水池计算书
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矩形水池计算书
项目名称_____________构件编号_____________日期_____________
设 计_____________校 对_____________审核_____________
一、基本资料
1．设计依据:
《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》
2．设 计 资 料：
池顶活荷P1=2(KN/m^2) 覆土厚度ht=700(mm) 池内水位Hw=4400(mm) 容许承载力R=90(KN/m^2)
水池长度H=9600(mm) 水池宽度B=9600(mm) 池壁高度h0=4400(mm) 底板外伸C1=200(mm)
底板厚度h1=400(mm) 顶板厚度h2=200(mm) 垫层厚度h3= 100 (mm) 池壁厚度h4=300(mm)
地基承载力设计值R=90(KPa)
支 柱 数n1=4 支柱截面尺寸a1 = 400(mm)
3．地基承载力验算
( 1 )底板面积AR1 = (H + 2 * h4 + 2 * C1) * (B + 2 * h4 + 2 * C1)
= ( 9.6 + 2 * .3 + 2 * .2 ) * ( 9.6 + 2 * .3 + 2 * .2 )
=112.3(m^2)
( 2 )顶板面积AR2 = (H + 2 * h4) * (B + 2 * h4)
= ( 9.6 + 2 * .3 ) * ( 9.6 + 2 * .3 )
=104.0(m^2)
( 3 )支柱重量Fk1 = 25 * a1 * a1 * H0 * n1
= 25 * .4 * .4 * 4.4 * 4
=70.4 (KN)
( 4 )池顶荷载Pg = P1 + ht * 18
= 2 + .7 * 18
=14.6 (KN/m^2)
( 5 )池壁重量CB = 25 * (H + 2 * h4 + B) * 2 * H0 * h4
= 25 * ( 9.6 + 2 * .3 + 9.6 )* 2 * 4.4 * .3
=1306.(KN)
( 6 )底板重量DB1 = 25 * AR1 * h1
= 25 * 112.3 * .4
=1123 (KN)
( 7 )顶板重量DB2 = 25 * AR2 * h2
= 25 *104.0 * .2
=520 (KN)
( 8 )水池全重G = CB + DB1 + DB2 + Fk1
=1306.+1123 +520 +70.4
=3019.4(KN)
( 9 )单位面积水重Pwg = (H * B * Hw * 10) / AR1
= ( 9.6 * 9.6 * 4.4 * 10) / 112.3
=36.10(KN/m^2)
( 10 )单位面积垫层重Pd = 23 * h3
= 23 * .1
=2.3 (KN/m^2)
( 11 )地基反力R0 = Pg + G / AR1 + Pwg + Pd
=14.6 + 3019.4 / 112.3 + 36.10 + 2.3
= 80 (KN/m^2)
R0 = 80 (KN/m^2) < R = 90(KN /m^2) 地基承载力满足要求!
4．水池整体抗浮验算
地下水位在底板以下,不需验算
5．水池局部抗浮验算
地下水位在底板以下,不需验算
6．荷 载 计 算
（1）池内水压Pw= rw * H0 = 10 * 4.4 = 44 (KN/m^2)
（2）池外土压Pt：
池壁顶端Pt2 = [Pg + rt * (ht + h2)] * [Tan(45- /2) ^ 2]
= [14.6 + 18 * ( .7 + .2 )] * [Tan(45-30/2) ^ 2]
= 10.2(KN/m^2)
池壁底端Pt1 = [Pg + rt * (ht + h2 + H0)] * [Tan(45- /2) ^ 2]
= [14.6 + 18 * ( .7 + .2 + 4.4 )] * [Tan(45-30/2) ^ 2]
= 36.66(KN/m^2)
池底荷载qD = Pg + (Fk1 + CB + DB2 ) / AR1
= 14.6 +(70.4 +1306.+520 ) / 112.3
= 26.85(KN/m^2)
7．内 力 计 算
(H边)池壁内力计算
H / H0 =9600 /4400=2.1
由于 H / H0 > 2
故按竖向单向板（挡土墙）计算池壁内力
1.池外（土、水）压力作用下池壁内力
Pt0 = Pt1 - Pt2=36.66 -10.2= 26.46 (KN/m^2)
U = Pt2 / Pt1=10.2 /36.66=.27
V = (9 * U ^ 2 + 7 * U + 4) / 20) ^ 0.5=(9 * .27^ 2 + 7 *.27+ 4) /
20) ^ 0.5=.57
QA = [(11 * Pt2 + 4 * Pt1) * H0] / 40=[11 * 10.2 + 4 * 36.66) * 4.4 ]
/ 40=28.
Y0 = (V - U) * H0 / (1 - U)=(.57-.27) * 4400 / (1 -.27)=1.8
最 大 弯 矩Mn1 = QA * Y0 - [Pt2 * (Y0 ^ 2)] / 2 - [(Pt0 * (Y0 ^ 3)] /
(6 * H)
= 28. * 1.8 - [10.2* (1.8 ^ 2)] / 2 - [ 26.46 * (1.8
^ 3)] / (6 * 9.6 )
= 31.1(KN-m)
底 端 弯 矩Mn2 = -(7 * Pt2 + 8 * Pt1) * H0^2 / 120
= -(7 *10.2 + 8 * 36.66) * 4.4 ^2 / 120
= -58.(KN-m)
角隅最大弯矩Mj1 = -0.076 * Pt1 * H0 ^ 2
= -0.076 *36.66 * 4.4 ^ 2
= -15.(KN-m)
2.池内水压力作用下池壁内力
最 大 弯 矩Mw1 = 0.0298 * Pw * H0 ^ 2
= 0.0298 * 44 * 4.4 ^ 2
= 25.3(KN-m)
最大弯矩位置，距底端 0.553 * H0 = 2.4332 (m)
底 端 弯 矩Mw2 = -(Pw * H0 ^ 2) / 15
= -( 44 * 4.4 ^ 2) / 15
= -56.(KN-m)
角隅最大弯矩Mj2 = -0.035 * Pw * H0 ^ 2
= -0.035 * 44 * 4.4 ^ 2
= -29.(KN-m)
由于B边池壁高度与H边相同,故计算从略，内力计算结果参见H边池壁计算。
8．配筋计算
1. 计算截面有效高度
ho=h-as=300-30=270mm
2. 计算相对界限受压区高度
ξb=β1/(1+fy/(Es*εcu))=0.80/(1+360/(2.0*105*0.0033))=0.518
3. 确定计算系数
αs=γo*M/(α1*fc*b*ho*ho)=1.0*58.000*106/(1.0*14.3*1000*270*270)=0.056
4. 计算相对受压区高度
ξ=1-sqrt(1-2αs)=1-sqrt(1-2*0.056)=0.057≤ξb=0.518 满足要求。
