粗格栅及污水提升泵房结构计算书
结构计算书
一．设计总信息：
1．本工程地下结构采用钢筋混凝土沉井。
2．结构设计使用年限50年；建筑结构安全等级II级，结构重要性系数1.0。
3．基本风压0.8KN/m2。
4．抗震设防烈度7度；设计基本地震加速度值为0.10g；设计地震分组为第Ⅰ组；场地类别Ⅲ类；建筑抗震设防分类为丙类。
5．地基基础设计等级丙级。
二．主要材料及要求：
1．混凝土:
(1)井底混凝土封底采用C20；
(2)垫层和填充混凝土为C15;
(3)沉井壁板和底板为C30;
(4)地下结构混凝土抗渗标号均为P6。
2．钢筋：HPB300级钢，fy=270N/mm2；HRB400级钢，fy=360N/mm2板材：Q235
焊条：HPB300级钢及Q235用E43型；HRB400级钢用E50型。
3．砌体材料：Mu10非承重粘土多孔砖砌体墙，块体自重≤11KN/m3，混合砂浆强度等级为M7.5（地下部分为水泥砂浆）。
三．设计采用主要规范：
1．《泵站设计规范》（GB50265-2010）；
2．《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）；
3．《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）；
4．《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）；
5．《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）；
6．《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；
7．《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）；
8．《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》（CECS 137:2002）;
9．《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）
四．结构计算方法及应用软件：
1．沉井特种结构主要采用手算及理正结构工具箱6.5。
五．主要结构计算：
（一）沉井：
具体设计及说明见设计图.
1．沉井下沉计算：沉井起沉标高暂按-1.75，沉井地上制作部分按-9.10~0.20，标高均采用相对标高，详参设计图；地质断面参地勘报告
ZK21孔。
沉井自重：G1k= 148.066*25=3701.65 kN （注：CAD建3D模型查体积）
地下水浮托力：
F fw,k=0 kN （注：采用排水下沉法施工）
井壁摩擦力:
f k= (10*1.6+11*2.9+33*2.85)/(1.6+2.9+2.85)=19.31 kN/m2
F fk=2.5*[2*π*(4.3+0.5)]*19.31+(7.35-2.5)* [2*π
*(4.3+0.5)]*19.31*0.7
=3433.63 kN （注：阶梯式井壁外侧）
下沉系数：
K st=(G1k- F fw,k )/F fk=(3701.65-0)/ 3433.63=1.08>1.05满足要求。
2．下沉稳定计算：
地基反力：R b=π* (5*5-4.8*4.8)*180=1108.35 kN
总摩阻力：
F’fk= F fk =3433.63 kN
下沉稳定系数：
K sts=G1k/(F’fk+R b)= 3701.65/(1108.35+3433.63)=0.81
0.83．抗浮验算：
(1)封底混凝土厚度计算：封底假定1.2m，因考虑排水下沉，采用干封底施工，故不需要进行水下封底。
(2)封底阶段抗浮验算:
G k=G1k+π*4.1*4.1*1.2*22=3701.65+1394.19=5095.84 kN
F b fw,k=π*(1.6+2.9)*(4.3+0.5+0.2)^2*10=3534.29 kN
抗浮系数:
K fw=G k/ F b fw,k=5095.84/3534.29=1.44>1.0满足要求.
(3)使用阶段抗浮:
设计考虑封底混凝土与底板整体抗浮，加上上部配重后验算使用阶段抗浮，根据上面的验算使用阶段抗浮应能满足要求。
4.沉井井壁计算:
(1)井壁水平荷载计算:
)
地下水位上土压力F EP,k=k a·γs·Z, ka=tg2(45。-
2
地下水位下土压力F EP,k=k a·γ’s·Z，
水压力F w,k=γw·Z，地面堆载取10kN/m2
回填土φ取15，Ka=0.589，γs=18，γ’s=11
沉井井壁水平荷载如下：Array
(2)井壁配筋计算:
m=t1/t=400/500=0.8，取m=0.95；r c=4.3+0.25=4.55；α1~α12查《CECS 137-2002》附录B表B.0.1
均匀外荷载q1（水、土压力）作用下
M CB=α1*q1*t2=0.3566*0.5*0.5*q1=0.08915q1
M CD=α2*q1*t2=-0.3566*0.5*0.5*q1=-0.08915q1
M CA=α3*q1*t2=0
H CB=α4*q1*t2/r c=0.5601*0.5*0.5/4.55*q1=0.03077q1 H CD=α5*q1*t2/r c=0.5601*0.5*0.5/4.55*q1=0.03077q1 M B=H CB*(1-cosθ)*r c-M CB=0.05088q1
N B=-q1*r c+H CB =-4.51923q1
N CB=-q1*r c+H CB*cosθ=-4.51923q1
M D=-(1+ cosθ)*H CD*r c-M CD=0.22915q1
N D=-q1*r c+H CD=-4.51923q1
N CD=-q1*r c+H CD* cosθ=-4.51923q1
N CA=H CB-H CD=0
在一格隔墙内压荷载q2作用下
M CB=α6*q2*t2+α7*q2* r c 2=-3.1095 q2
M CD=α8*q2*t2+α9*q2* r c 2=-3.0203 q2
M CA’=α10*q2*t2+α11*q2* r c 2=6.1297 q2
M COA=-α10*q2*t2+α12*q2* r c 2=4.2417 q2
H CB=α13*q2*t2/r c+α14*q2*r c=-0.8760 q2
H CD=-α15*q2*t2/r c-α16*q2*r c=0.8452 q2
M B=H CB*(1-cosθ)*r c-M CB=-0.8763 q2
N B=q2*r c+H CB=3.674 q2
N CB=q2*r c+H CB*cosθ=3.674 q2
