圆形水池设计计算书.doc

圆形水池设计(YSC-1)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 50010-2002), 本文简称混凝土规范建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002), 本文简称地基规范给水排水工程构筑物结构设计规范(GB50069-2002), 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(CECS138-2002), 本文简称水池结构规程-1 设计资料1.1 基本信息 圆形水池形式:敞口 池内液体重度10.0kN/m3 浮托力折减系数1.00 裂缝宽度限值0.20mm 抗浮安全系数1.10 水池的几何尺寸如下图所示: 1.2 荷载信息 活荷载组合系数:0.90 荷载分项系数: 自重 :1.20 其它恒载:1.27 地下水压:1.27 其它活载:1.40 荷载准永久值系数: 顶板活荷载 :0.40 地面堆积荷载:0.50 地下水压 :1.00 温(湿)度作用:1.00 壁面温差:-10.0 温差弯矩折减系数:0.65 混凝土线膨胀系数:0.0000101.3 混凝土与土信息 土天然重度:18.00kN/m3 土饱和重度:20.00kN/m3 土内摩擦角:30.0度 地基承载力特征值fak=120.00kPa 基础宽度和埋深的地基承载力修正系数b=1.00、d=1.00 混凝土等级:C25 纵筋级别:HRB335 混凝土重度:25.00kN/m3 配筋调整系数:1.20 保护层厚度:位置顶板(mm)池壁(mm)底板(mm)上侧(内侧)-3035下侧(外侧)-30502 计算内容 （1）荷载标准值计算 （2）抗浮验算 （3）地基承载力计算 （4）内力及配筋计算 （5）抗裂度、裂缝计算 （6）混凝土工程量计算3 荷载标准值计算 参数说明: c、w、土、饱和、水混凝土、池内水、自然土、饱和土、水的重度 H、R、t、t1、t2、Le池壁净高、水池内圆半径、池壁厚、顶板厚、底板厚、底板外挑长度 As、At、Ab池壁面积、顶板面积、底板面积 Hb、Hw基底到地面的距离、地下水到地面的距离 底板:荷载计算按地基净反力 底板面积Ab=(RtLe)2 = 3.14(6.0000.200.30)2 = 132.73m2 池壁面积As=(Rt)2R2) = 3.14(6.0000.20)26.0002) = 7.67m2 池壁外圆面积At=120.76m2 恒荷载: 池壁自重pk= (cHAs)/Ab =(25.002.0007.67)/132.73 =2.89kN/m2 活荷载: 地面活荷载qm= q(Ab-At)/Ab =10.00(132.73-120.76)/132.73 =0.90kN/m2 池壁 主动土压力系数Ka=tg2(45-/2)=0.33 恒荷载: 池内水作用pw=whw=10.002.000=20.00kN/m2 活荷载: 温度作用 Mtk=0.650.1Ect2tc =0.650.128000000.000.202(-10.00)0.00001=-7.28kN.m/m 4 地基承载力验算: 计算基础底面的压力： 池壁内壁圆面积:Aic=R2 = 3.146.0002 = 113.10m2 池壁外壁圆面积:At=(Rt)2=3.14(6.0000.20)2=120.76m2 池壁自重Gs=cAsH=25.007.672.000=383.27kN 底板自重Gb=cAbt2=25.00132.730.20=663.66kN 水池自重Gp=GsGb=383.27663.66=1046.94kN 池内水自重Gw=pwAic=20.00113.10=2261.95kN 外挑部分活荷载Gqm=qm(Ab-At)=10.00(132.73-120.76) =119.69kN 基础底面的压力pk=(GpGwGqm)/Ab=3428.58/132.73=25.83kPa 基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m，需修正承载力特征值 计算地基承载力特征值修正值： fa=fakb(b-3)dm(d-0.5) 地下水位位于底板下1m以内，考虑地下水 水池底板底下的土的重度 =饱和水=20.00-10.00=10.00kN/m3 水池底板底以上土的加权平均重度m=土=18.00kN/m3 fa=120.001.0010.00(6.0003)=150.00kPa pk=25.83kPafa=150.00kPa 地基承载力满足5 抗浮验算: 地下水位位于基底以下,无需验算6 内力及配筋计算:(轴力:kN 弯矩:kN.m 面积:mm2 配筋面积:mm2/m) 池壁:弯矩外侧受拉为正，轴力受拉为正 顶板:下侧受拉为正,底板:上侧受拉为正 按给水排水工程结构设计手册静力计算查表 池壁的约束条件: 上端自由,下端固定 池壁内力计算查表系数H2/dt=2.0002/12.2000.20=1.64 单工况作用下内力 池内水作用:位置竖向弯矩环向弯矩环向轴力0.00H0.000.0031.630.10H0.090.0232.210.20H0.310.0532.660.30H0.590.1032.430.40H0.840.1431.140.50H0.970.1628.190.60H0.880.1523.430.70H0.470.0817.110.75H0.050.0113.280.80H-0.39-0.079.650.85H-1.03-0.175.910.90H-1.83-0.303.020.95H-2.80-0.470.831.00H-3.96-0.660.00 温差作用:位置竖向弯矩环向弯矩环向轴力0.00H0.006.07120.210.10H0.346.1271.420.20H1.156.2645.960.30H2.196.4311.850.40H3.316.62-2.400.50H4.426.80-9.160.60H5.476.98-10.530.70H6.457.14-8.480.75H6.927.22-6.760.80H7.387.30-4.880.85H7.827.37-3.070.90H8.267.44-1.500.95H8.707.52-0.391.00H9.147.590.00 荷载组合: 闭水试验：池内有水，池外无土 闭水试验： 基本组合 :1.27池内水作用1.40温度作用 标准组合 :1.00池内水作用1.00温度作用 准永久组合:1.00池内水作用1.00温度作用 设计值/标准值/准永久值位置竖向弯矩环向弯矩环向轴力0.00H 0.00/ 0.00/ 0.00 8.49/ 6.07/ 6.07 208.47/ 151.85/ 151.850.10H 0.59/ 0.43/ 0.43 8.59/ 6.14/ 6.14 140.88/ 103.62/ 103.620.20H 2.01/ 1.46/ 1.46 8.83/ 6.31/ 6.31 105.82/ 78.62/ 78.620.30H 3.82/ 2.78/ 2.78 9.13/ 6.53/ 6.53 57.78/ 44.28/ 44.280.40H 5.70/ 4.15/ 4.15 9.44/ 6.76/ 6.76 39.55/ 31.14/ 31.140.50H 7.42/ 5.39/ 5.39 9.73/ 6.96/ 6.96 35.80/ 28.19/ 28.190.60H 8.78/ 6.35/ 6.35 9.96/ 7.13/ 7.13 29.76/ 23.43/ 23.430.70H 9.63/ 6.92/ 6.92 10.10/ 7.22/ 7.22 21.73/ 17.11/ 17.110.75H 9.75/ 6.97/ 6.97 10.12/ 7.23/ 7.23 16.87/ 13.28/ 13.280.80H -0.50/ -0.39/ -0.39 -0.08/ -0.07/ -0.07 12.25/ 9.65/ 9.650.85H -1.31/ -1.03/ -1.03 -0.22/ -0.17/ -0.17 7.51/ 5.91/ 5.910.90H -2.32/ -1.83/ -1.83 -0.39/ -0.30/ -0.30 3.84/ 3.02/ 3.020.95H -3.56/ -2.80/ -2.80 -0.59/ -0.47/ -0.47 1.06/ 0.83/ 0.831.00H -5.03/ -3.96/ -3.96 -0.84/ -0.66/ -0.66 0.00/ 0.00/ 0.00 池壁配筋:闭水试验 竖向配筋及裂缝验算: 竖向弯矩按基本组合进行承载力计算，按准永久组合进行裂缝验算位置设计值/准永久值计算As(内/外)配筋(内/外)实际As(内/外)裂缝宽度0.00H 0.00/ 0.00 400.0/ 400.0D12230/D12230 491.7/ 491.70.000.10H 0.59/ 0.43 400.0/ 400.0D12230/D12230 491.7/ 491.70.000.20H 2.01/ 1.46 400.0/ 400.0D12230/D12230 491.7/ 491.70.020.30H 3.82/ 2.78 400.0/ 400.0D12230/D12230 491.7/ 491.70.030.40H 5.70/ 4.15 400.0/ 400.0D12230/D12230 491.7/ 491.70.050.50H 7.42/ 5.39 400.0/ 400.0D12230/D12230 491.7/ 491.70.060.60H 8.78/ 6.35 400.0/ 400.0D12230/D12230 491.7/ 491.70.070.70H 9.63/ 6.92 400.0/ 400.0D12230/D12230 491.7/ 491.70.080.75H 9.75/ 6.97 400.0/ 400.0D12230/D12230 491.7/ 491.70.080.80H -0.50/ -0.39 400.0/ 400.0D12230/D12230 491.7/ 491.70.000.85H -1.31/ -1.03 400.0/ 400.0D12230/D12230 491.7/ 491.70.010.90H -2.32/ -1.83 400.0/ 400.0D12230/D12230 491.7/ 491.70.020.95H -3.56/ -2.80 400.0/ 400.0D12230/D12230 491.7/ 491.70.031.00H -5.03/ -3.96 400.0/ 400.0D12230/D12230 491.7/ 491.70.04 环向配筋及抗裂度验算:轴心受拉或小偏心受拉按标准组合进行抗裂度验算,受弯和大偏心受拉按准永久组合进行裂缝验算位置计算As(内/外)配筋(内/外)实际As(内/外)抗裂度裂缝宽度0.00H 400.0/ 583.4D12230/D12160 491.7/ 706.91.221.55-0.10H 400.0/ 869.6D12230/D16190 491.7/1058.21.001.55-0.20H 400.0/ 752.7D12230/D14170 491.7/ 905.5-0.050.30H 400.0/ 592.6D12230/D12150 491.7/ 754.0-0.040.40H 400.0/ 531.8D12230/D12170 491.7/ 665.3-0.040.50H 400.0/ 519.3D12230/D12180 491.7/ 628.3-0.040.60H 400.0/ 499.2D12230/D12180 491.7/ 628.3-0.040.70H 400.0/ 472.4D12230/D12190 491.7/ 595.2-0.040.75H 400.0/ 456.2D12230/D12200 491.7/ 565.5-0.030.80H 400.0/ 400.0D12230/D12230 491.7/ 491.70.051.55-0.85H 400.0/ 400.0D12230/D12230 491.7/ 491.70.041.55-0.90H 412.8/ 400.0D12220/D12230 514.1/ 491.7-0.010.95H 403.5/ 400.0D12230/D12230 491.7/ 491.7-0.011.00H 400.0/ 400.0D12230/D12230 491.7/ 491.7-0.01 池壁配筋及裂缝、抗裂度验算:位置计算As配筋实际As裂缝宽度抗裂度竖向内侧400.0D12200565.50.06-竖向外侧400.0D12200565.50.06-环向内侧412.8D12200565.50.051.24环向外侧869.6D161901058.20.051.24 池壁的竖向最大裂缝宽度:0.06=0.20 裂缝满足要求 池壁的环向最大抗裂度 :1.24=actftk=1.55 抗裂度满足要求 池壁的环向最大裂缝宽度:0.05=0.20 裂缝满足要求 底板:按水池结构规程6.2.4或6.2.5计算 底板的计算半径:R=6.100m 底板的约束条件:周边固定 荷载组合： 使用时池内无水： 基本组合 :1.20自重1.40地面活荷载 S=1.202.891.400.90=4.73kN/m2 准永久组合:自重0.50地面活荷载 S=2.890.500.90=3.34kN/m2 (周边固定)设计值/准永久值位置径向弯矩环向弯矩0.00R 12.83/ 9.06 12.83/ 9.060.10R 12.48/ 8.81 12.66/ 8.940.20R 11.43/ 8.07 12.17/ 8.590.30R 9.69/ 6.85 11.34/ 8.010.40R 7.26/ 5.12 10.19/ 7.190.50R 4.12/ 2.91 8.70/ 6.150.60R 0.29/ 0.21 6.89/ 4.870.70R -4.23/