1、沱口泵站闸阀井结构计算书 闸阀井按简单矩形水池计算模型进行计算。 执行规范: 《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010), 本文简称《混凝土规范》 《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011), 本文简称《地基规范》 《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012), 本文简称《荷载规范》 《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB 50069-2002), 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》(CECS 138-2002), 本文简称《水池结构规程》 钢筋:d - HPB300; D -
2、HRB335; E - HRB400; F - RRB400; G - HRB500; Q - HRBF400; R - HRBF500 ----------------------------------------------------------------------- 1 基本资料 1.1 几何信息 水池类型: 有顶盖 半地上 长度L=2.400m, 宽度B=2.400m, 高度H=3.500m, 底板底标高=-3.500m 池底厚h3=250mm, 池壁厚t1=250mm, 池顶板厚h1=200mm,底板外挑长度t2=200mm
3、注:地面标高为±0.000。 (平面图) (剖面图) 1.2 土水信息 土天然重度18.00 kN/m3 , 土饱和重度20.00kN/m3, 土内摩擦角30度 地基承载力特征值fak=100.0kPa, 宽度修正系数ηb=0.00, 埋深修正系数ηd=1.00 地下水位标高-2.000m,池内水深1.500m, 池内水重度10.00kN/m3, 浮托力折减系数1.00, 抗浮安全系数Kf=1.05 1.3 荷载信息 活荷载: 池顶板1.5
4、0kN/m2, 地面20.00kN/m2, 组合值系数0.90 恒荷载分项系数: 水池自重1.20, 其它1.27 活荷载分项系数: 地下水压1.27, 其它1.27 活载调整系数: 其它1.00 活荷载准永久值系数: 顶板0.40, 地面0.40, 地下水1.00, 温湿度1.00 考虑温湿度作用: 池内外温差10.0度, 内力折减系数0.65, 砼线膨胀系数1.00(10-5/°C) 1.4 钢筋砼信息 混凝土: 等级C30, 重度25.00kN/m3, 泊松比0.20 纵筋保护层厚度(mm): 顶板
5、上35,下35), 池壁(内35,外35), 底板(上35,下35) 钢筋级别: HRB400, 裂缝宽度限值: 0.20mm, 配筋调整系数: 1.00 构造配筋采用 混凝土规范GB50010-2010 2 计算内容 (1) 地基承载力验算 (2) 抗浮验算 (3) 荷载计算 (4) 内力(考虑温度作用)计算 (5) 配筋计算 (6) 裂缝验算 (7) 混凝土工程量计算 3 计算过程及结果 单位说明: 弯矩:kN.m/m 钢筋面积:mm2 裂缝宽度:mm 计算说明:双向板计算按查表
6、 恒荷载:水池结构自重,土的竖向及侧向压力,内部盛水压力. 活荷载:顶板活荷载,地面活荷载,地下水压力,温湿度变化作用. 裂缝宽度计算按长期效应的准永久组合. 3.1 地基承载力验算 3.1.1 基底压力计算 (1)水池自重Gc计算 顶板自重G1=28.80 kN 池壁自重G2=163.94kN 底板自重G3=49.00kN 水池结构自重Gc=G1+G2+G3=241.74 kN (2)池内水重Gw计算 池内水重Gw=54.15 k
7、N (3)覆土重量计算 池顶覆土重量Gt1= 0 kN 池顶地下水重量Gs1= 0 kN 底板外挑覆土重量Gt2= 100.88 kN 底板外挑地下水重量Gs2= 26.00 kN 基底以上的覆盖土总重量Gt = Gt1 + Gt2 = 100.88 kN 基底以上的地下水总重量Gs = Gs1 + Gs2 = 26.00 kN (4)活荷载作用Gh 顶板活荷载作用力Gh1= 8.64 kN 地面活荷载作用力Gh2= 41.60 kN
8、 活荷载作用力总和Gh=Gh1+Gh2=50.24 kN (5)基底压力Pk 基底面积: A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=2.800×2.800 = 7.84 m2 基底压强: Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A =(241.74+54.15+100.88+26.00+50.24)/7.840= 60.33 kN/m2 3.1.2 修正地基承载力 (1)计算基础底面以上土的加权平均重度rm rm=[1.500×(20.00-10)+2.000×18.00]/3.500
9、 = 14.57 kN/m3 (2)计算基础底面以下土的重度r 考虑地下水作用,取浮重度,r=20.00-10=10.00kN/m3 (3)根据《地基规范》的要求,修正地基承载力: fa = fak + ηb γ(b - 3) + ηdγm(d - 0.5) = 100.00+0.00×10.00×(3.000-3)+1.00×14.57×(3.500-0.5) = 143.71 kPa 3.1.3 结论: Pk=60.33 < fa=143.71 kPa, 地基承载力满足要
10、求。 3.2 抗浮验算 抗浮力Gk=Gc+Gt+Gs=241.74+100.88+26.00= 368.62 kN 浮力F=(2.400+2×0.200)×(2.400+2×0.200)×1.500×10.0×1.00 =117.60 kN Gk/F=368.62/117.60=3.13 > Kf=1.05, 抗浮满足要求。 3.3 荷载计算 3.3.1 顶板荷载计算: 池顶板自重荷载标准值: P1=25.00×0.200= 5.00 kN/m2 顶板活荷载标准值: Ph1= 1.50 kN/m2 池顶均布荷
11、载基本组合: Qt = 1.20×P1 + 0.90×1.27×1.00×Ph1= 7.71 kN/m2 池顶均布荷载准永久组合: Qte = P1 + 0.40×Ph1= 5.60 kN/m2 3.3.2 池壁荷载计算: (1)池外荷载: 主动土压力系数Ka= 0.33 侧向土压力荷载组合(kN/m2): 部位(标高) 土压力标准值 水压力标准值 活载标准值 基本组合 准永久组合 地面(0.000) 0.00 0.00 6.67 7.62 2.67 池壁顶端(-0.200) 1.20
12、 0.00 6.67 9.14 3.87 地下水位处(-2.000) 12.00 0.00 6.67 22.86 14.67 底板顶面(-3.250) 16.17 12.50 6.67 44.03 31.33 (2)池内底部水压力: 标准值= 15.00 kN/m2, 基本组合设计值= 19.05 kN/m2 3.3.3 底板荷载计算(池内无水,池外填土): 水池结构自重标准值Gc= 241.74kN 基础底面以上土重标准值Gt= 100.88kN 基础底面以上水重标准值Gs= 26.00kN 基础底面以上活载
13、标准值Gh= 50.24kN 水池底板以上全部竖向压力基本组合: Qb = (241.74×1.20+100.88×1.27+26.00×1.27+50.24×1.27×0.90×1.00)/7.840 = 64.88kN/m2 水池底板以上全部竖向压力准永久组合: Qbe = (241.74+100.88+26.00×1.00+1.50×5.760×0.40+20.00×2.080×0.40)/7.840 = 49.58kN/m2 板底均布净反力基本组合: Q = 64.88-0
14、250×25.00×1.20 = 57.38 kN/m2 板底均布净反力准永久组合: Qe = 49.58-0.250×25.00 = 43.33 kN/m2 3.3.4 底板荷载计算(池内有水,池外无土): 水池底板以上全部竖向压力基本组合: Qb = [241.74×1.20+(1.900×1.900×1.500)×10.00×1.27]/7.840 = 45.77kN/m2 板底均布净反力基本组合: Q = 45.77-(0.250×25.00×1.20+1.500×10.0
15、0×1.27) = 19.22kN/m2 水池底板以上全部竖向压力准永久组合: Qbe = [241.74+(1.900×1.900×1.500)×10.00]/7.840 = 37.74kN/m2 板底均布净反力准永久组合: Qe = 37.74-(0.250×25.00+1.500×10.00) = 16.49kN/m2 3.4 内力,配筋及裂缝计算 弯矩正负号规则: 顶板:下侧受拉为正,上侧受拉为负 池壁:内侧受拉为正,外侧受拉为负 底板:上侧受拉为正,下侧受拉为负 荷载组合方
16、式: 1.池外土压力作用(池内无水,池外填土) 2.池内水压力作用(池内有水,池外无土) 3.池壁温湿度作用(池内外温差=池内温度-池外温度) (1)顶板内力: 计算跨度: Lx= 2.100 m, Ly= 2.100 m , 四边简支 按双向板计算. 荷载组合作用弯矩表(kN.m/m) 部位 基本组合 准永久组合 下侧-L向跨中 1.50 1.09 B向跨中 1.50 1.09 上侧-L向边缘 0.00 0.00 B向边缘 0.00
17、 0.00 (2)L侧池壁内力: 计算跨度: Lx= 2.150 m, Ly= 3.050 m , 三边固定,顶边简支 池壁类型: 普通池壁,按双向板计算 基本组合作用弯矩表(kN.m/m) 部位 池外土压力 池内水压力 温湿度作用 基本组合 内侧-水平跨中 4.63 - - 4.63 水平边缘 - 3.32 - 3.32 竖直跨中 2.89 - - 2.89 竖直上边缘 - -0.00 - 0.00 竖直下边缘
18、 - 3.64 - 3.64 外侧-水平跨中 - -1.66 -13.02 -14.68 水平边缘 -9.33 - -15.63 -24.96 竖直跨中 - -1.12 -13.96 -15.08 竖直上边缘 0.00 - -0.00 -0.00 竖直下边缘 -9.07 - -14.17 -23.24 准永久组合作用弯矩表(kN.m/m) 部位 池外土压力 池内水压力 温湿度作用 准永久组合 内侧-水平跨中 3.07 - - 3.07
19、 水平边缘 - 2.61 - 2.61 竖直跨中 1.97 - - 1.97 竖直上边缘 - -0.00 - 0.00 竖直下边缘 - 2.86 - 2.86 外侧-水平跨中 - -1.31 -11.39 -12.69 水平边缘 -6.16 - -13.67 -19.83 竖直跨中 - -0.88 -12.21 -13.09 竖直上边缘 0.00 - -0.00 -0.00 竖直下边缘 -6.26 - -12
20、40 -18.66 (3)B侧池壁内力: 计算跨度: Lx= 2.150 m, Ly= 3.050 m , 三边固定,顶边简支 池壁类型: 普通池壁,按双向板计算 基本组合作用弯矩表(kN.m/m) 部位 池外土压力 池内水压力 温湿度作用 基本组合 内侧-水平跨中 4.63 - - 4.63 水平边缘 - 3.32 - 3.32 竖直跨中 2.89 - - 2.89 竖直上边缘 - -0.00 - 0.00 竖
21、直下边缘 - 3.64 - 3.64 外侧-水平跨中 - -1.66 -13.02 -14.68 水平边缘 -9.33 - -15.63 -24.96 竖直跨中 - -1.12 -13.96 -15.08 竖直上边缘 0.00 - -0.00 -0.00 竖直下边缘 -9.07 - -14.17 -23.24 准永久组合作用弯矩表(kN.m/m) 部位 池外土压力 池内水压力 温湿度作用 准永久组合 内侧-水平跨中 3.07 - - 3
22、07 水平边缘 - 2.61 - 2.61 竖直跨中 1.97 - - 1.97 竖直上边缘 - -0.00 - 0.00 竖直下边缘 - 2.86 - 2.86 外侧-水平跨中 - -1.31 -11.39 -12.69 水平边缘 -6.16 - -13.67 -19.83 竖直跨中 - -0.88 -12.21 -13.09 竖直上边缘 0.00 - -0.00 -0.00 竖直下边缘 -6.26
23、 -12.40 -18.66 (4)底板内力: 计算跨度:Lx= 2.150m, Ly= 2.150m , 四边简支+池壁传递弯矩 按双向板计算. 1.池外填土,池内无水时,荷载组合作用弯矩表(kN.m/m) 基本组合作用弯矩表 部位 简支基底反力 池壁传递弯矩 弯矩叠加 上侧-L向跨中 11.71 - 0.58 B向跨中 11.71 - 0.58 下侧-L向边缘 0.00 -23.24 -23.24 B向边缘 0.00 -23.24 -23
24、24 L向跨中 - -11.13 - B向跨中 - -11.13 - 准永久组合作用弯矩表 部位 简支基底反力 池壁传递弯矩 弯矩叠加 上侧-L向跨中 8.85 - - B向跨中 8.85 - - 下侧-L向边缘 0.00 -18.66 -18.66 B向边缘 0.00 -18.66 -18.66 L向跨中 - -8.94 -0.09 B向跨中 - -8.94 -0.09 2.池内有水,池外无土时,荷载组
25、合作用弯矩表(kN.m/m) 基本组合作用弯矩表 部位 简支基底反力 池壁传递弯矩 弯矩叠加 上侧-L向跨中 3.92 1.74 5.67 B向跨中 3.92 1.74 5.67 L向边缘 0.00 3.64 3.64 B向边缘 0.00 3.64 3.64 准永久组合作用弯矩表 部位 简支基底反力 池壁传递弯矩 弯矩叠加 上侧-L向跨中 3.37 1.37 4.74 B向跨中 3.37 1.37 4.74 L向边缘 0.00 2.86
26、 2.86 B向边缘 0.00 2.86 2.86 (5)配筋及裂缝: 配筋计算方法:按单筋受弯构件计算板受拉钢筋. 裂缝计算根据《给排水结构规范》附录A公式计算. 按基本组合弯矩计算配筋,按准永久组合弯矩计算裂缝,结果如下: ①顶板配筋及裂缝表(弯矩:kN.m/m, 面积:mm2/m, 裂缝:mm) 部位 弯矩 计算面积 实配钢筋 实配面积 裂缝宽度 下侧-L向跨中 1.50 400 E12@250 452 0.02 B向跨中 1.50 400
27、 E12@250 452 0.02 上侧-L向边缘 0.00 400 E12@250 452 0.00 B向边缘 0.00 400 E12@250 452 0.00 ②L侧池壁配筋及裂缝表(弯矩:kN.m/m, 面积:mm2/m, 裂缝:mm) 部位 弯矩 计算面积 实配钢筋 实配面积 裂缝宽度 内侧-水平跨中 4.63 500 E12@220 514 0.03 水平边缘 3.32 500 E12@220 514 0.03 竖直跨中 2.89 500 E12@220
28、514 0.02 竖直上边缘 0.00 500 E12@220 514 0.00 竖直下边缘 3.64 500 E12@220 514 0.03 外侧-水平跨中 -14.68 500 E12@220 514 0.13 水平边缘 -24.96 500 E12@220 514 0.20 竖直跨中 -15.08 500 E12@220 514 0.13 竖直上边缘 -0.00 500 E12@220 514 0.00 竖直下边缘 -23.24 500 E12@
29、220 514 0.19 ③B侧池壁配筋及裂缝表(弯矩:kN.m/m, 面积:mm2/m, 裂缝:mm) 部位 弯矩 计算面积 实配钢筋 实配面积 裂缝宽度 内侧-水平跨中 4.63 500 E12@220 514 0.03 水平边缘 3.32 500 E12@220 514 0.03 竖直跨中 2.89 500 E12@220 514 0.02 竖直上边缘 0.00 500 E12@220 514 0.00 竖直下边缘 3.64 500 E12@220 5
30、14 0.03 外侧-水平跨中 -14.68 500 E12@220 514 0.13 水平边缘 -24.96 500 E12@220 514 0.20 竖直跨中 -15.08 500 E12@220 514 0.13 竖直上边缘 -0.00 500 E12@220 514 0.00 竖直下边缘 -23.24 500 E12@220 514 0.19 ④底板配筋及裂缝表(弯矩:kN.m/m, 面积:mm2/m, 裂缝:mm) 部位 弯矩 计算面积 实配钢筋 实
31、配面积 裂缝宽度 上侧-L向跨中 5.67 500 E12@220 514 0.05 B向跨中 5.67 500 E12@220 514 0.05 L向边缘 3.64 500 E12@220 514 0.03 B向边缘 3.64 500 E12@220 514 0.03 下侧-L向跨中 0.00 500 E12@220 514 0.00 B向跨中 0.00 500 E12@220 514 0.00 L向边缘 -23.24 500 E12@220 514 0.19 B向边缘 -23.24 500 E12@220 514 0.19 裂缝验算均满足.






