶液体积V4

水池净体积

水池内液体高度H

3.0 水池设计

3.1 参数输入

1） 水池平面参数50m 50m 1.2m 1.2m 1.2m 0.02m 1.5m 0.85m 池壁与地板之间的倒角高度0.6~1.0*壁厚

1m 水池底板外挑长度（<=2.5*（壁厚+倒角高度)=5.5） 2.45m 池外壁长度52.4m 池外壁宽度52.4m 底板的长度57.3m 底板的宽度

57.3m 水池围墙中心周长

205

m

2) 水池立面参数地面下水池埋深0.5m 水池顶标高0.3m 室外地面高度0m 室外地下水标高-0.5m 水池底板顶标高-6.0m 水池底板标高-7.5m 池壁底板以上高度 6.30m 水池围墙高度

6.3m 水池壁顶至基础总高度

7.80m 储液最小高度

3.3m 底板以上地下水高度 5.50m 地下水计算高度

5.50m 底板以上土压力的计算高度

6.00m 计算地面堆载侧向力的土压力高度 6.00m 池内蓄水试验时蓄水高度

3.3m

3）墙下条基参数

假设基桩距离水池底板距离为0.5m 桩直径为

0.5m 假设墙底垂直墙断面下桩数为4eta 垂直于墙断面基桩的间距

2.1m 假定墙下桩基间距为(假定为四倍桩径)2m 墙下条基宽度

7m

4） 其他土干重度18kN/m3土浮容重10kN/m3储液重度10kN/m3地面堆载10kPa 钢筋保护层

50mm 水池地基土承载力特征值70kPa

主动土压力系数

0.33墙体内受拉钢筋最小配筋率

0.25%

3.2 基本荷载工况

1）基本荷载工况包含：a 池外地面堆载压力b 外部水压力c 土水平侧压力d 水池自重荷载e 内部介质水压力f 水浮力

水池净长度（内）水池底板厚度水池内衬厚度水池中心底板厚度

水池净宽度（内）水池池壁壁顶厚度

水池池壁壁底厚度,不等厚时取1.5*壁顶厚度即为1.8水池池壁平均厚度

2）组合工况

g 池内无水池外有土

h 池内有水池外无土

3.3 恒荷载

水池围墙重量38707kN 水池底板重量82009kN 水池底板内衬重量1100kN 水池壁板内衬重量554kN 水池自重122371kN 操作工况下水池重量（增加10%）134608kN

3.4 水平荷载

池外地下水产生的壁底侧向力151kN 池外地下水产生的壁底弯矩277kN.m 池外地面堆载产生的壁底侧向力20kN 池外地面堆载产生的壁底弯矩60kN.m 地下水以上土产生的壁底剪力18kN 地下水以上土产生的壁底弯矩54kN.m 地下水以下饱和土产生的壁底剪力50kN 地下水以下饱和土产生的壁底弯矩92kN.m 水池蓄水试验时水产生的水平剪力-54kN 水池蓄水试验时在池壁底部产生的弯矩-60kN.m

3.5 正常使用状态地基承载力验算

包含内衬的空水池自重134608kN 水池内盛液体积8250m3盛液重量82500kN 挑板中心线周长219.4kN 挑板上土重28489kN 罐+液体+挑土总重245597kN 底板面积3283m2基底反力75kPa 地基承载力118kPa

满足要求

3.6 工况g水池设计校核

3.6.1 抗浮验算

1)整体抗浮验算

地下水至基础底面的高度

水池的浮力229830kN 水池及挑板土重150860kN 整体抗浮系数 1.05

故考虑抗浮系数后的上浮力241322kN 不平衡浮力90462kN 采用PHC 500AB 100-15 单桩抗拔承载力270kN 单桩竖向承载力特征值400kN 需要的桩数335eta 每根桩分担的荷载面积9.8m2每根桩间距 3.1m

2)局部抗浮验算

水池底板重量21.25kPa 局部抗浮系数 1.15

局部水浮力63.5kPa 局部验算不平衡浮力51.8kPa 每个桩分担面积 5.2m2桩间距 2.28m

水池中心薄板下桩数360eta

3.6.2 水池池壁竖向钢筋计算

1）配筋计算

池壁重量标准值189kN 池壁侧向力产生的墙底剪力标准值240kN 池壁侧向力产生的墙底弯矩标准值(顺时针为正值)484kN.m

池壁重量设计值227kN

池壁剪力设计值305kN

池壁侧向力产生的墙底弯矩设计值616kN.m

池壁重量准永久值227kN

池壁侧向力产生的墙底弯矩设计值471kN.m

墙下竖向受力钢筋配置

钢筋强度HRB400fy=fy'=360MPa

Es=200000MPa

混凝土强度C35fc=16.7MPa

ft= 1.57MPa

ftk= 2.20MPa

fcu.k=35MPa

按《混凝土结构设计规范》（GB20010-2010) 第6.2.17条

矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力计算应符合

按6.2.5条偏心受压收件的附加偏心距为e a40mm

轴向压力对截面重心的偏心距e02715mm

初始偏心距ei2755mm

纵向受拉钢筋合力点至截面边缘的距离a70mm

轴向压力作用点至受拉钢筋合力点距离e3285mm

系数alfa1(混凝土强度小于C50)1

墙体内配置对称钢筋则混凝土受压区高度x13.6mm

混凝土构件相对受压区高度计算

混凝土强度系数beta1(混凝土强度小于C50)0.8

混凝土构件界限受压区高度6.2.7-20.372

混凝土柱界限受压区高度420mm

混凝土受压区高度小于混凝土构件界限受压区高度大偏心受压

混凝土构件受压钢筋中心至混凝土外表面a70mm

因为x<a,则按照6.2.17.2条压力作用点至受压钢筋距离es'2225mm

池壁截面计算弯矩设计值M505kN.m

按照6.2.14条受拉区钢筋面积为2825mm2构造配筋可配置钢筋直径D25mm

间距150mm

3272mm2

2）池壁裂缝计算

按照《混凝土结构设计规范》第7.1.2条计算混凝土偏心受压构件的裂缝

构件受力特征系数αcr（偏心受压构件，表7.1.2-1） 1.9

混凝土构件截面配筋率ρte0.01

受拉钢筋按荷载准永久组合计算等效应力σs（按照7.1.4-4公式计算）

混凝土悬臂构件计算高度l012.00m

混凝土结构准永久组合下的初始偏心距e0 2.08m

构件计算高度h01130.0mm

轴向压力偏心距增大系数ηs,当计算高度L0/h不大于14时取11

截面重心至纵向受拉普通钢筋合力点的距离ys530.0mm

轴向压力作用点至纵向受拉钢筋合力点距离e2607.8mm

受压翼缘截面面积与腹板有效截面面积的比值γf'0.0

截面受拉钢筋合力点至截面受压区合力作用点的距离z，不大于0957.6

偏心受压构件受拉钢筋的应力σs119.4MPa

裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数Ψ0.20

外层受拉钢筋至受拉区外边缘的距离Cs50mm

混凝土偏心受压构件裂缝wmax0.067mm

3.6.3 水池池壁水平钢筋配置

1）角隅水平受力钢筋配置

角隅处均布荷载最大水平弯矩系数Mj（顶端自由）-0.426

角隅处三角形荷载最大水平弯矩系数Mj（顶端自由）-0.104

池外地下水在壁底最大压力产生的弯矩PH021663.8kN.m

池外地面堆载在壁底最大压力产生的弯矩PH02719.3kN.m

池外地下水以上土在壁底最大压力产生的弯矩PH02107.9kN.m

池外地下水以下土在壁底最大压力产生的弯矩PH02554kN.m

水池池壁水平角隅轴向力标准值151kN

水池池壁水平角隅局部负弯矩标准值583kN.m

水池池壁水平角隅轴向力设计值195kN

水池池壁水平角隅局部负弯矩设计值750kN.m