矩形水池结构计算书

矩形水池结构计算书

项目名称_____________日 期_____________ 设 计 者_____________校 对 者_____________

一、示意图：

二、基本资料：

1．依据规范及参考书目： 《水工混凝土结构设计规范》(SL 191-2008)，以下简称《砼规》 《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)，以下简称《地基规范》 《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069-2002)，以下简称《给排水结规》 《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》(CECS138-2002)，简称《水池结规》 《建筑结构静力计算手册》（第二版） 2．几何信息： 水池类型: 无顶盖，半地下水池 水池长度L ＝ 11940 mm， 宽度B ＝ 5990 mm， 高度H ＝ 4180 mm 地面标高 ＝ 0.000 m， 池底标高 ＝ -4.180 m 池壁厚度t3 ＝ 400 mm，池壁贴角c1 ＝ 0 mm 底板中间厚度t2 ＝ 400 mm，底板两侧厚度t4 ＝ 400 mm 底板贴角长度c2 ＝ 0 mm，底板外挑长度a ＝ 400 mm 池壁顶端约束形式: 自由 底板约束形式: 固定

3．地基土、地下水和池内水信息： 地基土天然容重γ ＝ 18.00 kN/m3，天然容重γm ＝ 20.00 kN/m3 地基土内摩擦角φ ＝ 30.00 度， 地下水位标高 ＝ -2.000 m 池内水深HW ＝ 0.00 mm， 池内水重度γs ＝ 10.00 kN/m3 地基承载力特征值fak ＝ 120.00 kPa 宽度修正系数ηb ＝ 0.00， 埋深修正系数ηd ＝ 1.00 修正后地基承载力特征值fa ＝ 170. kPa 浮托力折减系数 ＝ 1.00， 抗浮安全系数Kf ＝ 1.05 4．荷载信息：

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地面活荷载q ＝ 10.00 kN/m2，活荷载组合值系数 ＝ 0.90 恒荷载分项系数: 池身的自重γG1 ＝ 1.20, 其它γG ＝ 1.27 活荷载分项系数: 地下水压力γQ1 ＝ 1.27, 其它γQ ＝ 1.27 地面活荷载准永久值系数ψq ＝ 0.40 温（湿）度变化作用的准永久值系数ψt ＝ 1.00 池内外温差或湿度当量温差△t ＝ 10.0 度 温差作用弯矩折减系数ηs ＝ 0.65 混凝土线膨胀系数αc ＝ 1.00×10-5 /℃ 5．材料信息： 混凝土强度等级： C25 轴心抗压强度标准值fck ＝ 16.70 N/mm2；轴心抗拉强度标准值ftk ＝ 1.78 N/mm2 轴心抗压强度设计值fc ＝ 11.90 N/mm2；轴心抗拉强度设计值ft ＝ 1.27 N/mm2 混凝土弹性模量Ec ＝ 2.80×104 N/mm2 纵向受力钢筋种类： HRB400 钢筋强度设计值fy ＝ 360 N/mm2；弹性模量Es ＝ 2.00×105 N/mm2 钢筋混凝土重度γc ＝ 25.0 kN/m3，泊松比μc ＝ 0.167 内侧钢筋保护层厚度as ＝ 35 mm，外侧保护层厚度as' ＝ 35 mm 裂缝宽度限值[ωmax] ＝ 0.200 mm，配筋调整系数 ＝ 1.00

三、地基承载力验算及抗浮验算：

1．基底压力计算： 池壁自重G2 ＝ 1295.03 kN 底板及底板贴角自重G3 ＝ 865.05 kN 水池自重Gc ＝ G1 ＋ G2 ＋ G3 ＝ 0.00 ＋ 1295.03 ＋ 865.05 ＝ 2160.07 kN 池内水重Gw ＝ 0.00 kN 池顶覆土重量Gt1 ＝ 0.00 kN 池顶地下水重量Gs1 ＝ 0.00 kN 底板外挑覆土重量Gt2 ＝ 806.14 kN 底板外挑地下水重量Gs2 ＝ 266.72 kN 基底以上的覆盖土总重量Gt ＝ Gt1 ＋ Gt2 ＝ 0.00 ＋ 806.14 ＝ 806.14 kN 基底以上的地下水总重量Gs ＝ Gs1 ＋ Gs2 ＝ 0.00 ＋ 266.72 ＝ 266.72 kN 顶板活荷载作用力Gh1 ＝ 0.00 kN 地面活荷载作用力Gh2 ＝ 149.84 kN 活荷载作用力总和Gh ＝ Gh1 ＋ Gh2 ＝ 0.00 ＋ 149.84 ＝ 149.84 kN 基底面积A ＝ 86.50 m2 基底压强Pk ＝ (Gc ＋ Gw ＋ Gt ＋ Gs ＋ Gh) / A ＝ (2160.07＋0.00＋806.14＋266.72＋149.84)/86.505 ＝ 39.11 kN/m2 2．修正地基承载力： 依照《建筑地基基础设计规范》式5.2.4： fa = fak＋ηb×γ×(b－3)＋ηd×γm×(d－0.5)

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fa = 120.00＋0.00×10.00×(6.0－3)＋1.00×13.83×(4.2－0.5) = 170. kN/m2 3．地基承载力验算结论： Pk ＝ 39.11 kN/m2 ≤ fa ＝ 170. kN/m2 故地基承载力满足要求。 4．抗浮验算： 抗浮力Gk ＝ Gc ＋ Gt ＋ Gs ＝ 2160.07 ＋ 806.14 ＋ 266.72 ＝ 3232.93 kN 浮力F ＝ 1885.80 kN Gk / F ＝ 3232.93 / 1885.80 ＝ 1.71 ≥ Kf ＝ 1.05 故抗浮验算满足要求。

四、荷载计算：

1．池壁荷载计算： 池外荷载： 主动土压力系数Ka ＝ 0.333 侧向压力荷载组合(kN/m2)： 表中：Hi -- 距池底高度，m ptk -- 作用在池壁的土压力标准值，kN/m2 psk -- 作用在池壁的地下水压力标准值，kN/m2 pqk -- 地面活荷载作用在池壁的侧向压力标准值，kN/m2 Qw -- 作用在池壁的侧向压力基本组合值，kN/m2 Qwk -- 作用在池壁的侧向压力准永久组合值，kN/m2 Hi 3.78 1.78 0.0

ptk 0.00 12.00 17.93 psk 0.00 0.00 17.80 pqk 3.33 3.33 3.33 Qw 3.81 19.05 49.19 Qwk 1.33 13.33 37.07 池内底部水压力： 标准值psk ＝ 0.00 kN/m2 基本组合设计值ps ＝ 0.00 kN/m2 2．底板荷载计算(池内无水，池外填土)： 水池结构自重标准值Gc ＝ 2160.07 kN 基础底面以上土重标准值Gt ＝ 806.14 kN 基础底面以上水重标准值Gs ＝ 266.72 kN 基础底面以上活载标准值Gh ＝ 149.84 kN 水池底板以上全部竖向压力基本组合： Qb ＝ （γG1×Gc＋γG×Gt＋γQ1×Gs＋ψc×γQ×Gh）/A ＝ （1.20×2160.07＋1.27×806.14＋1.27×266.72＋0.90×1.27×149.84） /86.505 ＝ 47.70 kN/m2 水池底板以上全部竖向压力准永久组合： Qbk ＝ （Gc＋Gt＋ψs×Gs＋ψq×Gq＋ψq1×Gq1）/A ＝ （2160.07＋806.14＋1.00×266.72＋0.40×149.84＋0.40×0.00）/86.505

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＝ 38.07 kN/m2 板底均布净反力基本组合： Q ＝ 47.70－1.20×25.0×0.400 ＝ 35.70 kN/m2 板底均布净反力准永久组合： Qk ＝ 38.07－25.0×0.400 ＝ 28.07 kN/m2 3．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 ＝ （γG1×Gc＋γG×Gw＋γQ×Gh）/A ＝ （1.20×2160.07＋1.27×0.00＋1.27×0.00）/86.505 ＝ 29.96 kN/m2 水池底板以上全部竖向压力准永久组合： Qbk ＝ （Gc＋Gw＋ψq1×Gq1）/A ＝ （2160.07＋0.00＋0.40×0.00）/86.505 ＝ 24.97 kN/m2 板底均布净反力基本组合： Q ＝ 29.96－1.20×25.0×0.400－1.27×10.00×0.00 ＝ 17.96 kN/m2 板底均布净反力准永久组合： Qk ＝ 24.97－25.0×0.400－10.00×0.00 ＝ 14.97 kN/m2

五、内力计算：

弯矩正负号规则： 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．L侧池壁内力计算： 计算跨度：Lx ＝ 11.0 m，Ly ＝ 3.780 m，三边固定，顶边自由 池壁类型：普通池壁，按双向板计算 H＝2L处池外土压力作用下的水平向跨中弯矩： 基本组合M ＝ 20.16 kN·m，准永久组合Mk ＝ 13.83 kN·m H＝2L处池内水压力作用下的水平向边缘弯矩： 基本组合M ＝ -0.00 kN·m，准永久组合Mk ＝ -0.00 kN·m 基本组合作用弯矩表（kN·m/m）： 表中：M1 -- 池外填土，池内无水时，池壁的基本组合作用弯矩值 M2 -- 池内有水，池外无土时，池壁的基本组合作用弯矩值 Mo -- 温湿度作用下，池壁的基本组合作用弯矩值

部 位 L侧墙横向跨中-内侧 L侧墙横向跨中-外侧 L侧墙横向边缘-内侧 L侧墙横向边缘-外侧 L侧墙竖向跨中-内侧 标准文案

M1 20.16 - - -74.01 1.32 M2 - -0.00 -0.00 - - Mo - - - -29.36 - 基本组合 20.16 0.00 0.00 -103.37 1.32 实用文档

L侧墙竖向跨中-外侧 L侧墙竖向下边缘-内侧 L侧墙竖向下边缘-外侧 L侧墙竖向上边缘-内侧 L侧墙竖向上边缘-外侧 - -0.00 - -0.00 - -0.00 - -101.91 - 0.00 - - - - - 0.00 0.00 -101.91 0.00 0.00 准永久组合作用弯矩表（kN·m/m）： 表中：MK1 -- 池外填土，池内无水时，池壁的准永久组合作用弯矩值 MK2 -- 池内有水，池外无土时，池壁的准永久组合作用弯矩值 MKO -- 温湿度作用下，池壁的准永久组合作用弯矩值

部 位 L侧墙横向跨中-内侧 L侧墙横向跨中-外侧 L侧墙横向边缘-内侧 L侧墙横向边缘-外侧 L侧墙竖向跨中-内侧 L侧墙竖向跨中-外侧 L侧墙竖向下边缘-内侧 L侧墙竖向下边缘-外侧 L侧墙竖向上边缘-内侧 L侧墙竖向上边缘-外侧 MK1 13.83 - - -49.55 1.75 - -0.00 - -0.00 - MK2 - -0.00 -0.00 - - -0.00 - -71.85 - 0.00 MKO - - - -25.68 - - - - - - 准永久组合 13.83 0.00 0.00 -75.24 1.75 0.00 0.00 -71.85 0.00 0.00 2．B侧池壁内力计算： 计算跨度：Lx ＝ 5.590 m，Ly ＝ 3.780 m，三边固定，顶边自由 池壁类型：普通池壁，按双向板计算 H＝2L处池外土压力作用下的水平向跨中弯矩： 基本组合M ＝ 17.46 kN·m，准永久组合Mk ＝ 11. kN·m H＝2L处池内水压力作用下的水平向边缘弯矩： 基本组合M ＝ -0.00 kN·m，准永久组合Mk ＝ -0.00 kN·m 基本组合作用弯矩表（kN·m/m）： 表中：M1 -- 池外填土，池内无水时，池壁的基本组合作用弯矩值 M2 -- 池内有水，池外无土时，池壁的基本组合作用弯矩值 Mo -- 温湿度作用下，池壁的基本组合作用弯矩值

部 位 B侧墙横向跨中-内侧 B侧墙横向跨中-外侧 B侧墙横向边缘-内侧 B侧墙横向边缘-外侧 B侧墙竖向跨中-内侧 B侧墙竖向跨中-外侧 B侧墙竖向下边缘-内侧 M1 17.46 - - -32.99 10.78 - -0.00 M2 - -0.00 -0.00 - - -0.00 - Mo - - - -29.36 - - - 基本组合 17.46 -31.60 0.00 -66.66 10.78 -23.37 0.00 标准文案

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B侧墙竖向下边缘-外侧 B侧墙竖向上边缘-内侧 B侧墙竖向上边缘-外侧 - -0.00 - -45.11 - 0.00 - - - -81.40 0.00 0.00 准永久组合作用弯矩表（kN·m/m）： 表中：MK1 -- 池外填土，池内无水时，池壁的准永久组合作用弯矩值 MK2 -- 池内有水，池外无土时，池壁的准永久组合作用弯矩值 MKO -- 温湿度作用下，池壁的准永久组合作用弯矩值

部 位 B侧墙横向跨中-内侧 B侧墙横向跨中-外侧 B侧墙横向边缘-内侧 B侧墙横向边缘-外侧 B侧墙竖向跨中-内侧 B侧墙竖向跨中-外侧 B侧墙竖向下边缘-内侧 B侧墙竖向下边缘-外侧 B侧墙竖向上边缘-内侧 B侧墙竖向上边缘-外侧 MK1 11. - - -23.51 8.00 - -0.00 - -0.00 - MK2 - -0.00 -0.00 - - -0.00 - -32.65 - 0.00 MKO - - - -25.68 - - - - - - 准永久组合 11. -27. 0.00 -52.97 8.00 -20.45 0.00 -.41 0.00 0.00 3．底板内力计算： 计算跨度：Lx ＝ 11.0 m，Ly ＝ 5.590 m，四边固定 Lx / Ly ＝ 2.06 > 2.0，按y向的单向板计算。 基本组合作用弯矩表（kN·m/m）： 表中：M1 -- 池外填土，池内无水时，基底反力对底板作用的弯矩 M2 -- 池内有水，池外无土时，基底反力对底板作用的弯矩 部 位 底板L向跨中-上侧 底板L向跨中-下侧 底板L向边缘-上侧 底板L向边缘-下侧 底板B向跨中-上侧 底板B向跨中-下侧 底板B向边缘-上侧 底板B向边缘-下侧 M1 0.00 0.00 0.00 0.00 139.43 139.43 0.00 0.00 M2 0.00 0.00 0.00 0.00 70.17 70.17 0.00 0.00 基本组合 0.00 0.00 0.00 0.00 139.43 0.00 0.00 0.00 准永久组合作用弯矩表（kN·m/m）： 表中：MK1 -- 池外填土，池内无水时，基底反力对底板作用的弯矩 MK2 -- 池内有水，池外无土时，基底反力对底板作用的弯矩 部 位 MK1 MK2 准永久组合 标准文案

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底板L向跨中-上侧 底板L向跨中-下侧 底板L向边缘-上侧 底板L向边缘-下侧 底板B向跨中-上侧 底板B向跨中-下侧 底板B向边缘-上侧 底板B向边缘-下侧 0.00 0.00 0.00 0.00 109.63 109.63 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 58.48 58.48 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 109.63 0.00 0.00 0.00 六、配筋及裂缝计算：

配筋计算方法：依据《砼规》第6.2条规定按单筋受弯构件计算。 抗裂验算根据：依据《砼规》第8.7条进行抗裂验算。 裂缝宽度计算：依据《砼规》第8.进行裂缝宽度计算。 按基本组合弯矩计算配筋，按准永久组合弯矩计算裂缝。 1．表中符号意义： M -- 截面的基本组合作用弯矩值，kN·m/m MK -- 截面的准永久组合作用弯矩值，kN·m/m As -- 截面的钢筋计算面积，mm2/m As' -- 截面的钢筋实配面积，mm2/m ωmax -- 截面的裂缝宽度，mm 2．L侧池壁配筋及裂缝表：

部 位 L侧墙横向跨中-内侧 L侧墙横向边缘-内侧 L侧墙横向跨中-外侧 L侧墙横向边缘-外侧 L侧墙竖向跨中-内侧 L侧墙竖向下边缘-内侧 L侧墙竖向上边缘-内侧 L侧墙竖向跨中-外侧 L侧墙竖向下边缘-外侧 L侧墙竖向上边缘-外侧 M 20.16 0.00 0.00 -103.37 1.32 0.00 0.00 0.00 -101.91 0.00 MK 13.83 0.00 0.00 -75.24 1.75 0.00 0.00 0.00 -71.85 0.00 As 8 8 8 1113 8 8 8 8 1097 8 实配钢筋 φ12@150 φ12@150 φ12@100 φ12@100 φ12@150 φ12@150 φ12@150 φ12@200 φ12@100 φ12@200 As' 7 7 1131 1131 7 7 7 565 1131 565 ωmax 0.053 0.000 0.000 0.191 0.007 0.000 0.000 0.000 0.183 0.000 3．B侧池壁配筋及裂缝表：

部 位 B侧墙横向跨中-内侧 B侧墙横向边缘-内侧 B侧墙横向跨中-外侧 B侧墙横向边缘-外侧 B侧墙竖向跨中-内侧 M 17.46 0.00 -31.60 -66.66 10.78 MK 11. 0.00 -27. -52.97 8.00 As 8 8 8 705 8 实配钢筋 φ12@150 φ12@150 φ12@150 φ12@150 φ12@150 As' 7 7 7 7 7 ωmax 0.045 0.000 0.105 0.202 0.031 标准文案

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B侧墙竖向下边缘-内侧 B侧墙竖向上边缘-内侧 B侧墙竖向跨中-外侧 B侧墙竖向下边缘-外侧 B侧墙竖向上边缘-外侧 4．底板配筋及裂缝表： 部 位 底板L向跨中-上侧 底板L向边缘-上侧 底板L向跨中-下侧 底板L向边缘-下侧 底板B向跨中-上侧 底板B向边缘-上侧 底板B向跨中-下侧 底板B向边缘-下侧

M 0.00 0.00 -23.37 -81.40 0.00 0.00 0.00 -20.45 -.41 0.00 8 8 8 868 8 φ12@150 φ12@150 φ12@100 φ12@100 φ12@100 7 7 1131 1131 1131 0.000 0.000 0.052 0.1 0.000 MK 0.00 0.00 0.00 0.00 109.63 0.00 0.00 0.00 As 8 8 8 8 1529 8 8 8 实配钢筋 φ12@150 φ12@150 φ12@150 φ12@150 φ12@70 φ12@70 φ12@150 φ12@150 As' 7 7 7 7 1616 1616 7 7 ωmax 0.000 0.000 0.000 0.000 0.195 0.000 0.000 0.000 0.00 0.00 0.00 0.00 139.43 0.00 0.00 0.00 标准文案