北京世紀旗云軟件技術有限公司地址：北京市海淀區太月園10號樓2403室郵編：100088Email：support@電話真形水池計算書項目名稱_____________構件編號_____________日期_____________設計_____________校對_____________審核_____________一、基本資料 1．設計依據: 《給水排水工程鋼筋混凝土水池結構設計規程》（CECS138:2002） 《混凝土結構設計規范》（GB50010—2002） 《地基基礎設計規范》（GB50007—2002） 《給排水工程結構設計手冊》 中國建筑工業出版社 《土木工程特種結構》 高等教育出版社 馬芹永2005年7月第一版 2．幾何參數: 水池長度:L1=30.00m 水池寬度:W1=5.20m 壁板高度:H1=3.00m 頂板厚:h2=600mm 底板厚:h1=650mm 壁板厚:h4=600mm 墊層厚:h3=100mm 底板外伸:C1=500mm 基底標高:Ef=-18.00m 地下水位標高:Ew=-1 池內設計水位:Hi=0.00m 注：默認地面標高為±0.00。 3．土層參數: 土的類別:人工填土 土的容重:18.0kN/m3 飽和土容重:20.0kN/m3 地基承載力特征值:100kPa 土壓力標準值計算形式:靜止土壓力 4．材料參數: 混凝土等級:C30 鋼筋混凝土容重:25.00kN/m3 鋼筋等級:HRB400 混凝土抗拉強度標準值:2.01N/mm2 主筋的彈性模量:2.00×105N/mm2 鋼筋的相對粘結系數:1.0 保護層厚度:頂板上層30頂板下層30底板上層35底板下層40長壁板內側35長壁板外側35短壁板內側35短壁板外側35 5．其他參數: 壁面溫差或濕度當量溫差△t:10.0 池頂活荷載標準值:10.00kN/m2 水池類型:污水池 水的容重:10.00kN/m3 混凝土線膨脹系數α(10-5):1.00 混凝土的泊松比μ:0.20 最大裂縫寬度:0.20mm二、地基承載力計算 1．求解基底壓力: 1)頂板重: Pr=EQ30.00×5.20×0.60×25.00=2340.00kN 2)底板重: Pb=EQ(30.00+2×0.50)×(5.20+2×0.50)×0.65×25.00=3123.25kN 3)壁板重: Pw=EQ(2×30.00+2×5.20-4×0.60)×3.00×0.60×25.00=3060.00kN 4)水池自重: Pp=EQ2340.00+3123.25+3060.00=8523.25kN 5)水重: Ps=EQ(30.00-2×0.60)×(5.20-2×0.60)×0.00×10.00=0.00kN 6)墊層重: Pd=EQ(30.00+2×0.50)×(5.20+2×0.50)×0.10×18.00=345.96kN 7)覆土重: Pf=EQ30.00×5.20×(18.00-0.65-0.60-3.00)×18.00+ EQ(2×30.00+2×5.20+4×0.50)×0.50×[(18.00-0.65-10.00)×20.00+10.00×18.00] =51617.40kN 8)基底面積: A=EQ(30.00+2×0.50)×(5.20+2×0.50)=192.20m2 9)總壓力: Fk=Pp+Ps+Pd+Pf =Eq8523.25+0.00+345.96+51617.40 =60486.61kN 10)基底壓強: Pk=EQ\f(Fk,A)+Gk=\f(60486.61,192.20)+10.00=324.71kN/m2 2．求解修正后地基承載力特征值: 基礎寬度大于3m時或埋置深度大于0.5m時，從荷載試驗或其它原位試驗、經驗值等方法確定的地基承載力特征值，尚應按照下式修正。 基礎土壤類型為：人工填土。 查《地基基礎設計規范》表5.2.4得，寬度修正系數ηb=0.00，埋深修正系數ηd=1.00。 基礎底面上的加權平均重度γm=EQ\f(18.00×10.00+(20.00-10)×8.00,18.00)=14.44kN/m3 基礎底面下土的重度=10.00kN/m3 修正后的地基承載力特征值： fa=fak+ηb(b-3)+ηdγm(d-0.5) =EQ100.00+0.00×10.00×(5.20-3) +1.00×14.44×(18.00-0.5) =352.78kN/m2>324.71kN/m2 地基承載力滿足要求！三、抗浮驗算 抗浮全重Fk=Pp+Pf=8523.25+51617.40=60140.65kN 總浮力(取浮力系數為1.1)Fw=λ×(Hw×A)×10=1.1×(8.00×192.20)×10= 16913.60kN<60140.65kN 結構整體抗浮滿足要求。四、頂板內力計算 1．頂板壓強計算 頂板所受壓強P=EQ(0-Ew)+sath0+Gk+Ch2EQ=18.00×(0+10.00)+20.00×3.75+10.00+25.00×0.60=280.00kN/m2 2．頂板內力計算 頂板與壁板一同澆筑。 頂板的約束條件：四邊固定 頂板為單向板。 按照單向板進行計算：彎矩計算結果橫向跨中彎矩(kN·m/m)縱向跨中彎矩(kN·m/m)橫向邊緣彎矩(kN·m/m)縱向邊緣彎矩(kN·m/m)0.00246.870.00493.73五、壁板內力計算 1．外荷載計算 1)池內有水，池外無土時(當Hi<H1/3時,取Hi=H1/3;當Hi>H1×2/3時,取Hi=H1)： 池內水壓力：Pw=Hi×10.00=EQ1.00×10.00=10.00kN/m2 2)池內無水，池外有土時(朗肯主動土壓力) 池頂壓力：Ps1 =EQht××(1-sinφ)+Gk×(1-sinφ) =EQ14.35×18.00×(1-sin30.00)+10.00×(1-sin30.00) =134.15kN/m2 池底壓力：Ps2 =EQ(0-Ew)××(1-sinφ)+(Ew-Ef-h1)×'s×(1-sinφ) EQ+Gk×(1-sinφ)+w×(Ew-Ef-h1) =EQ(0+10.00)×18.00×(1-sin30.00)+(-10.00+18.00-0.65)×10.00×(1-sin30.00) EQ+10.00×(1-sin30.00)+10×(-10.00+18.00-0.65) =205.25kN/m2 2．內力計算 1)長邊壁板與短邊壁板的線剛度比為：0.17 2)長邊壁板內力計算： 該邊壁板邊界約束條件簡化為：四邊固定 該邊壁板按照淺池計算，按豎向單向計算。 長邊壁板內力計算結果：單位：kN·m/m水壓作用下土壓作用下水平向跨中彎矩0.6421.67豎直向跨中彎矩0.3439.16水平向邊緣彎矩-0.54-18.47豎直向上邊緣彎矩-4.38-178.04豎直向下邊緣彎矩-6.57-193.62水平向角隅區彎矩(中部邊緣)-3.81-120.52 3)短邊壁板內力計算： 該邊壁板邊界約束條件簡化為：四邊固定 該邊壁板按照一般池計算，按雙向計算。 短邊壁板內力計算結果：單位：kN·m/m水壓作用下土壓作用下水平向跨中彎矩-1.83-62.66豎直向跨中彎矩2.1268.83水平向邊緣彎矩-0.54-18.47豎直向上邊緣彎矩-5.50-157.71豎直向下邊緣彎矩-3.34-142.37 注：水壓作用下正彎矩表示壁板外側受拉;土壓作用下正彎矩表示壁板內側受拉.六、底板內力計算 1．底板壓強計算 1)自重以及覆土重： EQP1=\f((Pr+Pw+Pf),A)=EQ\f((2340.00+3060.00+38610.00),156.00)=282.12kN/m2 2)池頂活荷載： P2=10.00kN/m2 3)總壓力： Pd=P1+P2=EQ282.12+10.00=292.12kN/m2 2．底板內力計算 底板約束條件簡化：四邊固定 底板為單向板。按照單向板進行計算。 壁板傳遞給底板的彎矩：橫向(kN·m/m)縱向(kN·m/m)0.000.00疊加后底板彎矩值橫向跨中彎矩(kN·m/m)縱向跨中彎矩(kN·m/m)橫向邊緣彎矩(kN·m/m)縱向邊緣彎矩(kN·m/m)0.00246.870.00-493.73七、溫度內力計算 1．壁板溫度內力計算 1)長邊壁板溫度內力計算： 該邊壁板邊界約束條件簡化為：四邊固定水平向跨中彎矩(kN·m/m)豎直向跨中彎矩(kN·m/m)水平向邊緣彎矩(kN·m/m)豎直向上邊緣彎矩(kN·m/m)豎直向下邊緣彎矩(kN·m/m)0.0058.500.0058.5058.50 2)短邊壁板溫度內力計算： 該邊壁板邊界約束條件簡化為：四邊固定水平向跨中彎矩(kN·m/m)豎直向跨中彎矩(kN·m/m)水平向邊緣彎矩(kN·m/m)豎直向上邊緣彎矩(kN·m/m)豎直向下邊緣彎矩(kN·m/m)73.1373.1373.1373.1373.13八、荷載組合 計算最不利狀態內力,當溫度內力同向時相加,否則不加。 考慮混凝土徐變和允許有限裂縫等因素的影響,實際所承受的溫度應力應乘以折減系數0.7 計算結果如下： 1)頂板內力：橫向跨中彎矩(kN·m/m)縱向跨中彎矩(kN·m/m)橫向邊緣彎矩(kN·m/m)縱向邊緣彎矩(kN·m/m)0.00246.870.00493.73 2)底板內力：橫向跨中彎矩(kN·m/m)縱向跨中彎矩(kN·m/m)橫向邊緣彎矩(kN·m/m)縱向邊緣彎矩(kN·m/m)0.00246.870.00-493.73 3)長邊壁板內力：水平向跨中彎矩(kN·m/m)豎直向跨中彎矩(kN·m/m)水平向邊緣彎矩(kN·m/m)豎直向上邊緣彎矩(kN·m/m)豎直向下邊緣彎矩(kN·m/m)水壓作用下0.6458.84-0.5454.1251.93土壓作用下21.6739.16-18.47-236.54-252.12 4)短邊壁板內力：水平向跨中彎矩(kN·m/m)豎直向跨中彎矩(kN·m/m)水平向邊緣彎矩(kN·m/m)豎直向上邊緣彎矩(kN·m/m)豎直向下邊緣彎矩(kN·m/m)水壓作用下71.2975.2472.5867.6369.78土壓作用下-135.7868.83-91.59-157.71-142.37九、裂縫計算 按照《給水排水工程構筑物結構設計規范》（GB50069-2002），計算各位置裂縫寬度。EQwmax=1.8ψ\f(sq,Es)(1.5c+0.11\f(d,ρte))(1+α1)υEQψ=1.1-\f(0.65ftk,ρtesqα2)EQsq=\f(Mq,0.87Ash0) wmax —— 最大裂縫寬度，mm ψ —— 裂縫間受拉鋼筋應變不均勻系數，當ψ<0.4時，取0.4；當ψ>1.0時，取1.0 sq —— 按作用效應準永久組合計算的截面縱向受拉鋼筋應力，N/mm2 Es —— 鋼筋的彈性模量，N/mm2 c —— 最外層縱向受拉鋼筋的混凝土保護層厚度，mm d —— 縱向受拉鋼筋直徑，mm ρte —— 以有效受拉混凝土截面面積計算的縱向受拉鋼筋配筋率位置標準組合內力kN·m/m計算面積mm2/m直徑mm間距mm實際面積mm2/m裂縫寬度mm頂板跨中平行于長邊0.001200.0012901256.640.00平行于短邊246.871598.3112701615.680.24邊緣平行于長邊0.001200.0012901256.640.00平行于短邊493.733329.8218703635.270.26底板跨中平行于長邊0.001300.0012801413.720.00平行于短邊246.871472.4312701615.680.22邊緣平行于長邊0.001300.0012801413.720.00平行于短邊493.733075.8118803180.860.