矩形水池结构计算方案 The latest revision on November 22, 2020矩形水池结构计算书项目名称_____________日期_____________设计者_____________校对者_____________一、示意图：二、基本资料：1．依据规范及参考书目：《水工混凝土结构设计规范》(SL191-2008)，以下简称《砼规》《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)，以下简称《地基规范》《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069-2002)，以下简称《给排水结规》《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》(CECS138-2002)，简称《水池结规》《建筑结构静力计算手册》（第二版）2．几何信息：水池类型:无顶盖，半地下水池水池长度L＝11940mm，宽度B＝5990mm，高度H＝4180mm地面标高＝0.000m，池底标高＝-4.180m池壁厚度t3＝400mm，池壁贴角c1＝0mm底板中间厚度t2＝400mm，底板两侧厚度t4＝400mm底板贴角长度c2＝0mm，底板外挑长度a＝400mm池壁顶端约束形式:自由底板约束形式:固定3．地基土、地下水和池内水信息：地基土天然容重γ＝18.00kN/m3，天然容重γm＝20.00kN/m3地基土内摩擦角φ＝30.00度，地下水位标高＝-2.000m池内水深HW ＝0.00mm，池内水重度γs＝10.00kN/m3地基承载力特征值fak＝120.00kPa宽度修正系数ηb ＝0.00，埋深修正系数ηd＝1.00修正后地基承载力特征值fa＝170.89kPa浮托力折减系数＝1.00，抗浮安全系数Kf＝1.05 4．荷载信息：地面活荷载q＝10.00kN/m2，活荷载组合值系数＝0.90恒荷载分项系数:池身的自重γG1＝1.20,其它γG＝1.27活荷载分项系数:地下水压力γQ1＝1.27,其它γQ＝1.27地面活荷载准永久值系数ψq＝0.40温（湿）度变化作用的准永久值系数ψt＝1.00池内外温差或湿度当量温差△t＝10.0度温差作用弯矩折减系数ηs＝0.65混凝土线膨胀系数αc＝1.00×10-5/℃5．材料信息：混凝土强度等级：C25轴心抗压强度标准值f＝16.70N/mm2；轴心抗拉强度标准值f＝1.78N/mm2混凝土弹性模量E c ＝2.80×104N/mm 2 纵向受力钢筋种类：HRB400钢筋强度设计值f y ＝360N/mm 2；弹性模量E s ＝2.00×105N/mm 2 钢筋混凝土重度γc ＝25.0kN/m 3，泊松比μc ＝0.167内侧钢筋保护层厚度as ＝35mm ，外侧保护层厚度as'＝35mm 裂缝宽度限值[ωmax ]＝0.200mm ，配筋调整系数＝1.00三、地基承载力验算及抗浮验算：1．基底压力计算： 池壁自重G 2＝1295.03kN 底板及底板贴角自重G 3＝865.05kN 水池自重G c ＝G 1＋G 2＋G 3 ＝0.00＋1295.03＋865.05＝2160.07kN 池内水重G w ＝0.00kN 池顶覆土重量G t1＝0.00kN 池顶地下水重量G s1＝0.00kN 底板外挑覆土重量G t2＝806.14kN 底板外挑地下水重量G s2＝266.72kN 基底以上的覆盖土总重量G t ＝G t1＋G t2 ＝0.00＋806.14＝806.14kN 基底以上的地下水总重量G s ＝G s1＋G s2 ＝0.00＋266.72＝266.72kN 顶板活荷载作用力G h1＝0.00kN 地面活荷载作用力G h2＝149.84kN 活荷载作用力总和G h ＝G h1＋G h2 ＝0.00＋149.84＝149.84kN 基底面积A ＝86.50m 2 基底压强P k ＝(G c ＋G w ＋G t ＋G s ＋G h )/A ＝(2160.07＋0.00＋806.14＋266.72＋149.84)/86.505＝39.11kN/m 2 2．修正地基承载力： 依照《建筑地基基础设计规范》式5.2.4： f a =f ak ＋ηb ×γ×(b －3)＋ηd ×γm ×(d －0.5) f a =120.00＋0.00×10.00×(6.0－3)＋1.00×13.83×(4.2－0.5) =170.89kN/m 2 3．地基承载力验算结论： P k ＝39.11kN/m 2≤f a ＝170.89kN/m 2 故地基承载力满足要求。
4．抗浮验算： 抗浮力G k ＝G c ＋G t ＋G s ＝2160.07＋806.14＋266.72＝3232.93kN 浮力F ＝1885.80kN G k /F ＝3232.93/1885.80＝1.71≥K f ＝1.05故抗浮验算满足要求。
四、荷载计算：1．池壁荷载计算：侧向压力荷载组合(kN/m2)：表中：Hi--距池底高度，mptk--作用在池壁的土压力标准值，kN/m2psk--作用在池壁的地下水压力标准值，kN/m2pqk--地面活荷载作用在池壁的侧向压力标准值，kN/m2Qw--作用在池壁的侧向压力基本组合值，kN/m2kN/m2标准值psk＝0.00kN/m2基本组合设计值ps＝0.00kN/m22．底板荷载计算(池内无水，池外填土)：水池结构自重标准值Gc＝2160.07kN基础底面以上土重标准值Gt＝806.14kN基础底面以上水重标准值Gs＝266.72kN基础底面以上活载标准值Gh＝149.84kN水池底板以上全部竖向压力基本组合：Q b ＝（γG1×Gc＋γG×Gt＋γQ1×Gs＋ψc×γQ×Gh）/A＝（1.20×2160.07＋1.27×806.14＋1.27×266.72＋0.90×1.27×149.84）/86.505＝47.70kN/m2水池底板以上全部竖向压力准永久组合：Q bk ＝（Gc＋Gt＋ψs×Gs＋ψq×Gq＋ψq1×Gq1）/A＝（2160.07＋806.14＋1.00×266.72＋0.40×149.84＋0.40×0.00）/86.505＝38.07kN/m2板底均布净反力基本组合：Q＝47.70－1.20×25.0×0.400＝35.70kN/m2板底均布净反力准永久组合：Qk＝38.07－25.0×0.400＝28.07kN/m23．底板荷载计算(池内有水，池外无土)：水池底板以上全部竖向压力基本组合：Q b ＝（γG1×Gc＋γG×Gw＋γQ×Gh）/A＝（1.20×2160.07＋1.27×0.00＋1.27×0.00）/86.505＝29.96kN/m2水池底板以上全部竖向压力准永久组合：Q bk ＝（Gc＋Gw＋ψq1×Gq1）/A＝（2160.07＋0.00＋0.40×0.00）/86.505＝24.97kN/m2板底均布净反力基本组合：Q＝29.96－1.20×25.0×0.400－1.27×10.00×0.00＝17.96kN/m2板底均布净反力准永久组合：Qk＝24.97－25.0×0.400－10.00×0.00＝14.97kN/m2五、内力计算：底板：上侧受拉为正,下侧受拉为负荷载组合方式：1、池外土压力作用（池内无水，池外填土）2、池内水压力作用（池内有水，池外无土）3、池壁温湿度作用（池内外温差＝池内温度-池外温度）1．L侧池壁内力计算：计算跨度：Lx＝11.540m，Ly＝3.780m，三边固定，顶边自由池壁类型：普通池壁，按双向板计算H＝2L处池外土压力作用下的水平向跨中弯矩：＝13.83kN·m基本组合M＝20.16kN·m，准永久组合MkH＝2L处池内水压力作用下的水平向边缘弯矩：＝-0.00kN·m基本组合M＝-0.00kN·m，准永久组合Mk基本组合作用弯矩表（kN·m/m）：表中：M--池外填土，池内无水时，池壁的基本组合作用弯矩值1--池内有水，池外无土时，池壁的基本组合作用弯矩值M2--池外填土，池内无水时，池壁的准永久组合作用弯矩值表中：MK1M--池内有水，池外无土时，池壁的准永久组合作用弯矩值K2计算跨度：Lx＝5.590m，Ly＝3.780m，三边固定，顶边自由池壁类型：普通池壁，按双向板计算H＝2L处池外土压力作用下的水平向跨中弯矩：＝11.89kN·m基本组合M＝17.46kN·m，准永久组合MkH＝2L处池内水压力作用下的水平向边缘弯矩：＝-0.00kN·m基本组合M＝-0.00kN·m，准永久组合Mk基本组合作用弯矩表（kN·m/m）：--池外填土，池内无水时，池壁的基本组合作用弯矩值表中：M1M--池内有水，池外无土时，池壁的基本组合作用弯矩值2--池外填土，池内无水时，池壁的准永久组合作用弯矩值表中：MK1M--池内有水，池外无土时，池壁的准永久组合作用弯矩值K2计算跨度：Lx＝11.540m，Ly＝5.590m，四边固定Lx/Ly＝2.06>2.0，按y向的单向板计算。
基本组合作用弯矩表（kN·m/m）：--池外填土，池内无水时，基底反力对底板作用的弯矩表中：M1--池外填土，池内无水时，基底反力对底板作用的弯矩表中：MK1六、配筋及裂缝计算：抗裂验算根据：依据《砼规》第8.7条进行抗裂验算。
裂缝宽度计算：依据《砼规》第8.8条进行裂缝宽度计算。
按基本组合弯矩计算配筋，按准永久组合弯矩计算裂缝。
1．表中符号意义：M--截面的基本组合作用弯矩值，kN·m/m--截面的准永久组合作用弯矩值，kN·m/mMKAs--截面的钢筋计算面积，mm2/mAs'--截面的钢筋实配面积，mm2/m--截面的裂缝宽度，mmωmax。