矩形消防水池

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 50010-2010), 本文简称《混凝土规范》 《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011), 本文简称《地基规范》 《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012), 本文简称《荷载规范》

《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB 50069-2002), 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》(CECS 138-2002), 本文简称《水池结构规程》

钢筋：d - HPB300; D - HRB335; E - HRB400; F - RRB400; G - HRB500; P - HRBF335; Q - HRBF400; R - HRBF500

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1 基本资料 1.1 几何信息

水池类型: 有顶盖 全地下

长度L=28.700m, 宽度B=5.400m, 高度H=4.000m, 底板底标高=-4.500m

池底厚h3=300mm, 池壁厚t1=350mm, 池顶板厚h1=200mm,底板外挑长度t2=0mm 注：地面标高为±0.000。

(平面图) (剖面图) 1.2 土水信息

33

土天然重度15.90 kN/m , 土饱和重度15.90kN/m, 土内摩擦角8度 修正后的地基承载力特征值fa=120.00kPa

3

地下水位标高-0.500m,池内水深0.000m, 池内水重度10.00kN/m, 浮托力折减系数0.85, 抗浮安全系数Kf=1.05 1.3 荷载信息

2

活荷载: 地面15.00kN/m, 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 活载调整系数: 其它1.00

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

-5

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/°C) 1.4 钢筋砼信息

3

混凝土: 等级C30, 重度25.00kN/m, 泊松比0.20

纵筋保护层厚度(mm): 顶板(上35,下35), 池壁(内35,外35), 底板(上35,下35) 钢筋级别: HRB400, 裂缝宽度限值: 0.25mm, 配筋调整系数: 1.00 构造配筋采用 混凝土规范GB50010-2010

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

2

单位说明: 弯矩:kN.m/m 钢筋面积:mm 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

顶板自重G1=774.90 kN 池壁自重G2=2045.75kN 底板自重G3=1162.35kN

水池结构自重Gc=G1+G2+G3=3983.00 kN (2)池内水重Gw计算 池内水重Gw=0.00 kN (3)覆土重量计算

池顶覆土重量Gt1=1232.09 kN 池顶地下水重量Gs1= 0 kN

底板外挑覆土重量Gt2= 0.00 kN 底板外挑地下水重量Gs2= 0.00 kN

基底以上的覆盖土总重量Gt = Gt1 + Gt2 = 1232.09 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

池顶活荷载Gh=2324.70 kN (5)基底压力Pk

2

基底面积: A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=28.700×5.400 = 154.98 m 基底压强: Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A

2

=(3983.00+0.00+1232.09+0.00+2324.70)/154.980= 48.65 kN/m 3.1.2 结论: Pk=48.65 < fa=120.00 kPa, 地基承载力满足要求。 3.2 抗浮验算

抗浮力Gk=Gc+Gt+Gs=3983.00+1232.09+0.00= 5215.09 kN

浮力F=(28.700+2×0.000)×(5.400+2×0.000)×4.000×10.0×0.85 =5269.32 kN

Gk/F=5215.09/5269.32=0.99 < Kf=1.05, 抗浮不满足! 3.3 荷载计算

3.3.1 顶板荷载计算:

池顶的覆土压力标准值: Pt=0.500×15.90= 7.95 kN/m

2

池顶板自重荷载标准值: P1=25.00×0.200= 5.00 kN/m

2

池顶活荷载标准值: Ph= 15.00 kN/m 池顶均布荷载基本组合:

2

Qt = 1.20×P1 + 1.27×Pt + 1.27×1.00×Ph= 35.15 kN/m 池顶均布荷载准永久组合:

2

Qte = P1 + Pt + 0.40×Ph= 18.95 kN/m3.3.2 池壁荷载计算: (1)池外荷载:

主动土压力系数Ka= 0.76

2

侧向土压力荷载组合(kN/m): 部位(标高) 地面(0.000) 土压力标准值 0.00 水压力标准值 0.00 0.00 2.00 37.00 22

活载标准值 基本组合 准永久组合 11.42 11.42 11.42 11.42 13.05 20.73 24.41 88.82 4.57 10.62 13.51 .23 2地下水位处(-0.500) 6.05 池壁顶端(-0.700) 底板顶面(-4.200) 6.95 22.66 (2)池内底部水压力: 标准值= 0.00 kN/m, 基本组合设计值= 0.00 kN/m 3.3.3 底板荷载计算(池内无水，池外填土): 水池结构自重标准值Gc= 3983.00kN

基础底面以上土重标准值Gt= 1232.09kN 基础底面以上水重标准值Gs= 0.00kN 基础底面以上活载标准值Gh= 2324.70kN 水池底板以上全部竖向压力基本组合:

Qb = (3983.00×1.20+1232.09×1.27+0.00×1.27+2324.70×1.27×1.00)/154.980

2

= 59.99kN/m

水池底板以上全部竖向压力准永久组合:

Qbe = (3983.00+1232.09+0.00×1.00+15.00×154.980×0.40)/154.980

2

= 39.65kN/m

板底均布净反力基本组合:

Q = 59.99-0.300×25.00×1.20

2

= 50.99 kN/m

板底均布净反力准永久组合: Qe = 39.65-0.300×25.00

2

= 32.15 kN/m

3.3.4 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:

2

Qb = [3983.00×1.20+(28.000×4.700×0.000)×10.00×1.27]/154.980 = 30.84kN/m 板底均布净反力基本组合:

2

Q = 30.84-(0.300×25.00×1.20+0.000×10.00×1.27) = 21.84kN/m 水池底板以上全部竖向压力准永久组合:

2

Qbe = [3983.00+(28.000×4.700×0.000)×10.00]/154.980 = 25.70kN/m 板底均布净反力准永久组合:

Qe = 25.70-(0.300×25.00+0.000×10.00) = 18.20kN/m 3.4 内力,配筋及裂缝计算 弯矩正负号规则:

顶板:下侧受拉为正,上侧受拉为负 池壁:内侧受拉为正,外侧受拉为负 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)

池壁水平弯矩按池壁水平线刚度比进行调整,线刚度比(L侧/B侧)=0.481 (L侧池壁按竖向单向板计算,水平线刚度计算长度取10.500m) (1)顶板内力:

计算跨度: Lx= 28.350 m, Ly= 5.050 m , 四边固定 按单向板计算.

荷载组合作用弯矩表(kN.m/m)

部位 下侧-L向跨中 B向跨中 上侧-L向边缘 B向边缘 基本组合 0.00 37.35 0.00 -74.69 准永久组合 0.00 20.14 0.00 -40.27 2

(2)L侧池壁内力:

计算跨度: Lx= 28.350 m, Ly= 3.500 m , 三边固定,顶边自由 池壁类型: 浅池壁,其它荷载作用下,按竖向单向板计算 温湿度应力按双向板计算

池外土压力作用角隅处弯矩(kN.m/m): 基本组合:-209.45, 准永久组合:-135.13 池内水压力作用角隅处弯矩(kN.m/m): 基本组合:0.00, 准永久组合:0.00 基本组合作用弯矩表(kN.m/m)

部位 内侧-水平跨中 水平边缘 竖直跨中 池外土压力 池内水压力 温湿度作用 基本组合 0.00 - - - 0.00 - -0.00 -0.00 -0.00 - -0.00 - - - - - - - -26.35 -24.08 -9.86 -0.00 -15.04 0.00 0.00 -9.86 0.00 0.00 -26.35 -233.53 -47.24 -0.00 -296.06 弯矩调整 0.00 0.00 -9.86 0.00 0.00 -26.35 -187.19 -47.24 -0.00 -296.06 竖直上边缘 - 竖直下边缘 - 外侧-水平跨中 水平边缘 竖直跨中 - -209.45 -37.38 竖直上边缘 0.00 竖直下边缘 -281.02 准永久组合作用弯矩表(kN.m/m)

部位 内侧-水平跨中 水平边缘 竖直跨中 池外土压力 池内水压力 温湿度作用 准永久组合 弯矩调整 0.00 - - - 0.00 - -0.00 -0.00 -0.00 - -0.00 - - - - - - - -23.05 -21.07 -8.62 -0.00 -13.16 0.00 0.00 -8.62 0.00 0.00 -23.05 -156.20 -29.32 -0.00 -199.48 0.00 0.00 -8.62 0.00 0.00 -23.05 -127.20 -29.32 -0.00 -199.48 竖直上边缘 - 竖直下边缘 - 外侧-水平跨中 水平边缘 竖直跨中 - -135.13 -20.69 竖直上边缘 0.00 竖直下边缘 -186.32 (3)B侧池壁内力:

计算跨度: Lx= 5.050 m, Ly= 3.500 m , 三边固定,顶边自由 池壁类型: 普通池壁,按双向板计算 基本组合作用弯矩表(kN.m/m) 部位 内侧-水平跨中 水平边缘 竖直跨中 池外土压力 池内水压力 温湿度作用 基本组合 25.90 - 18.17 - -0.00 - -0.00 -0.00 -0.00 - -0.00 - - - - - - - -25.84 -27.88 -19.45 -0.00 -29.75 25.90 0.00 18.17 0.00 0.00 -25.84 -90.86 -19.45 -0.00 -109.59 弯矩调整 0.00 0.00 18.17 0.00 0.00 -70.44 -187.19 -19.45 -0.00 -109.59 竖直上边缘 - 竖直下边缘 - 外侧-水平跨中 水平边缘 竖直跨中 - -62.98 -37.38 竖直上边缘 0.00 竖直下边缘 -79.84 准永久组合作用弯矩表(kN.m/m)

部位 内侧-水平跨中 水平边缘 竖直跨中 池外土压力 池内水压力 温湿度作用 准永久组合 弯矩调整 17.36 - 12.82 - -0.00 - -0.00 -0.00 - - - - - 17.36 0.00 12.82 0.00 0.00 0.00 0.00 12.82 0.00 0.00 竖直上边缘 - 竖直下边缘 - 外侧-水平跨中 水平边缘 竖直跨中 - -42.52 -20.69 -0.00 - -0.00 - - -22.61 -24.39 -17.02 -0.00 -26.03 -22.61 -66.91 -17.02 -0.00 -80.85 -42.93 -127.20 -17.02 -0.00 -80.85 竖直上边缘 0.00 竖直下边缘 -54.82 (4)底板内力:

计算跨度:Lx= 28.350m, Ly= 5.050m , 四边简支+池壁传递弯矩 按单向板计算.

1.池外填土,池内无水时,荷载组合作用弯矩表(kN.m/m) 基本组合作用弯矩表 部位 简支基底反力 池壁传递弯矩 弯矩叠加 - - -109.59 -296.06 -59.06 -296.06 - - -109.59 -296.06 -59.06 -133.53 上侧-L向跨中 0.00 B向跨中 162.54 下侧-L向边缘 0.00 B向边缘 0.00 L向跨中 - B向跨中 - 准永久组合作用弯矩表

部位 简支基底反力 池壁传递弯矩 弯矩叠加 - - -80.85 -199.48 -39.80 -199.48 - - -80.85 -199.48 -39.80 -96.99 上侧-L向跨中 0.00 B向跨中 102.49 下侧-L向边缘 0.00 B向边缘 0.00 L向跨中 - B向跨中 - 2.池内有水,池外无土时,荷载组合作用弯矩表(kN.m/m) 基本组合作用弯矩表

部位 简支基底反力 池壁传递弯矩 弯矩叠加 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 69.62 0.00 0.00 上侧-L向跨中 0.00 B向跨中 69.62 L向边缘 0.00 B向边缘 0.00 准永久组合作用弯矩表 部位 简支基底反力 池壁传递弯矩 弯矩叠加 0.00 0.00 上侧-L向跨中 0.00 B向跨中 58.02 L向边缘 0.00 B向边缘 0.00 0.00 0.00 0.00 58.02 0.00 0.00 (5)配筋及裂缝:

配筋计算方法:按单筋受弯构件计算板受拉钢筋. 裂缝计算根据《水池结构规程》附录A公式计算.

按基本组合弯矩计算配筋,按准永久组合弯矩计算裂缝,结果如下:

2

①顶板配筋及裂缝表(弯矩:kN.m/m, 面积:mm/m, 裂缝:mm)

部位 下侧-L向跨中 B向跨中 上侧-L向边缘 B向边缘 弯矩 0.00 37.35 0.00 -74.69 计算面积 实配钢筋 实配面积 裂缝宽度 400 685 400 1466 E12@100 E12@100 E12@100 E14@100 21131 1131 1131 1539 0.00 0.05 0.00 0.12 ②L侧池壁配筋及裂缝表(弯矩:kN.m/m, 面积:mm/m, 裂缝:mm) 部位 弯矩 计算面积 实配钢筋 实配面积 裂缝宽度 700 700 700 700 700 700 1810 700 700 3024 E12@100 E12@100 E12@100 E12@100 E12@100 E12@100 E16@100 E12@100 E12@100 E20@100 2内侧-水平跨中 0.00 水平边缘 0.00 竖直跨中 -9.86 竖直上边缘 竖直下边缘 0.00 0.00 1131 1131 1131 1131 1131 1131 2011 1131 1131 3142 0.00 0.00 0.02 0.00 0.00 0.05 0.19 0.06 0.00 0.21 外侧-水平跨中 -26.35 水平边缘 -187.19 竖直跨中 -47.24 竖直上边缘 竖直下边缘 部位 -0.00 -296.06 ③B侧池壁配筋及裂缝表(弯矩:kN.m/m, 面积:mm/m, 裂缝:mm)

弯矩 计算面积 实配钢筋 实配面积 裂缝宽度 0 700 700 700 700 E12@100 E12@100 E12@100 E12@100 E12@100 0 1131 1131 1131 1131 0.00 0.00 0.03 0.00 0.00 内侧-水平跨中 0.00 水平边缘 0.00 竖直跨中 18.17 竖直上边缘 竖直下边0.00 0.00 缘 外侧-水平跨中 -70.44 水平边缘 -187.19 竖直跨中 -19.45 竖直上边缘 竖直下边缘 部位 上侧-L向跨中 B向跨中 L向边缘 B向边缘 下侧-L向跨中 B向跨中 L向边缘 B向边缘 -0.00 -109.59 700 1810 700 700 1025 E12@100 E16@100 E12@100 E12@100 E12@100 21131 2011 1131 1131 1131 0.09 0.19 0.04 0.00 0.17 ④底板配筋及裂缝表(弯矩:kN.m/m, 面积:mm/m, 裂缝:mm) 弯矩 0.00 69.62 0.00 0.00 -59.06 -133.53 -109.59 -296.06 计算面积 实配钢筋 实配面积 裂缝宽度 600 773 600 600 652 1542 1246 39 E12@100 E12@100 E12@100 E12@100 E12@100 E16@100 E14@100 d16@100 1131 1131 1131 1131 1131 2011 1539 2011 0.00 0.13 0.00 0.00 0.09 0.16 0.16 0.87 注意:存在配筋计算超筋或选筋失败情况,请重新设计! 3.5 混凝土工程量计算:

3

(1)顶板: L×B×h1 = 28.700×5.400×0.200 = 31.00 m (2)池壁: [(L-t1)+(B-t1)]×2×t1×h2

3

= [(28.700-0.350)+(5.400-0.350)]×2×0.350×3.500 = 81.83 m (3)底板: (L+2×t2)×(B+2×t2)×h3

3

= (28.700+2×0.000)×(5.400+2×0.000)×0.300 = 46.49 m

3

(4)水池混凝土总方量 = 31.00+81.83+46.49 = 159.32 m

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【理正结构设计工具箱软件 6.5PB3】 计算日期: 2014-09-22 10:51:53 -----------------------------------------------------------------------