矩形水池設計(JSC-28)項目名稱構件編號日期設計校對審核執行規范:《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010),本文簡稱《混凝土規范》《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2011),本文簡稱《地基規范》《建筑結構荷載規范》(GB50009-2012),本文簡稱《荷載規范》《給水排水工程構筑物結構設計規范》(GB50069-2002),本文簡稱《給排水結構規范》《給水排水工程鋼筋混凝土水池結構設計規程》(CECS138-2002),本文簡稱《水池結構規程》鋼筋：d-HPB300;D-HRB335;E-HRB400;F-RRB400;G-HRB500;Q-HRBF400;R-HRBF500-----------------------------------------------------------------------1基本資料1.1幾何信息水池類型:有頂蓋半地上長度L=3.500m,寬度B=2.500m,高度H=5.500m,底板底標高=-5.500m池底厚h3=300mm,池壁厚t1=250mm,池頂板厚h1=200mm,底板外挑長度t2=0mm注：地面標高為±0.000。(平面圖)(剖面圖)1.2土水信息土天然重度20.50kN/m3,土飽和重度21.00kN/m3,土內摩擦角30度地基承載力特征值fak=200.0kPa,寬度修正系數ηb=0.00,埋深修正系數ηd=1.00地下水位標高-6.000m,池內水深0.000m,池內水重度10.00kN/m3,浮托力折減系數1.00,抗浮安全系數Kf=1.051.3荷載信息活荷載:池頂板1.50kN/m2,地面10.00kN/m2,組合值系數0.90恒荷載分項系數:水池自重1.20,其它1.27活荷載分項系數:地下水壓1.27,其它1.27活載調整系數:其它1.00活荷載準永久值系數:頂板0.40,地面0.40,地下水1.00,溫濕度1.00考慮溫濕度作用:池內外溫差10.0度,內力折減系數0.65,砼線膨脹系數1.00(10-5/°C)不考慮溫度材料強度折減1.4鋼筋砼信息混凝土:等級C30,重度25.00kN/m3,泊松比0.20縱筋保護層厚度(mm):頂板(上35,下35),池壁(內35,外35),底板(上35,下35)鋼筋級別:HRB400,裂縫寬度限值:0.20mm,配筋調整系數:1.00構造配筋采用混凝土規范GB50010-20102計算內容(1)地基承載力驗算(2)抗浮驗算(3)荷載計算(4)內力(考慮溫度作用)計算(5)配筋計算(6)裂縫驗算(7)混凝土工程量計算3計算過程及結果單位說明:彎矩:kN.m/m鋼筋面積:mm2裂縫寬度:mm計算說明：雙向板計算按查表恒荷載:水池結構自重,土的豎向及側向壓力,內部盛水壓力.活荷載:頂板活荷載,地面活荷載,地下水壓力,溫濕度變化作用.裂縫寬度計算按長期效應的準永久組合.水池方位定義如下：3.1地基承載力驗算3.1.1基底壓力計算(1)水池自重Gc計算頂板自重G1=43.75kN池壁自重G2=343.75kN底板自重G3=65.63kN水池結構自重Gc=G1+G2+G3=453.13kN(2)池內水重Gw計算池內水重Gw=0.00kN(3)覆土重量計算池頂覆土重量Gt1=0kN池頂地下水重量Gs1=0kN底板外挑覆土重量Gt2=0.00kN基底以上的覆蓋土總重量Gt=Gt1+Gt2=0.00kN基底以上的地下水總重量Gs=Gs1+Gs2=0.00kN(4)活荷載作用Gh頂板活荷載作用力Gh1=13.13kN地面活荷載作用力Gh2=0.00kN活荷載作用力總和Gh=Gh1+Gh2=13.13kN(5)基底壓力Pk基底面積:A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=3.500×2.500=8.75m2基底壓強:Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A=(453.13+0.00+0.00+0.00+13.13)/8.750=53.29kN/m23.1.2修正地基承載力(1)計算基礎底面以上土的加權平均重度rmrm=20.50kN/m3(2)計算基礎底面以下土的重度r考慮地下水作用，取浮重度，r=21.00-10=11.00kN/m3(3)根據《地基規范》的要求，修正地基承載力:fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)=200.00+0.00×11.00×(3.000-3)+1.00×20.50×(5.500-0.5)=302.50kPa3.1.3結論:Pk=53.29<fa=302.50kPa,地基承載力滿足要求。3.2抗浮驗算由于地下水位低于池底標高,不需要進行本項驗算3.3荷載計算3.3.1頂板荷載計算:池頂板自重荷載標準值:P1=25.00×0.200=5.00kN/m2頂板活荷載標準值:Ph1=1.50kN/m2池頂均布荷載基本組合:Qt=1.20×P1+0.90×1.27×1.00×Ph1=7.71kN/m2池頂均布荷載準永久組合:Qte=P1+0.40×Ph1=5.60kN/m23.3.2池壁荷載計算:(1)池外荷載:主動土壓力系數Ka=0.33側向土壓力荷載組合(kN/m2):部位(標高)土壓力標準值水壓力標準值活載標準值基本組合準永久組合地面(0.000)0.000.003.333.811.33池壁頂端(-0.200)1.370.003.335.552.70底板頂面(-5.200)35.530.003.3348.9436.87(2)池內底部水壓力:標準值=0.00kN/m2,基本組合設計值=0.00kN/m23.3.3底板荷載計算(池內無水，池外填土):水池結構自重標準值Gc=453.13kN基礎底面以上土重標準值Gt=0.00kN基礎底面以上水重標準值Gs=0.00kN基礎底面以上活載標準值Gh=13.13kN水池底板以上全部豎向壓力基本組合:Qb=(453.13×1.20+0.00×1.27+0.00×1.27+13.13×1.27×0.90×1.00)/8.750=63.86kN/m2水池底板以上全部豎向壓力準永久組合:Qbe=(453.13+0.00+0.00×1.00+1.50×8.750×0.40)/8.750=52.39kN/m2板底均布凈反力基本組合:Q=63.86-0.300×25.00×1.20=54.86kN/m2板底均布凈反力準永久組合:Qe=52.39-0.300×25.00=44.89kN/m23.3.4底板荷載計算(池內有水，池外無土):水池底板以上全部豎向壓力基本組合:Qb=[453.13×1.20+(3.000×2.000×0.000)×10.00×1.27]/8.750=62.14kN/m2板底均布凈反力基本組合:Q=62.14-(0.300×25.00×1.20+0.000×10.00×1.27)=53.14kN/m2水池底板以上全部豎向壓力準永久組合:Qbe=[453.13+(3.000×2.000×0.000)×10.00]/8.750=51.79kN/m2板底均布凈反力準永久組合:Qe=51.79-(0.300×25.00+0.000×10.00)=44.29kN/m23.4內力,配筋及裂縫計算彎矩正負號規則:頂板:下側受拉為正,上側受拉為負池壁:內側受拉為正,外側受拉為負底板:上側受拉為正,下側受拉為負荷載組合方式:1.池外土壓力作用(池內無水，池外填土)2.池內水壓力作用(池內有水，池外無土)3.池壁溫濕度作用(池內外溫差=池內溫度-池外溫度)(1)頂板內力:彎矩示意圖Mx——平行于lx方向板中心點的彎矩；My——平行于ly方向板中心點的彎矩；M0x——平行于lx方向板邊緣彎矩；M0y——平行于ly方向板邊緣彎矩。計算跨度:lx=3.200m,ly=2.200m,四邊簡支按雙向板計算.荷載組合作用彎矩表(kN.m/m)內力組合跨中Mx跨中My邊緣M0x邊緣M0y基本組合1.612.830.000.00準永久組合1.172.050.000.00(2)XZ(前后)側池壁內力:彎矩示意圖Mx——平行于lx方向板中心點的彎矩；Mz——平行于lz方向板中心點的彎矩；M0x——平行于lx方向板邊緣彎矩；M0z——平行于lz方向板邊緣彎矩。計算跨度:lx=3.250m,lz=5.000m,三邊固定,頂邊簡支池壁類型:普通池壁,按雙向板計算1.池外填土,池內無水時,荷載組合作用彎矩表(kN.m/m)①基本組合作用彎矩表(kN.m/m)池外土內力組合跨中Mx跨中Mz邊緣M0x邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)M11.547.01-22.54-22.830.00池外土+溫濕度作用內力組合跨中Mx跨中Mz邊緣M0x邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)池外土壓力11.547.01-22.54-22.830.00溫濕度作用-13.16-13.94-15.34-14.11-0.00ΣM-1.62-6.94-37.88-36.93-0.00②準永久組合作用彎矩表(kN.m/m)池外土內力組合跨中Mx跨中Mz邊緣M0x邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)M8.395.18-16.34-16.970.00池外土+溫濕度作用內力組合跨中Mx跨中Mz邊緣M0x邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)池外土壓力8.395.18-16.34-16.970.00溫濕度作用-11.51-12.20-13.42-12.34-0.00ΣM-3.12-7.02-29.77-29.31-0.002.池內有水，池外無土時,荷載組合作用彎矩表(kN.m/m)①基本組合作用彎矩表(kN.m/m)池內水內力組合跨中Mx跨中Mz邊緣M0x邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)M-0.00-0.00-0.00-0.00-0.00池內水+溫濕度作用內力組合跨中Mx跨中Mz邊緣M0x邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)池內水壓力-0.00-0.00-0.00-0.00-0.00溫濕度作用-13.16-13.94-15.34-14.11-0.00ΣM-13.16-13.94-15.34-14.110.00②準永久組合作用彎矩表(kN.m/m)池內水內力組合跨中Mx跨中Mz邊緣M0x邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)M-0.00-0.00-0.00-0.00-0.00池內水+溫濕度作用內力組合跨中Mx跨中Mz邊緣M0x邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)池內水壓力-0.00-0.00-0.00-0.00-0.00溫濕度作用-11.51-12.20-13.42-12.34-0.00ΣM-11.51-12.20-13.42-12.340.00(3)YZ(左右)側池壁內力:彎矩示意圖My——平行于ly方向板中心點的彎矩；Mz——平行于lz方向板中心點的彎矩；M0y——平行于ly方向板邊緣彎矩；M0z——平行于lz方向板邊緣彎矩。計算跨度:ly=2.250m,lz=5.000m,三邊固定,頂邊簡支池壁類型:深池壁計算方法:0<H<2L部分按照三邊固定,頂邊自由的雙向板計算:Lx=2.250,Ly=4.500H>2L部分按照水平向單向板計算H=2L處池外土壓力作用彎矩(kN.m/m):水平向跨中:基本組合:2.09,準永久組合:1.29水平向邊緣:基本組合:-4.17,準永久組合:-2.58H=2L處池內水壓力作用彎矩(kN.m/m):水平向跨中:基本組合:-0.00,準永久組合:-0.00水平向邊緣:基本組合:0.00,準永久組合:0.00跨中彎矩按H>2L段，和0<H<2L段較大值取.1.池外填土,池內無水時,荷載組合作用彎矩表(kN.m/m)①基本組合作用彎矩表(kN.m/m)池外土內力組合跨中My跨中Mz邊緣M0y邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)M6.101.63-12.37-11.900.00池外土+溫濕度作用內力組合跨中My跨中Mz邊緣M0y邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)池外土壓力6.101.63-12.37-11.900.00溫濕度作用-13.55-13.90-14.56-13.93-0.00ΣM-7.45-12.28-26.93-25.83-0.00②準永久組合作用彎矩表(kN.m/m)池外土內力組合跨中My跨中Mz邊緣M0y邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)M4.461.20-9.04-8.890.00池外土+溫濕度作用內力組合跨中My跨中Mz邊緣M0y邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)池外土壓力4.461.20-9.04-8.890.00溫濕度作用-11.86-12.16-12.74-12.19-0.00ΣM-7.40-10.97-21.77-21.08-0.002.池內有水，池外無土時,荷載組合作用彎矩表(kN.m/m)①基本組合作用彎矩表(kN.m/m)池內水內力組合跨中My跨中Mz邊緣M0y邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)M-0.00-0.00-0.00-0.00-0.00池內水+溫濕度作用內力組合跨中My跨中Mz邊緣M0y邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)池內水壓力-0.00-0.00-0.00-0.00-0.00溫濕度作用-13.55-13.90-14.56-13.93-0.00ΣM-13.55-13.90-14.56-13.930.00②準永久組合作用彎矩表(kN.m/m)池內水內力組合跨中My跨中Mz邊緣M0y邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)M-0.00-0.00-0.00-0.00-0.00池內水+溫濕度作用內力組合跨中My跨中Mz邊緣M0y邊緣M0z(底)邊緣M0z(頂)池內水壓力-0.00-0.00-0.00-0.00-0.00溫濕度作用-11.86-12.16-12.74-12.19-0.00ΣM-11.86-12.16-12.74-12.190.00(4)底板內力:計算跨度:lx=3.250m,ly=2.250m,四邊簡支+池壁傳遞彎矩按雙向板計算.1.池外填土,池內無水時,荷載組合作用彎矩表(kN.m/m)①基本組合作用彎矩表內力組合跨中Mx跨中My邊緣M0x邊緣M0y簡支基底反力12.0220.870.000.00池壁傳遞彎矩-12.85-20.38-25.83-36.93ΣM-0.830.49-25.83-36.93②準永久組合作用彎矩表內力組合跨中Mx跨中My邊緣M0x邊緣M0y簡支基底反力9.8417.080.000.00池壁傳遞彎矩-10.21-16.30-21.08-29.31ΣM-0.370.78-21.08-29.312.池內有水,池外無土時,荷載組合作用彎矩表(kN.m/m)①基本組合作用彎矩表內力組合跨中Mx跨中My邊緣M0x邊緣M0y簡支基底反力11.6520.220.000.00池壁傳遞彎矩0.000.000.000.00ΣM11.6520.220.000.00②準永久組合作用彎矩表內力組合跨中Mx跨中My邊緣M0x邊緣M0y簡支基底反力9.7116.850.000.00池壁傳遞彎矩0.000.000.000.00ΣM9.7116.850.000.00(5)配筋及裂縫:配筋計算方法:按單筋受彎構件計算板受拉鋼筋.裂縫計算根據《給排水結構規范》附錄A公式計算.按基本組合彎矩計算配筋,按準永久組合彎矩計算裂縫,結果如下:①頂板配筋及裂縫表(彎矩:kN.m/m,面積:mm2/m,裂縫:mm)配筋示意圖Ax——平行于lx方向的板跨中鋼筋；Ay——平行于ly方向的板跨中鋼筋；A0x——平行于lx方向的板邊緣鋼筋；A0y——平行于ly方向的板邊緣鋼筋。配筋部位彎矩計算面積實配鋼筋實配面積裂縫寬度跨中Ax下側1.61400E12@1507540.01跨中Ay下側2.83400E12@1507540.01邊緣A0x上側0.00400E12@1507540.00邊緣A0y上側0.00400E12@1507540.00②XZ(前后)側池壁配筋及裂縫表(彎矩:kN.m/m,面積:mm2/m,裂縫:mm)配筋示意圖Ax——平行于lx方向的板跨中鋼筋；Az——平行于lz方向的板跨中鋼筋；A0x——平行于lx方向的板邊緣鋼筋；A0z——平行于lz方向的板邊緣鋼筋。配筋部位彎矩計算面積實配鋼筋實配面積裂縫寬度跨中Ax內側11.54500E12@1507540.04外側-13.16500E12@1507540.06跨中Az內側7.01500E12@1507540.03外側-13.94500E12@1507540.06邊緣A0x內側0.00500E12@1507540.00外側-37.88517E12@1507540.15邊緣A0z(底)內側0.00500E12@1507540.00外側-36.93504E12@1507540.15邊緣A0z(頂)內側0.00500E12@1507540.00外側-0.00500E12@1507540.00③YZ(左右)側池壁配筋及裂縫表(彎矩:kN.m/m,面積:mm2/m,裂縫:mm)配筋示意圖Ay——平行于ly方向的板跨中鋼筋；Az——平行于lz方向的板跨中鋼筋；A0y——平行于ly方向的板邊緣鋼筋；A0z——平行于lz方向的板邊緣鋼筋。配筋部位彎矩計算面積實配鋼筋實配面積裂縫寬度跨中Ay內側6.10500E12@1507540.02外側-13.55500E12@1507540.06跨中Az內側1.63500E12@1507540.01外側-13.90500E12@1507540.06邊緣A0y內側0.00500E12@1507540.00外側-26.93500E12@1507540.11邊緣A0z(底)內側0.00500E12@1507540.00外側-25.83500E12@1507540.10邊緣A0z(頂)內側0.00500E12@1507540.00外側-0.00500E12@1507540.00④底板配筋及裂縫表(彎矩:kN.m/m,面積:mm2/m,裂縫:mm)配筋部位彎矩計算面積實配鋼筋實配面積裂縫寬度跨中Ax上側11.65600E12@1507540.05下側-0.83600E12@1507540.00跨中Ay上側20.22600E12@150754