扶壁式擋水墻設(shè)計

1、.扶壁式擋水墻設(shè)計(FDSQ-2)項目名稱構(gòu)件編號日期設(shè)計校對審核執(zhí)行規(guī)范:混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB 50010-2010), 本文簡稱混凝土規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB 50007-2002), 本文簡稱地基規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 50009-2001), 本文簡稱荷載規(guī)范給水排水工程鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程(CECS 138-2002), 本文簡稱水池結(jié)構(gòu)規(guī)程 給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊(第二版)，本文簡稱給排水手冊鋼筋：d - HPB300; D - HRB335; E - HRB400; F - RRB400; G - HRB500; P - HRBF335; Q - HRBF4

2、00; R - HRBF500-1 設(shè)計資料1.1 計算簡圖 1.2 已知條件1.2.1 幾何信息壁板高(m)4.000 厚(m)0.400底板內(nèi)懸挑長(m)3.000 外懸挑長(m)1.500 厚(m)0.500扶壁頂寬(m)0.300 厚(m)0.400 間距(m)6.000地面標高(m)0.000池底標高(m)-0.500地下水標高(m)-1.000池內(nèi)水深(m)3.000壁板頂支承自由1.2.2 荷載及地基土信息土天然容重(kN/m3)18.000土飽和容重(kN/m3)20.000土內(nèi)摩擦角(度)30.0基底與土摩擦系數(shù)0.30承載力特征值輸入未修正承載力特征值(kPa)100.00

3、寬度修正系數(shù)0.00深度修正系數(shù)1.00附加荷載標準值-恒 (kN)0.00 -活 (kN)0.00地面堆載標準值(kPa)10.00混凝土容重(kN/m3)25.00考慮溫濕度應(yīng)力分項系數(shù) 自重荷載1.20 其它恒載1.27 地下水壓1.27 其它活載1.27準永久值系數(shù)附加活載0.40 地面活載1.00 地下水壓1.00 溫(濕)作用-扶壁壁板自重調(diào)整1.001.2.3 鋼筋混凝土信息砼強度等級C30主筋級別HRB335壁板和扶壁配筋方法壓彎考慮p-效應(yīng)豎向配筋方式非對稱配筋調(diào)整系數(shù)1.0裂縫寬度限值(mm)0.20裂縫控制配筋縱筋保護層厚內(nèi)/上外/下壁板(mm)3535底板(mm)353

4、5扶壁(mm)3535鋼筋取值范圍最小最大最優(yōu)直徑范圍(mm)123214間距范圍(mm)703001.3 計算內(nèi)容 (1) 地基承載力驗算 (2) 抗滑移驗算 (3) 抗傾覆驗算 (4) 內(nèi)力配筋計算 (5) 裂縫計算 2 計算過程及計算結(jié)果2.1 各工況荷載標準值計算 工況1：池內(nèi)有水，池外無土 工況2：池內(nèi)有水，池外有土 工況3：池內(nèi)無水，池外有土 工況1工況2工況3壁板重(kN/m)40.0040.0040.00底板重(kN/m)61.2561.2561.25扶壁重(kN)36.0036.0036.00池內(nèi)底板上水重(kN/m)90.0090.000.00池內(nèi)底板上水壓(kPa)30.

5、0030.000.00池外底板上水重(kN/m)0.000.000.00池外扶壁上水重(kN/m)0.000.000.00池外底板底水壓(kPa)0.000.000.00池外底板上土重(kN/m)0.000.000.00池外扶壁上土重(kN/m)0.000.000.00池外底板底土壓(kPa)0.003.003.00池外底板上堆載(kN/m)0.0015.0015.00池外扶壁上堆載(kN/m)0.000.000.00池外堆載側(cè)壓(kPa)0.003.333.33附加荷載-活(kN)0.000.000.00附加荷載-恒(kN)0.000.000.002.2 地基承載力驗算2.2.1 地基承載力

6、 根據(jù)地基規(guī)范5.2.4 式中： fa 修正后的地基承載力特征值 fak 地基承載力特征值,按地基規(guī)范第5.2.3條的原則確定 b,d 基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù),按基底下土的類別查地基規(guī)范表5.2.4取值 基礎(chǔ)底面以下土的重度,地下水位以下取浮重度 m 基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度,地下水位以下取浮重度 b 基礎(chǔ)底面寬度,當基寬小于3m按3m取值,大于6m按6m取值 d 基礎(chǔ)埋置深度,一般自室外地面標高算起 基底以下土的重度(kN/m3) : 18.00 基底寬b(m) : 4.90 工況1工況2工況3d(m)0.000.250.25m(kN/m3)0.0018.0018.00fa(

7、kPa)100.00100.00100.00 2.2.2 基底反力計算及承載力驗算 根據(jù)給排水手冊3.2.2 計算 式中： pk 相應(yīng)于荷載效應(yīng)標準組合時，底板平均應(yīng)力 pkmax 相應(yīng)于荷載效應(yīng)標準組合時，底板邊緣最大應(yīng)力 pkmin 相應(yīng)于荷載效應(yīng)標準組合時，底板邊緣最小應(yīng)力 fa 修正后的地基承載力特征值 Fk 相應(yīng)于荷載效應(yīng)標準組合時，底板以上部分的壁重和水(土)重 Gk 底板自重 Mk 相應(yīng)于荷載效應(yīng)標準組合時，作用于基底面的力矩值 W 底板底面的抵抗矩 取扶壁間距寬長度計算 底板底面積(m2) : 29.40 底板底面抵抗矩(m3) : 24.01 工況1工況2工況3Fk+Gk(k

8、N)1183.501267.50727.50Mk(kN.m)124.80121.55229.55pk(kPa)40.2643.1124.74pkmax(kPa)45.4548.1734.31pkmin(kPa)35.0638.0515.18fa(kPa)100.00100.00100.00結(jié)論滿足滿足滿足2.3 抗滑移驗算 根據(jù)給排水手冊3.2.2 式 3.2.2-5 計算 式中： 底板與地基土之間的摩擦系數(shù)，可參照給排水手冊表1.1.4-1取值 Ek 相應(yīng)于荷載效應(yīng)標準組合時，側(cè)向荷載(水或土)對壁板的水平推力 工況1工況2工況3Fk+Gk(kN)1183.501183.50727.50Ek

9、(kN)-270.00-265.5014.50抗滑移安全系數(shù)1.321.3415.05結(jié)論滿足滿足滿足 注：1. 側(cè)向荷載向右為正，向左為負 2.4 抗傾覆驗算 根據(jù)給排水手冊3.2.2 式3.2.2-6 計算 式中： ME 水平推力對轉(zhuǎn)動點的傾覆力矩 MN 垂直力對轉(zhuǎn)動點的抗傾覆力矩 向左側(cè)抗傾覆： 工況1工況2工況3ME左(kN.m)405.00404.25-0.75MN左(kN.m)-3179.78-3179.78-1343.78抗傾覆安全系數(shù)-左7.857.87-結(jié)論滿足滿足- 注：1. 彎矩逆時針為正，順時針為負 向右側(cè)抗傾覆： 工況1工況2工況3ME右(kN.m)405.00401

10、.75-3.25MN右(kN.m)2619.372619.371809.38抗傾覆安全系數(shù)-右-556.73結(jié)論-滿足 注：1. 彎矩逆時針為正，順時針為負 2.5 內(nèi)力、配筋及裂縫計算2.5.1 基底反力計算 參見 地基承載力地基反力計算 式中： e 偏心距 工況1工況2工況3基 本 - F+G(kN)1458.001564.68878.88 M(kN.m)142.20138.07275.23 e(m)-0.10-0.09-0.31 p1(kPa) / L1(m)55.51 / 0.0058.97 / 0.0041.36 / 0.00 p2(kPa) / L2(m)43.67 / 4.904

11、7.47 / 4.9018.43 / 4.90準永久 - F+G(kN)1183.501267.50727.50 M(kN.m)124.80121.55229.55 e(m)-0.11-0.10-0.32 p1(kPa) / L1(m)45.45 / 0.0048.17 / 0.0034.31 / 0.00 p2(kPa) / L2(m)35.06 / 4.9038.05 / 4.9015.18 / 4.90 注：1. 彎矩M 逆時針為正，順時針為負 2. 偏心距e 右偏為正，左偏為負 3. L1, L2 距底板左端水平距離 2.5.2 壁板計算 壁板外側(cè)受拉為正, 內(nèi)側(cè)受拉為負 (1) 內(nèi)力

12、計算 0.5 HB/L=4.00/6.00=0.67 2.0, 壁板按雙向板計算 工況1工況2工況3基 本-池底內(nèi)水壓(kPa)38.1038.100.00 池底外水壓(kPa)0.000.000.00 池底外土壓(kPa)0.000.000.00 堆載側(cè)壓(kPa)0.004.234.23 M上(kN.m)/N(kN)0.00/0.000.00/0.000.00/0.00 M下(kN.m)/N(kN)-26.49/48.00-26.49/48.000.00/48.00 M左(kN.m)-15.99-15.990.00 M右(kN.m)-15.99-15.990.00 M水平中(kN.m)6.

13、216.210.00 M垂直中(kN.m)/N(kN)7.39/24.007.39/24.000.00/24.00 M水平上-左(kN.m)5.825.820.00 M水平上-中(kN.m)-8.39-8.390.00 M水平上-右(kN.m)5.825.820.00準永久-池底內(nèi)水壓(kPa)30.0030.000.00 池底外水壓(kPa)0.000.000.00 池底外土壓(kPa)0.000.000.00 堆載側(cè)壓(kPa)0.003.333.33 M上(kN.m)/N(kN)0.00/0.000.00/0.000.00/0.00 M下(kN.m)/N(kN)-20.85/40.00-

14、20.85/40.000.00/40.00 M左(kN.m)-12.59-12.590.00 M右(kN.m)-12.59-12.590.00 M水平中(kN.m)4.894.890.00 M垂直中(kN.m)/N(kN)5.82/20.005.82/20.000.00/20.00 M水平上-左(kN.m)4.584.580.00 M水平上-中(kN.m)-6.61-6.610.00 M水平上-右(kN.m)4.584.580.00 注：1. 內(nèi)力結(jié)果為單位寬(1m)內(nèi)力 (2) 配筋裂縫計算 水平方向按純彎構(gòu)件計算, 豎向按壓彎構(gòu)件計算 位置MN計算As配筋實配As裂縫 (kN.m/m)(k

15、N/m)(mm2/m) (mm2/m)(mm)內(nèi)側(cè)-上-0.000.00858D121308700.000 下-26.4948.00800D141908100.111 左-15.990.00858D121308700.059 右-15.990.00858D121308700.059 跨中水平-0.000.00858D121308700.000 跨中垂直-0.0024.00800D141908100.000 水平上-左-0.000.00858D121308700.000 中-8.390.00858D121308700.031 右-0.000.00858D121308700.000外側(cè)-上0.00

16、0.00858D121308700.000 下0.0048.00800D141908100.000 左0.000.00858D121308700.000 右0.000.00858D121308700.000 跨中水平6.210.00858D121308700.023 跨中垂直7.3924.00800D141908100.024 水平上-左5.820.00858D121308700.022 中0.000.00858D121308700.000 右5.820.00858D121308700.022 注：1. 計算配筋面積小于零為超筋, 配筋為空時選筋失敗 (3) 結(jié)果簡圖 2.5.3 底板計算 底

17、板下側(cè)受拉為正, 上側(cè)受拉為負 (1) 池內(nèi)底板內(nèi)力計算 按懸臂板計算, 地基反力參見 2.5.1 工況1工況2工況3基 本 - 池內(nèi)水重(kN/m)38.1038.100.00 M左(kN.m)/L1(m)-31.56/1.90-14.77/1.9036.49/1.90 M中(kN.m)/L2(m)-9.25/3.40-5.01/3.406.49/3.40 M右(kN.m)/L3(m)0.00/4.900.00/4.90-0.00/4.90準永久 - 池內(nèi)水重(kN/m)30.0030.000.00 M左(kN.m)/L1(m)-23.95/1.90-10.73/1.9029.64/1.90

18、 M中(kN.m)/L2(m)-7.18/3.40-3.84/3.405.21/3.40 M右(kN.m)/L3(m)0.00/4.900.00/4.900.00/4.90 注：1. 內(nèi)力結(jié)果為單位寬(1m)內(nèi)力 2. L1, L2, L3 計算截面距底板左端水平距離 (2) 池外底板內(nèi)力計算 HB/L=1.50/6.00=0.25 < 0.5, 池外底板按壁板端固定, 另一端自由單跨梁計算, 壁板角隅區(qū)彎矩根據(jù)給排水手冊 式 3.2.2-7 計算 工況1工況2工況3基 本-池外水重(kN/m)0.000.000.00 池外土重(kN/m)0.000.000.00 池外堆載(kN/m)0

19、.0012.7012.70 M左(kN.m)/L1(m)0.00/0.000.00/0.000.00/0.00 M中(kN.m)/L2(m)11.22/0.758.63/0.753.51/0.75 M右(kN.m)/L3(m)44.22/1.5033.86/1.5012.73/1.50 角隅彎矩(kN.m)-52.36-43.53-25.83準永久-池外水重(kN/m)0.000.000.00 池外土重(kN/m)0.000.000.00 池外堆載(kN/m)0.0010.0010.00 M左(kN.m)/L1(m)-0.00/0.000.00/0.00-0.00/0.00 M中(kN.m)/

20、L2(m)9.12/0.757.08/0.753.05/0.75 M右(kN.m)/L3(m)35.88/1.5027.72/1.5011.09/1.50 角隅彎矩(kN.m)-42.82-35.87-21.93 注：1. 內(nèi)力結(jié)果為單位寬(1m)內(nèi)力 1. L1, L2, l3 表示計算截面距底板左端水平距離 (3) 配筋、裂縫計算 按純彎構(gòu)件計算 位置M計算As配筋實配As裂縫 (kN.m/m)(mm2/m) (mm2/m)(mm)池外-上側(cè)-上-52.361072D1414011000.141 下-52.361072D1414011000.141 梁-左(0.0)-0.001072D14

21、14011000.000 中(0.8)-0.001072D1414011000.000 右(1.5)-0.001072D1414011000.000 下側(cè)-上0.001072D1414011000.000 下0.001072D1414011000.000 梁-左(0.0)0.001072D1414011000.000 中(0.8)11.221072D1414011000.030 右(1.5)44.221072D1414011000.118池內(nèi)-上側(cè)-左(1.9)-31.561072D1414011000.079 中(3.4)-9.251072D1414011000.024 右(4.9)-0.0

22、01072D1414011000.000 下側(cè)-左(1.9)36.491072D1414011000.098 中(3.4)6.491072D1414011000.017 右(4.9)0.001072D1414011000.000 注：1. 計算配筋面積小于零為超筋, 配筋為空時選筋失敗 2. 括號內(nèi)數(shù)字表示計算截面距底板左端水平距離 (4) 結(jié)果簡圖 2.5.4 扶壁計算 扶壁外側(cè)受拉為正, 內(nèi)側(cè)受拉為負 (1) 內(nèi)力計算 按底端固定，上端自由單跨梁計算 工況1工況2工況3基 本-池底內(nèi)水壓(kN/m)228.60228.600.00 池底外水壓(kN/m)0.000.000.00 池底外土壓

23、(kN/m)0.000.000.00 堆載側(cè)壓(kN/m)0.0025.4025.40 M1(kN.m)/L1(m)0.00/0.000.00/0.000.00/0.00 N1(kN.m)0.000.000.00 M2(kN.m)/L2(m)7.34/1.007.34/1.007.34/1.00 N2(kN.m)77.4077.4077.40 M3(kN.m)/L3(m)2.34/2.002.34/2.0015.04/2.00 N3(kN.m)158.40158.40158.40 M4(kN.m)/L4(m)-78.12/3.00-78.12/3.0023.48/3.00 N4(kN.m)243.00243.00243.00 M5(kN.m)/L5(m)-310.93/4.00-310.93/4.0031.97/4.00 N5(kN.m)331.20331.20331.20準永久-池底內(nèi)水壓(kN/m)180.00180.000.00 池底外水壓(kN/m)0.000.000.00 池底外土壓(kN/m)0.000.000.00 堆載側(cè)壓(kN/m)0.0020.0020.00 M1(kN.m)/L1(m)0.00/0.000.00/0.000.00/0.00 N1(kN.m)0.000.000.00 M2(kN.m)/L2(m)6.11/1.006.11/1.0