圆池计算参考卫辉市三兴化工

目录三、荷载及环境类别......................................................................................................................23.1永久荷载............................................................................................................................23.2可变荷载............................................................................................................................23.3偶然作用............................................................................................................................33.4环境类别............................................................................................................................3四、工程抗震设防..........................................................................................................................3五、材料..........................................................................................................................................35.1混凝土.................................................................................................................................35.2钢筋.....................................................................................................................................35.3砌体.....................................................................................................................................3六、结构设计计算..........................................................................................................................36.1污泥调理池计算................................................................................................................32三、荷载及环境类别3.1永久荷载（1）结构自重结构自重标准值按结构构件的尺寸与相应材料的重度计算确定，采用如下重度：钢筋混凝土重度：对结构不利时25kN/m3；素混凝土重度：对结构不利时23kN/m3，对结构有利时22kN/m3；回填土的重力密度18kN/m3（2）设备自重按设备样本提供的数据采用（3）土压力标准值竖向土压力标准值，按水池顶板上的覆土厚度计算；侧向土压力标准值，地下水位以上的主动土压力按郎金公式计算，对地下水位以下部分按主动土压力和地下水静压力之和计算。回填土的重度18kN/m3，地下水位以下取土的有效重度10kN/m3。3.2可变荷载（1）水压力标准值池内的水压力按设计水位的静水压力计算，污水的重力密度：10.5kN/m3；净水的重力密度：10kN/m3；池外的地下水对水池侧壁的压力按静水压力计算，地下水的设计水位按甲方提供的“《岩土工程勘察报告（详细阶段）》”确定，本工程不考虑地下水的作用。（2）水池顶盖、走道板活荷载不上人水池顶盖活荷载标准值：0.7kN/m2，准永久值系数0.0；上人水池顶盖活荷载标准值：2.0kN/m2，准永久值系数0.4。（3）地面堆积荷载标准值取10kN/m2，准永久值系数0.5（4）基本风压基本风压：0.45kN/m2（5）基本雪压基本雪压：0.30kN/m233.3偶然作用该场地地震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.20g，设计地震分组属第一组，场地设计特征周期0.35s，水平地震影响系数最大值为0.16。3.4环境类别地下混凝土结构的环境类别为二b类，上部混凝土结构的环境类别为二a类，雨棚环境类别为二b类。四、工程抗震设防根据《建筑工程抗震设计分类标准GB50223-2004》和《建筑抗震设计规范GB50011-2010》，拟建建筑物抗震设防类别为丙类。该场地地震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.20g，设计地震分组属第一组，场地设计特征周期0.35s，水平地震影响系数最大值为0.16。本工程建筑场地类别为Ⅰ1类。五、材料5.1混凝土池体C30，梁、柱C20或C25，基础垫层C105.2钢筋HPB235（）、HRB335（）5.3砌体MU10烧结多孔砖六、结构设计计算6.1污泥调理池计算6.1.1基本资料（1）材料混凝土C30：弹性模量cE3.0×104Mpa，泊松比=1/6，线膨胀系数c=1×10-5（1/℃）；钢筋HRB335（）（2）地基资料变形模量0E=8MPa4泊松比0=0.3地基承载力特征值akf=260kPa地基的地下水位位于水池底板面以下；土的内摩擦角=20.4º；（3）其他参数地面堆载取10kN/m2；水池底板埋深3.5m；池内设计水位3.5m。温差：壁面温差t（P24）1/0.25/2.0325211100.25/2.0323.26BBmanimaihtTTh=13.5℃季节湿差Rt（P25）按当量温差Rt=-10℃计算。（P25）温差和湿差两项作用不需同时考虑，对夏季应考虑湿差作用；对冬季应考虑温差作用，前者低温收缩与湿胀抵消；后者由于低温面的水分子浓度加大导致水分迁移，致使低温面湿度增加。因此设计时应取两者之大值计算内力，并均属低温一侧受拉。（P932）一般非架空水池底板，可不计算其本身的温（湿）度变化；对非露天水池，若在施工期间有可靠的防干防冻措施，亦可不计算其温（湿）度内力。温度内力折减系数：壁面温（湿）差内力折减系数t=0.65～0.7，季节温（湿）差内力折减系数tR=0.2～0.25。6.1.2计算原则（1）按承载能力极限状态进行水池结构计算；（2）圆柱壳池壁：计算在荷载作用下的内力，并按正常使用极限状态验算圆柱壳5池壁的抗裂度和大偏拉受拉状态下的裂缝宽度；（3）按弹性地基上的圆板计算底板在荷载作用下的内力，并按正常使用极限状态验算裂缝宽度；（4）近似计算（P956）小型按近似计算，大型可按力矩分配法计算。6.1.3各单元构件的特征值（1）污泥调理池尺寸见图6.1-1。图6.1-1污冷凝池尺寸（2）圆柱壳（图6.1-2）6图6.1-2圆柱壳特征H=3.8m，1R=1.25m，h=0.25m，12dRh=2×1.25+0.25=2.75m（3）圆板（图6.1-3）图6.1-3圆板特征R=1.375m，h=0.3m23320224011/6181.375330.3110.3310cERsEh=0.0826.1.4荷载计算（1）圆柱壳水压力：按满池计算标准值：kq1=10.5×3.8=39.9kN/m2；设计值：1q=1.27×10.5×3.8=50.67kN/m2；土压力：标准值：2kq=18×3.5×02020.3tan452=30.55kN/m2；设计值：2q=1.27×3.5×02020.3tan452=38.79kN/m2；（2）圆板水重7标准值：3kwqH=10.5×3.8=39.9kN/m2；设计值：3QwqH=1.27×10.5×3.8=50.67kN/m2；圆板重标准值：4kcqh=25×0.3=7.5kN/m2；设计值：4Gcqh=1.20×25×0.3=9.0kN/m2；池壁重标准值：kcPhH=25×0.3×3.8=28.5kN/m；设计值：GcPhH=1.20×25×0.3×3.8=34.2kN/m；6.1.5荷载组合第一种工况：水压+自重；第二种工况：土压+自重；第三种工况：水压+自重+温差。6.1.6内力计算（1）符号规定①单元构件内力（包括边缘嵌固力）的正负号经（径、竖）向弯矩M（rM、xM）及环（切）向弯矩M（tM）以使壳体（圆板）外侧受拉为正；经（径、竖）向力N（rN、xN）及环向力N以受拉为正；边缘水平力以指向外为正。②结点变位及力的正负号结点转角以水池纵剖面的左结点为准，逆时针转为正；结点水平位移以指向外为正；结点力矩以与正转角方向相同为正；结点水平力以指向外为正。8③单元构件在结点计算中所采用的脚标将三个结点相连接的单元构件，分别以“上、中、下”区分它们各自所在的位置，而对两个连接的构件，则以“上、下”区分。（2）各单元构件的边缘刚度①圆柱壳（上端自由、下端固定）特征系数：223.82.750.25Hdh=21.0查《给水排水工程结构设计手册》（第二版）表2.2.4-40（P433）得MβK=1.44325池壁边缘抗挠刚度：33ccFβMβ0.251.443253.8EhEMKH上=5.93×10-3cE②弹性地基上的圆板（周边嵌固）由表2.2.5-102（P521）查得，弹性地基上底板的抗挠刚度系数：FβK=1.212。底板边缘抗挠刚度：33ccFβFβ0.251.2121.375EhEMKR下=13.77×10-3cE（3）按承载能力极限状态荷载效应的基本组合计算构件内力设计值①第一种工况：水压+自重A.各单元构件在荷载作用下的边缘嵌固力矩（ⅰ）圆柱壳水压作用下，由表2.2.4-1（P394）得MFK=-0.006152FP1MF1MKqH柱=-0.00615×50.67×3.8²=-4.50kN·m/m（ⅱ）底板查表2.2.5-100、101（P521）得MF1K=-0.0293，MF2K=0.1892FP1MF134MF2MKqqRKPR板9=-0.0293×（50.67+9）×1.375²+0.189×34.2×1.375=5.58kN·m/mB.结点计算（ⅰ）结点不平衡弯矩FPFP1FP1MMM柱板=-（-4.5）+（5.58）=10.08kN·m/m（ⅱ）弯矩分配系数计算3Fβc33ccFβFβ5.93105.931013.7710MEKEEMM上柱上下=0.3013Fβc33ccFβFβ13.77105.931013.7710MEKEEMM下板上下=0.699（ⅲ）“上”、“下”单元构件的分配弯矩FPMKM柱柱=0.301×（10.08）=3.03kN·m/mFPMK