经典水池计算书
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汤斜佳园水池结构计算书
一、设计依据：
1.《给水排水工程构筑物结构设计规范》GBS0069-2002
2.《钢筋混凝土结构设计规范》GB50010-2002
3.《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》CECS 138：2002
二、设计资料：
1、本池埋地式现浇钢筋砼结构，池壁净高为3.5m，采用筏板基础,基础板厚300mm。由于地下水对砼无腐蚀，砼强度等级采用C25，抗渗等级采用S6。
2、池内水位HW=3.5M；侧壁外4.5米厚覆土，考虑地面堆载按1米土柱取10kN/m2考虑,基础持力层为卵石层。
3、主受力钢筋采用HRB335级,强度设计值取fy=300MPa
4、土的内摩擦角Ψ=30°
5、抗浮水位绝对高程：9.500。
三、设计计算：
1.水池自重标准值计算及地基承载力验算:
1）自重标准值计算
池壁自重G1：
5.5x2x0.25x3.5x25+14.6x2x0.25x3.5x25+5x0.2x3.5x3x25+2.5x3.5x0.18x25=1181.3KN
顶板重G2：
5.5x15.1x0.2x25=415.3KN
底板自重G3：
6.1x15.7x0.3x25=718.3KN
覆土自重G4：
5.5x15.1x1.8x18+0.3x15.7x4.5x18x2+0.3x5.5x4.5x18x2=3721.2KN
水自重G5：5x14.6x3.5x10==2555KN
池壁外侧土水侧压力qs：10x4.5xtan2(45°-30°/2) +10x4.5=60kN/m2
池内水压力qw：10x3.5=35kN/m2
土堆载产生的侧压力qd:10x0.333=3.33kN/m2
底板面积A:6.1x15.7=95.77m2
池体活载Q:2.0 kN/m2
总重量∑G:
G1+G2+G3+G4+G5 =1181.3+415.3+718.3+3721.2+2555=8591.1KN
P=∑G/A+Q=8591.1/95.77+2=91.7
地基承载力满足要求
池体净自重Gn=8591.1-718.3-2555=5322.8KN
基底净反力Pn=5322.8/95.77=55.58KN/m2(作为底板计算荷载)
2.池体抗浮验算:
水浮力:5.5x15.1x4.5x10=3737.3KN
抗浮力：8591.1-3737.3=4853.8KN
抗浮系数：抗浮力/水浮力=4853.8/3737.3=1.299>1.05
池体抗浮满足要求
3.池壁内力及配筋计算:
(1) 1-1池壁计算
1 双向板： B-1
1.1 基本资料
1.1.1 工程名称： 工程一
1.1.2 边界条件（左端/下端/右端/上端）： 固端 / 固端 / 固端 / 铰支
1.1.3 荷载标准值
1.1.3.1 永久荷载标准值
三角形荷载： gk1 ＝ 31kN/m
永久荷载的分项系数，对由可变荷载效应控制的组合，取 γG ＝ 1.27，对由永久荷载效应控制的
组合，取 γG ＝ 1.27
1.1.3.2 可变荷载标准值： qk ＝ 0
1.1.4 荷载的基本组合值
1.1.4.1 板面 Q ＝ Max{Q(L), Q(D)} ＝ Max{39.37, 39.37} ＝ 39.37kN/m
1.1.5 计算跨度 Lx ＝ 5750mm，计算跨度 Ly ＝ 3650mm，板的厚度 h ＝ 200mm （h ＝ Ly / 18）
1.1.6 混凝土强度等级为 C25， fc ＝ 11.943N/mm， ft ＝ 1.271N/mm， ftk ＝ 1.779N/mm
1.1.7 钢筋抗拉强度设计值 fy ＝ 300N/mm， Es ＝ 200000N/mm
1.1.8 纵筋合力点至截面近边的距离： 板底 as ＝ 42mm、板面 as' ＝ 42mm
1.1.9 裂缝宽度验算时执行的规范： 《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB 50069－2002）
1.2 弯矩标准值
1.2.1 平行于 Lx 方向的跨中弯矩 Mx
Mxgk1 ＝ (0.0078+0.2*0.02038)*31*3.652 ＝ 4.90kN·m
1.2.2 平行于 Ly 方向的跨中弯矩 My
Mygk1 ＝ (0.02038+0.2*0.0078)*31*3.652 ＝ 9.06kN·m
1.2.3 沿 Lx 方向的支座弯矩 Mx'
Mx'gk1 ＝ -0.03585*31*3.652 ＝ -14.81kN·m
1.2.4 沿 Ly 方向的支座弯矩 My'
My'gk1 ＝ -0.05518*31*3.652 ＝ -22.79kN·m
1.3 配筋计算
1.3.1 平行于 Lx 方向的跨中弯矩 Mx
Mxk ＝ 4.90kN·m，Mxq ＝ 4.90kN·m；
Mx ＝ Max{Mx(L), Mx(D)} ＝ Max{6.23, 6.23} ＝ 6.23kN·m
Asx ＝ 142mm，as ＝ 52mm，ξ ＝ 0.024，ρ ＝ 0.10%； ρmin ＝ 0.20%，
As,min ＝ 400mm； 实配纵筋： Φ12@200 （As ＝ 565）； ωmax ＝ 0.051mm
1.3.2 平行于 Ly 方向的跨中弯矩 My
Myk ＝ 9.06kN·m，Myq ＝ 9.06kN·m；
My ＝ Max{My(L), My(D)} ＝ Max{11.51, 11.51} ＝ 11.51kN·m
Asy ＝ 248mm，as ＝ 42mm，ξ ＝ 0.039，ρ ＝ 0.16%； ρmin ＝ 0.20%，
As,min ＝ 400mm； 实配纵筋： Φ12@200 （As ＝ 565）； ωmax ＝ 0.084mm
1.3.3 沿 Lx 方向的支座弯矩 Mx'
Mx'k ＝ -14.81kN·m，Mx'q ＝ -14.81kN·m；
Mx' ＝ Max{Mx'(L), Mx'(D)} ＝ Max{-18.8, -18.8} ＝ -18.80kN·m
Asx' ＝ 410mm，as' ＝ 42mm，ξ ＝ 0.065，ρ ＝ 0.26%；
实配纵筋： Φ12@200 （As ＝ 565）； ωmax ＝ 0.138mm
1.3.4 沿 Ly 方向的支座弯矩 My'
My'k ＝ -22.79kN·m，My'q ＝ -22.79kN·m；
My' ＝ Max{My'(L), My'(D)} ＝ Max{-28.94, -28.94} ＝ -28.94kN·m
Asy' ＝ 560mm，as' ＝ 42mm，ξ ＝ 0.102，ρ ＝ 0.41%；
实配纵筋： Φ12@200 （As ＝ 565）； ωmax ＝ 0.199mm
1.4 跨中挠度验算
1.4.1 挠度验算参数
参照《建筑结构静力计算手册》表 4－36，挠度系数 κ ＝ 0.00168（1/M）
按荷载效应的标准组合计算的弯矩值 Mk ＝ 9.06kN·m
按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值 Mq ＝ 9.06kN·m
Es ＝ 200000N/mm，As ＝ 565mm，Ec ＝ 27871N/mm，ftk ＝ 1.779N/mm
1.4.2 荷载效应的标准组合作用下受弯构件的短期刚度 Bs
1.4.2.1 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ψ
σsk ＝ Mk / (0.87h0·As) （混凝土规范式 8.1.3－3）
σsk ＝ 9060088/(0.87*158*565) ＝ 117N/mm
矩形截面，Ate ＝ 0.5·b·h ＝ 0.5*1000*200 ＝ 100000mm
ρte ＝ As / Atk （混凝土规范式 8.1.2－4）
ρte ＝ 565/100000 ＝ 0.00565 ＜0.01，取 ρte ＝ 0.01
ψ ＝ 1.1 - 0.65ftk / (ρte·σsk) （混凝土规范式 8.1.2－2）
ψ ＝ 1.1-0.65*1.78/(0.01*117) ＝ 0.108
当 ψ ＜ 0.2 时，取 ψ ＝ 0.2
1.4.2.2 钢筋弹性模量和混凝土模量的比值： αE ＝ Es / Ec ＝ 200000/27871 ＝ 7.18
1.4.2.3 受压翼缘面积和腹板有效面积的比值 γf'
矩形截面，γf' ＝ 0
1.4.2.4 纵向受拉钢筋配筋率 ρ ＝ As / (b·h0) ＝ 565/(1000*158) ＝ 0.00358
1.4.2.5 钢筋混凝土受弯构件的短期刚度 Bs 按混凝土规范式 8.2.3－1 计算：
Bs ＝ Es·As·h02 / [1.15ψ + 0.2 + 6·αE·ρ / (1 + 3.5γf')]
＝ 200000*565*1582/[1.15*0.2+0.2+6*7.18*0.00358/(1+3.5*0)] ＝ 4833.71kN·m
1.4.3 考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数 θ
按混凝土规范第 8.2.5 条，当 ρ' ＝ 0 时，取 θ ＝ 2.0
1.4.4 受弯构件的长期刚度 B 按混凝土规范式 8.2.2 计算：
B ＝ Bs·Mk / [Mq·(θ - 1) + Mk] ＝ 4833.71*9.06/[9.06*(2-1)+9.06] ＝ 2416.85kN·m
1.4.5 挠度 f ＝ κ·Qk·Ly4 / B ＝ 0.00168*31*3.654/2416.85*1000 ＝ 3.8mm
f / Ly ＝ 3.8/3650 ＝ 1/953
(2) 2-2池壁计算
工况一：池内有水，池外无土
1 双向板： B-1
1.1 基本资料
1.1.1 工程名称： 工程一
1.1.2 边界条件（左端/下端/右端/上端）： 固端 / 固端 / 固端 / 铰支
1.1.3 荷载标准值
1.1.3.1 永久荷载标准值
三角形荷载： gk1 ＝ 35kN/m
永久荷载的分项系数，对由可变荷载效应控制的组合，取 γG ＝ 1.27，对由永久荷载效应控制的
组合，取 γG ＝ 1.27
1.1.3.2 可变荷载标准值： qk ＝ 0
1.1.4 荷载的基本组合值
1.1.4.1 板面 Q ＝ Max{Q(L), Q(D)} ＝ Max{44.45, 44.45} ＝ 44.45kN/m
