圆形沉井计算书

计算 半径
rc= 3.700 m
计算 系数：
ω’= pBd/pAd-1
= 0.1984
内力 计算：
NA=
PAdrc(1+0.78 54ω’)
2.1.1.3
= NB=
=
PBdr3c7(11.+809.5 ω- ’42)3.85
kN kN
MA= =
0--.3154.8185PAdrc2
kN.m
MB= =
选用 φ20 @ （2）
= 891.36
mm2
100 mm , 实际 As = 3456
mm2 ，满 足承载能 力要求。
下层钢因筋简
支板支座
弯矩为
0，故按
构造钢筋
配置，选
用:φ
16@100。 4.1.3 裂
缝宽度计 按纯弯计算，裂缝宽度控制在0.25mm。按本计算书2.2.2节的计算方法计算钢
筋混凝土底板的裂缝宽度如下：
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（1）
上层钢筋 按纯
弯计算，
按承载能
力极限状
态进行配
筋。
c= 30 mm,
as= 50 mm,
h= 600 mm,
h0= 550 mm,
l0= 0.00 m
b= 1000 mm,
A0= M/fcbh02 = 0.0336
查表 得：
ξ= 0.0340
As= ξbh0fc/fsd
=
-10..1204.16.58ftk/ρte
(5)
Ψ>1.0, 取Ψ= ωmax= =
1.0 1.8Ψσ s0q.[012.25c+0.1
mm ，
内外钢筋选用 φ20 @
2.2 接
100 mm ,
实际 As =
3456
mm2 ， 满足正 常使用
收井井
同上“工作井井壁内力计算及配筋”计算方法相同，内力及配筋结构如下表2所示,井壁 图详见相
求。
3.2 接
3收.2井.1封荷
载计算 封底
混凝土容 重：
封底
γfd= 24 kN/m3
b= 1000 mm,
ft= 1.27MPa
混凝土锅
底厚度：
封底
hfd= 1.30 m
混凝土边
1.10 m
缘厚度：
qk= 34.90 kN/m2
3.2.2 封
qs= 44.32 kN/m2
底厚度计 计算
半径： 板中
b= 1000 mm,
h0= 550 mm,
α1= 0.0
v= 0.7
c= 30 mm,
（2）
ρte= As/0.5bh0
= 0.0126
(3)
e0
=
M/N =
95
mm,
[M-
σsq=
0.35N(h00.3e0)]/0.8
7Ash0 = -15.59 Mpa
(4)
α2= 1-0.2h0/e0
= Ψ=
= 0.1984
NA=
PArc(1+0.78 54ω’)
= 292.83 kN
0.2 % 2199 82.06
mm2 ， 满足承 载能力
kPa
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NB=
PBrc(1+0.5 ω’)
= 333.74 kN
MA=
-0.1488PArc2 ω’
= -27.68 kN.m
2.1.2.2
3.1 工
3.封底混凝土计算
3作.1井.1封荷
载计算 封底
混凝土容 重：
封底
γfd= 24 kN/m3
b= 1000 mm,
ft= 1.27MPa
混凝土锅
底厚度：
封底
hfd= 1.30 m
混凝土边
1.10 m
缘厚度：
qk= 36.30 kN/m2
3.1.2 封
qs= 46.10 kN/m2
底厚度计 计算
工作井尺 寸：
接收井尺 寸：
1.2 设计依据
（1） 建筑结构 荷载规 范： GB500092001(200 6版)
（2） 建筑地基 基础设计 规范： GB500072002
（3） 混凝土结 构设计规 范： GB500102002
（4） 给水排水 构筑物结 构设计规 范： GB500692002
（5） 给水排水 工程钢筋 混凝土沉 井结构设 计规程： CECS 137：
C25
fc= 11.90MPa
ft= 1.27MPa
筋： 钢筋
直径 d<10mm 时，采用
fy= 270MPa
R235钢筋 钢筋
直径≥
10mm时， 采用
fy= 300MPa
HRB335钢
筋
1.4 地
质资料
地质资料如下表1所示，整个场地无统一地下水，勘探期间测得地下水位标高为22～
27m，计算中按最不利27m计算，即井外水位高度为27m。
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水下 沉井高 度：
土的 容重加权 平均值：
土内 摩擦角加 权平均 值：
土的 粘聚力加 权平均 值：
所计 算点离填 土面的深 度：
土压 力计算：
井壁 侧向水压 力采用全 部静水压 力,计算 如下：
则工 作井井壁 外侧水平 向的水土 压力标准 值为：
则工 作井井壁 外侧水平 向的水土 压力设计 值为：
井壁外侧水平向土压力采用郎金主动土压力计算值，地下水位以下土采用浮容重。
地面 上堆载：
地下 水位标 高：
EA
(qd
z)tg 2 (45o
5
)
2
c
tg
(45o
2
5 ) 2
EB
(qd
z)tg 2 (45o
5 2
) 2 c tg (45o
5 ) 2
qd= 20.00 kPa
27.00 m
zω= 5.45 m γ= 10.48 KN/m3 φ= 12.10 ° c= 21.94 kPa z= 6.20 m EA= 13.97 kPa EB= 27.56 kPa
pω=γωzω= 54.50 kPa
pA= 68.47 kPa pB= 82.06 kPa
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pAd= 86.96 kPa
得：
（3）
e0 Md/Nd
= = 95
mm,
ef
=
max （t/30,20）
（4）
e=i =el0+0/ehf==
η= =
20 mm, 115 mm,
20.67 1+(l0/h)/(1 410.00e7i/h0)
ηei = 123 mm,
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（5）
先按大偏 心受压构 件，确定 混凝土受 压区高度 x：
弯矩：
封底
r= 2.70 m
M= 0.198qsr2 = 63.98
kN.m
混凝土厚
度计算：
ht=
(5.72M/bft) ^0.5+hu
= 837 mm,
上式
中，hu-附 加厚度，
按规范一
般可取
300mm。 故，
本设计中 封底混凝 土厚度
1300
mm,
满足要求 。
取： 3.2.3 抗
剪计算 封底混凝土通常呈锅底状，其边缘厚度比中间小，在水的浮力作用下易在井壁周边薄弱
1.设计条件
1.1 工程概况
工作井筒筒身地面深度0.5m以下采用600mm厚钢筋混凝土砌筑，地面深度0.5m以上采用 370mm厚砖墙砌筑，井筒内径直径6.8m，井筒总高6.2m，基础底板采用钢筋砼现浇600mm厚。 接收井筒筒身地面深度0.5m以下采用500mm厚钢筋混凝土砌筑，地面深度0.5m以上采用370mm 厚砖墙砌筑，井筒内径直径4.8m，井筒总高7.6m，基础底板采用钢筋砼现浇600mm厚。
2.1.1.2
pBd= 104.21 kPa
图2-1 土压力分布示意图
井壁环向 根据《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》CECS137-2002第6.2.3条，不带隔墙
下沉的圆形沉井，在下沉过程中井壁的水平内力可按不同高度截取闭合圆环计算，并假定在
互成90°的两点处土壤内摩擦角的差值为5°~10°。内力可按下式计算(图2-2)
MB=
0.1366PBdrc2
= -30.45 kN.m
结构配筋 按压弯构件进行强度配筋计算，控制裂缝宽度0.25mm。根据《给水排水工程钢筋混凝土
沉井结构设计规程》CECS137-2002 附录A进行裂缝配筋计算：
（1）
fck= 20.10MPa
ftk= 2.01MPa
Es= 200000 Mpa
纵向 按构造钢 筋配置， 选用： 2.1.2 按 正 2.常1.使2.用1 内力计算
采用 2.1.2的 计算方法 计算正常 使用极限 状态下的 井壁环向 截面内
计算 半径：
计算 系数：
内力 计算：
φ18 @ 150 mm ,
pA= 68.47 kPa
pB=
rc= 3.700 m
ω’= pB/pA-1
属于大偏 心受压构 件。
应按最小 配筋率配 置受拉钢 筋。
x=N/fcb=
26 mm,
<ξb× h0=0.56
es= =
As=As'= =
ηei +h/2a3Ns7e3s/fmsmd,/(h0a9s2)4
mm2
μ
= =
100A0s./1(7bh0)
<
内外钢筋选用 φ20 @ 150 mm ,
实际 As =
（1）
fck= 20.10MPa
ftk= 2.01MPa
Es= 200000 Mpa
b= 1000 mm,
h0= 550 mm,
α1= 0.0
v= 0.7
c= 30 mm,
（2）
ρte= As/0.5bh0
= 0.0126
(3)
σsq= M/0.87Ash0
= 69.21 Mpa
(4)
α2= 1.0
剪计算 封底混凝土通常呈锅底状，其边缘厚度比中间小，在水的浮力作用下易在井壁周边薄弱
处发生剪切破坏，需进行剪切验算。
计算 最大剪 力：
Vmax= πr2qs/2πr = 87.59 kN
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边缘最小 封底砼厚 度：
h= Vmax/0.7bft 封-.3183.6667PBdrc2
kN.m
结构配筋 按压
弯构件进 行强度配
图2-2 截面弯矩分布图
筋计算：
（1）
c= 30 mm,
as= 50 mm,
h= 600 mm,
h0= 550 mm,
l0= 12.40 m C25混凝
b= 1000 mm ，
土，
（2） HRB335钢 筋，查表
ξb= 0.56
4.1.2 配 筋计算
Vmax= πr2qs/2πr = 59.84 kN
h= Vmax/0.7bft
= 67 mm,
封底混凝 土边缘厚 度满足要 求。
4.钢筋混凝土底板计算
t= 0.60 m
qk= 50.00 kN/m2
qs= 63.50 kN/m2
M= 0.198qkrc2 = 114.44 kN.m M= 0.198qsrc2 = 145.34 kN.m
Ψ= =
1.10-.06.54f0tk/ρte
(5)
Ψ<0.4, 取Ψ= ωmax=
0.4 1.8Ψσ sq[1.5c+0.1
表1 土的物理力学指标
岩土名称
上标高 （m）
杂填土 粘土
27.75 24.75
下标高 （m）
24.75 21.55
土层厚度 （m）
3 3.2
天然容重 粘聚力 (KN/mm3) c(kPa)
18.5
8
20
35
内摩擦 承载力 单位摩阻
角φ 征
力
（°） qp(kPa) （kPa）
9
80
10
15
260
40
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承 2.载1.能1.力1 外力计算
（1） 水土压力 计算（考 虑地下水 作用）
井外侧地面堆载按20kN/m2考虑。根据《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》 CECS137-2002第6.2.3条，并假设同一标高的水平截条上沿井壁互成90°的两点土的内摩擦角 相差±5°，计算区域井壁A、B点外侧水平向水土压力：
t= 0.60m D= 8.00m t= 0.50m D= 5.80m
R= 3.40m H= 6.20m R= 2.40m H= 7.60m
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（6）
给水排水
工程顶管
技术规
程：CECS
246：
1.3 材
料
井身 混凝土：
封底 混凝土：
钢
C30
fc= 14.30MPa
ft= 1.43MPa
图1-1 工作井、接收井构造图
2.井壁水平框架的内力计算及结构配筋计算
根据《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》（CECS 137：2002）（以下简称《 沉井设计规程》）第6.2.3条规定，将井壁简化成平面圆形闭合刚架计算，计算截面取井壁底 部1米一段进行环向计算。
2.1 工 2作.1井.1井按
半径： 板中
弯矩：
封底
r= 3.80 m
M= 0.198qsr2 = 131.81
kN.m
混凝土厚
度计算：
ht=
(5.72M/bft) ^0.5+hu
= 1070 mm,
上式
中，hu-附 加厚度，
按规范一
般可取
300mm。 故，
本设计中 封底混凝 土厚度
1300
mm,
满足要求 。
取： 3.1.3 抗
处发生剪切破坏，需进行剪切验算。
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计算 最大剪 力：
边缘最小 封底砼厚 度：
4.1 工 作井钢 筋混凝 土底板 计算
4.1.1 荷 载计算
底板 厚度：
水托 浮力产生 的底板反 力标准 值：
水托 浮力产生 的底板反 力设计 值：
标准 值产生的 板中弯 矩：
设计 值产生的 板中弯 矩：
关图纸。
纵向按构 造钢筋配
φ18 @ 150mm。
置，选
极限状态 承载能力极限状态 正常使用极限状态
表2 接收井井壁内力计算及配筋
设计控制弯矩M
设计控制压力N
-28.51 kN.m
368.69 kN
-22.45 kN.m
290.31 kN
钢筋选用 φ16 @ 150 mm φ16 @ 100 mm
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