矩形水池力学计算
蓄水池容积计算公式
蓄水池容积计算公式一、矩形蓄水池容积计算公式：对于矩形蓄水池，容积可以通过以下公式计算：容积（V）=长（L）×宽（W）×高（H）其中，长（L）、宽（W）和高（H）分别代表蓄水池的长度、宽度和高度。
二、圆柱蓄水池容积计算公式：对于圆柱蓄水池，容积可以通过以下公式计算：容积（V）=π×r²×H其中，π为圆周率，r为蓄水池的半径，H为蓄水池的高度。
三、圆锥蓄水池容积计算公式：对于圆锥蓄水池，容积可以通过以下公式计算：容积（V）=1/3×π×r²×H其中，π为圆周率，r为蓄水池的半径，H为蓄水池的高度。
四、梯形蓄水池容积计算公式：对于梯形蓄水池，容积可以通过以下公式计算：容积（V）=（上底+下底）/2×高（H）×长（L）其中，上底和下底分别为梯形蓄水池的上底和下底的长度，高（H）为蓄水池的高度，长（L）为蓄水池的长度。
五、其他形状蓄水池容积计算公式：对于其他形状的蓄水池，容积计算可以通过数学模型来进行，如有需要，可以使用各种数值方法或积分计算来获得准确的容积结果。
需要注意的是，上述公式一般适用于理想情况下的蓄水池，即假设蓄水池的内部形状规则，并忽略蓄水池内部物质的存在情况。
在实际应用中，还需要考虑蓄水池壁的倾斜度、底部的斜率等因素，以及蓄水池内部可能存在的岩石、泥沙等物质，这些因素可能会对容积计算产生一定影响。
总结起来，根据蓄水池的形状和尺寸可以选择合适的容积计算公式，以计算蓄水池的容积。
但在实际应用中，根据实际情况调整公式，以获得更准确的结果。
水池面积的计算公式
水池面积的计算公式水池是人类生活中常见的水体储存设施，它们可以用于灌溉农田、供应家庭用水、工业生产和娱乐活动等。
在设计和建造水池时，计算水池的面积是一个非常重要的步骤。
水池面积的计算公式可以帮助工程师和设计师准确地确定所需的材料和空间，从而确保水池的功能和效益。
水池面积的计算公式通常取决于水池的形状。
常见的水池形状包括矩形、圆形和椭圆形。
下面将分别介绍这三种形状的水池面积计算公式。
1. 矩形水池面积的计算公式。
矩形水池是最简单的形状之一，其面积可以通过以下公式计算：A = L × W。
其中，A代表水池的面积，L代表水池的长度，W代表水池的宽度。
这个公式非常直观和简单，只需要测量水池的长度和宽度，就可以快速计算出水池的面积。
2. 圆形水池面积的计算公式。
圆形水池是另一种常见的形状，其面积可以通过以下公式计算：A = πr²。
其中，A代表水池的面积，π代表圆周率（约为3.14159），r代表水池的半径。
要计算圆形水池的面积，只需要测量水池的半径，然后将其代入公式中进行计算。
3. 椭圆形水池面积的计算公式。
椭圆形水池是一种较为复杂的形状，其面积可以通过以下公式计算：A = πab。
其中，A代表水池的面积，π代表圆周率，a和b分别代表椭圆的长轴和短轴。
计算椭圆形水池的面积需要测量长轴和短轴的长度，然后代入公式中进行计算。
除了以上介绍的三种常见形状外，水池的形状还可能是不规则的，这时可以通过将水池分割成多个规则形状（如矩形、圆形或椭圆形），分别计算它们的面积，然后将结果相加来得到整个水池的面积。
在实际工程中，有时还需要考虑水池的深度。
如果需要计算水池的容积，可以将水池的面积乘以其深度来得到。
这样可以帮助确定所需的水量和储水空间。
总之，水池面积的计算公式是设计和建造水池过程中的重要工具，它可以帮助工程师和设计师准确地确定水池的尺寸和容量，从而确保水池的功能和效益。
希望本文介绍的公式能够为相关领域的专业人士提供帮助。
矩形水池设计终算
矩形水池设计(检查井)项目名称构件编号日期设计校对审核执行规范:《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》-----------------------------------------------------------------------1 基本资料1.1 几何信息水池类型: 有顶盖半地上长度L=3.600m, 宽度B=3.000m, 高度H=2.100m, 底板底标高=-2.100m池底厚h3=300mm, 池壁厚t1=300mm, 池顶板厚h1=300mm,底板外挑长度t2=300mm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-9.000m,池内水深0.000m, 池内水重度10.00kN/m3,浮托力折减系数1.00, 抗浮安全系数Kf=1.051.3 荷载信息活荷载: 池顶板1.50kN/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, 弯矩折减系数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保护层厚度(mm): 顶板(上50,下50), 池壁(内50,外50), 底板(上50,下50)钢筋级别: HRB335, 裂缝宽度限值: 0.20mm, 配筋调整系数: 1.00按裂缝控制配筋计算构造配筋采用混凝土规范GB50010-20022 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= L × B × h1 ×γ c=3.600×3.000×0.300×25.00 = 81.00 kN池壁自重G2=[2×(L+B)-4×t1]×[H-h1-h3]×t1×γ c=[2×(3.600+3.000)-4×0.300]×[2.100-0.300-0.300]×0.300×25.00=135.00kN底板自重G3=(L+2×t2)×(B+2×t2)×h3×γ c=(3.600+2×0.300)×(3.000+2×0.300)×0.300×25.00= 113.40kN 水池结构自重Gc=G1+G2+G3=81.00+135.00+113.40=329.40 kN(2)池内水重Gw计算池内水重Gw=(L-2×t1)×(B-2×t1)×Hw×rw=(3.600-2×0.300)×(3.000-2×0.300)×0.000×10.00= 0.00 kN (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= 4.320×(2.100-0.300)×18.000 = 139.97 kN基底以上的覆盖土总重量Gt = Gt1 + Gt2 = 139.97 kN基底以上的地下水总重量Gs = Gs1 + Gs2 = 0.00 kN(4)活荷载作用Gh顶板活荷载作用力Gh1= 3.600×3.000×1.50= 16.20 kN地面活荷载作用力Gh2= 4.320×20.00= 86.40 kN活荷载作用力总和Gh=Gh1+Gh2=16.20+86.40= 102.60 kN(5)基底压力Pk基底面积: A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=4.200×3.600 = 15.12 m2基底压强: Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A=(329.40+0.00+139.97+0.00+102.60)/15.120= 37.83 kN/m23.1.2 修正地基承载力(1)计算基础底面以上土的加权平均重度rmrm=18.00kN/m3(2)计算基础底面以下土的重度r地下水位于底板下1m以下，不考虑地下水作用，r=18.00kN/m3 (3)根据基础规范的要求，修正地基承载力:fa = fak + ηb γ(b - 3) + ηdγm(d - 0.5)= 100.00+0.00×18.00×(3.600-3)+1.00×18.00×(2.100-0.5)= 128.80 kPa3.1.3 结论: Pk=37.83 < fa=128.80 kPa, 地基承载力满足要求。
矩形水池设计及池壁计算
矩形水池设计及池壁计算矩形水池设计项目名称构件编号日期设计校对审核执行规范:《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》-----------------------------------------------------------------------1 基本资料1.1 几何信息水池类型: 无顶盖半地上长度L=3.500m, 宽度B=3.500m, 高度H=3.900m, 底板底标高=-3.400m池底厚h3=400mm, 池壁厚t1=250mm,底板外挑长度t2=400mm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=120.0kPa, 宽度修正系数ηb =0.00, 埋深修正系数ηd=1.00地下水位标高-3.100m,池内水深3.000m, 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: 地面10.00kN/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, 弯矩折减系数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C25, 重度25.00kN/m3, 泊松比0.20保护层厚度(mm): 池壁(内35,外35), 底板(上40,下40)钢筋级别: HRB335, 裂缝宽度限值: 0.20mm, 配筋调整系数: 1.00按裂缝控制配筋计算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计算池壁自重G2=[2×(L+B)-4×t1]×[H-h1-h3]×t1×γc=[2×(3.500+3.500)-4×0.250]×[3.900-0.200-0.400]×0.250×25.00=268.13kN底板自重G3=(L+2×t2)×(B+2×t2)×h3×γc=(3.500+2×0.400)×(3.500+2×0.400)×0.400×25.00= 184.90kN水池结构自重Gc=G2+G3=453.03 kN(2)池内水重Gw计算池内水重Gw=(L-2×t1)×(B-2×t1)×Hw ×rw=(3.500-2×0.250)×(3.500-2×0.250)×3.000×10.00= 270.00 kN (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= 6.240×(3.400-0.400) = 18.72 kN基底以上的覆盖土总重量Gt = Gt1 + Gt2 = 18.72 kN基底以上的地下水总重量Gs = Gs1 + Gs2 = 0.00 kN(4)活荷载作用Gh顶板活荷载作用力Gh1= 3.500×3.500×1.50= 18.38 kN地面活荷载作用力Gh2= 6.240×10.00= 62.40 kN活荷载作用力总和Gh=Gh1+Gh2=18.38+62.40= 80.78 kN(5)基底压力Pk基底面积: A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=4.300×4.300 = 18.49 m2基底压强: Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A=(453.03+270.00+18.72+0.00+80.78)/18.490= 44.48 kN/m23.1.2 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=[0.300×(20.00-10)+3.100×18.00]/3.400= 17.29 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)根据基础规范的要求，修正地基承载力:fa = fak + ηb γ(b - 3) + ηdγm(d -0.5)= 120.00+0.00×10.00×(4.300-3)+1.00×17.29×(3.400-0.5)= 170.15 kPa3.1.3 结论: Pk=44.48 < fa=170.15 kPa, 地基承载力满足要求。
(完整)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H W＝ 0。
00 mm，池内水重度γs＝ 10。
00 kN/m3地基承载力特征值f ak＝ 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f a＝ 170。
89 kPa浮托力折减系数＝ 1。
00，抗浮安全系数K f＝ 1。
054．荷载信息：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。
矩形水池结构计算书解析
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: 有顶盖，半地下水池水池长度L ＝8600 mm，宽度B ＝2700 mm，高度H ＝5000 mm地面标高＝0.000 m，池底标高＝-3.900 m顶板厚度t1＝600 mm，顶板贴角c ＝0 mm池壁厚度t3＝600 mm，池壁贴角c1＝0 mm底板中间厚度t2＝800 mm，底板两侧厚度t4＝0 mm底板贴角长度c2＝0 mm，底板外挑长度a ＝0 mm顶板约束形式: 固定池壁顶端约束形式: 固定底板约束形式: 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＝0.000 m池内水深H W＝0.00 mm，池内水重度γs＝10.00 kN/m3地基承载力特征值f ak＝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f a＝154.00 kPa浮托力折减系数＝1.00，抗浮安全系数K f＝1.054．荷载信息：顶板活荷载q1＝127.40 kN/m2，地面活荷载q ＝127.40 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顶板活荷载准永久值系数ψq1＝0.40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f ck＝16.70 N/mm2；轴心抗拉强度标准值f tk＝1.78 N/mm2轴心抗压强度设计值f c＝11.90 N/mm2；轴心抗拉强度设计值f t＝1.27 N/mm2混凝土弹性模量E c＝2.80×104 N/mm2纵向受力钢筋种类：HRB335钢筋强度设计值f y＝300 N/mm2；弹性模量E s＝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：顶板及顶板贴角自重G1＝348.30 kN池壁自重G2＝1090.80 kN底板及底板贴角自重G3＝464.40 kN水池自重G c＝G1＋G2＋G3＝348.30 ＋1090.80 ＋464.40 ＝1903.50 kN池内水重G w＝0.00 kN池顶覆土重量G t1＝0.00 kN池顶地下水重量G s1＝0.00 kN底板外挑覆土重量G t2＝0.00 kN底板外挑地下水重量G s2＝0.00 kN基底以上的覆盖土总重量G t＝G t1＋G t2＝0.00 ＋0.00 ＝0.00 kN基底以上的地下水总重量G s＝G s1＋G s2＝0.00 ＋0.00 ＝0.00 kN顶板活荷载作用力G h1＝2958.23 kN地面活荷载作用力G h2＝0.00 kN活荷载作用力总和G h＝G h1＋G h2＝2958.23 ＋0.00 ＝2958.23 kN基底面积A ＝23.22 m2基底压强P k＝(G c＋G w＋G t＋G s＋G h) / A＝(1903.50＋0.00＋0.00＋0.00＋2958.23)/23.220 ＝209.38 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：f a = f ak＋ηb×γ×(b－3)＋ηd×γm×(d－0.5)f a = 120.00＋0.00×10.00×(3.0－3)＋1.00×10.00×(3.9－0.5)= 154.00 kN/m23．地基承载力验算结论：P k＝209.38 kN/m2 > f a＝154.00 kN/m2故地基承载力不满足要求。
矩形水池计算
矩形水池计算设计资料：池顶活荷P1=0(KN/m^2) 覆土厚度ht=0(mm) 池内水位Hw=4000(mm) 容许承载力R=90(KN/m^2)水池长度H=30000(mm) 水池宽度B=24000(mm) 池壁高度h0=4000(mm) 底板外伸C1=300(mm)底板厚度h1=250(mm) 顶板厚度h2=0(mm) 垫层厚度h3= 100 (mm) 池壁厚度h4=250(mm)地基承载力设计值R=90(KPa)一.地基承载力验算( 1 )底板面积AR1 = (H + 2 * h4 + 2 * C1) * (B + 2 * h4 + 2 * C1)= ( 30 + 2 * .25 + 2 * .3 ) * ( 24 + 2 * .25 + 2 * .3 )=780.6(m^2)( 2 )顶板面积AR2 = (H + 2 * h4) * (B + 2 * h4)= ( 30 + 2 * .25 ) * ( 24 + 2 * .25 )=747.2(m^2)( 3 )池顶荷载Pg = P1 + ht * 18= 0 + 0 * 18=0 (KN/m^2)( 4 )池壁重量CB = 25 * (H + 2 * h4 + * 2 * H0 * h4= 25 * ( 30 + 2 * .25 + 24 )* 2 * 4 * .25=2725 (KN)( 5 )底板重量DB1 = 25 * AR1 * h1= 25 * 780.6 * .25=4878.(KN)( 6 )顶板重量DB2 = 25 * AR2 * h2= 25 *747.2 * 0=0 (KN)( 7 )水池全重G = CB + DB1 + DB2 + Fk1=2725 +4878.+0 +0=7603 (KN)( 8 )单位面积水重Pwg = (H * B * Hw * 10) / AR1= ( 30 * 24 * 4 * 10) / 780.6=36.89(KN/m^2)( 9 )单位面积垫层重Pd = 23 * h3= 23 * .1=2.94(KN/m^2)( 10 )地基反力R0 = Pg + G / AR1 + Pwg + Pd=0 + 7603 / 780.6 + 36.89 + 2.94= 50 (KN/m^2)R0 = 50 (KN/m^2) < R = 90(KN /m^2) 地基承载力满足要求!二.水池整体抗浮验算地下水位在底板以下,不需验算三.水池局部抗浮验算地下水位在底板以下,不需验算四.荷载计算（1）池内水压Pw= rw * H0 = 10 * 4 = 40 (KN/m^2)（2）池外土压Pt：池壁顶端Pt2 = [Pg + rt * (ht + h2)] * [Tan(45-φ/2) ^ 2]= [0 + 18 * ( 0 + 0 )] * [Tan(45-30/2) ^ 2]= 0 (KN/m^2)池壁底端Pt1 = [Pg + rt * (ht + h2 + H0)] * [Tan(45-φ/2) ^ 2]= [0 + 18 * ( 0 + 0 + 4 )] * [Tan(45-30/2) ^ 2]= 23.99(KN/m^2)池底荷载qD = Pg + (Fk1 + C / AR2= 0 +(0 +2725 ) / 747.2= 3.490(KN/m^2)五.内力计算(H边)池壁内力计算H / H0 =30000 /4000=7.5由于H / H0 > 3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=23.99 -0 = 23.99 (KN/m^2)底端弯矩Mn2 = -(Pt1 + 2 * Pt2) * (H0 ^ 2) / 6= -(23.99 + 2 * 0 ) * ( 4 ^ 2) / 6= -63.(KN-m)角隅最大弯矩Mj1 = -0.426 * Pt1 * H0 ^ 2= -0.426 *23.99 * 4 ^ 2= 0 (KN-m)2.池内水压力作用下池壁内力底端弯矩Mw2 = -(Pw * H0 ^ 2) / 6= -( 40 * 4 ^ 2) / 6= -42.(KN-m)角隅最大弯矩Mj2 = -0.104 * Pw * H0 ^ 2= -0.104 * 40 * 4 ^ 2= -66.(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。
矩形水池设计及池壁计算
矩形水池设计项目名称构件编号日期设计校对审核执行规范 :《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》-----------------------------------------------------------------------1基本资料1.1几何信息水池类型 :无顶盖半地上长度 L=3.500m, 宽度 B=3.500m, 高度 H=3.900m, 底板底标高 =-3.400m 池底厚 h3=400mm, 池壁厚 t1=250mm,底板外挑长度 t2=400mm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/m 3, 土内摩擦角30度地基承载力特征值fak=120.0kPa,宽度修正系数η b=0.00,埋深修正系数η d=1.00地下水位标高 -3.100m, 池内水深 3.000m, 池内水重度 10.00kN/m 3,浮托力折减系数 1.00,抗浮安全系数 Kf=1.051.3荷载信息活荷载 :地面 10.00kN/m 2, 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,弯矩折减系数 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 C25,重度 25.00kN/m 3,泊松比 0.20保护层厚度 (mm):池壁 ( 内 35, 外 35),底板 ( 上40, 下40)钢筋级别 : HRB335,裂缝宽度限值 : 0.20mm,配筋调整系数 : 1.00按裂缝控制配筋计算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计算池壁自重 G2=[2× (L+B)-4 × t1] × [H-h1-h3] × t1 × γ c=[2× (3.500+3.500)-4× 0.250]× [3.900-0.200-0.400]× 0.250×25.00=268.13kN底板自重 G3=(L+2× t2) × (B+2 × t2) × h3× γ c=(3.500+2× 0.400) × (3.500+2 × 0.400) × 0.400 × 25.00= 184.90kN 水池结构自重 Gc=G2+G3=453.03 kN(2)池内水重 Gw计算池内水重 Gw=(L-2× t1) × (B-2 × t1) × Hw× rw=(3.500-2× 0.250)× (3.500-2× 0.250)× 3.000× 10.00= 270.00 kN(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= 6.240 × (3.400-0.400) = 18.72 kN基底以上的覆盖土总重量Gt = Gt1 + Gt2 = 18.72 kN基底以上的地下水总重量Gs = Gs1 + Gs2 = 0.00 kN(4)活荷载作用 Gh顶板活荷载作用力 Gh1= 3.500 × 3.500 ×1.50= 18.38 kN地面活荷载作用力 Gh2= 6.240 × 10.00= 62.40 kN活荷载作用力总和 Gh=Gh1+Gh2=18.38+62.40= 80.78 kN(5)基底压力 Pk2基底面积 : A=(L+2 ×t2) × (B+2× t2)=4.300× 4.300 = 18.49 m基底压强 : Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A2 =(453.03+270.00+18.72+0.00+80.78)/18.490= 44.48 kN/m3.1.2 修正地基承载力(1)计算基础底面以上土的加权平均重度rmrm=[0.300×(20.00-10)+3.100 × 18.00]/3.400= 17.29 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) 根据基础规范的要求，修正地基承载力 :fa = fak + η b γ (b - 3) + η γ (d - 0.5)dm= 120.00+0.00 ×10.00 × (4.300-3)+1.00 × 17.29 × (3.400-0.5)= 170.15 kPa3.1.3结论 : Pk=44.48 < fa=170.15 kPa,地基承载力满足要求。
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水池结构计算2009-08-17 23:19水池一般由底板和壁板组成，有些水池设有顶板。
当平面尺寸较大时，为了减少顶板的跨度，可在水池中设中间支柱设计要求在水压及其他荷载的作用下，池体的各部分应有足够的强度、刚度和耐久性；贮存水的渗透量应在允许的范围内；水池的材料应能防腐和抗冻，对水质无影响。
结构计算水池所受的荷载除自重外，还有水压力、土压力和下述各种荷载。
在地震区，地震时可能引起自重惯性力、动水压力及动土压力；在寒冷地区，如无防寒措施，有可能产生冰压力。
此外，水池内外的温湿度差及季节温湿度差，也在水池中产生温湿度应力。
由正方形板和矩形板组成的钢和钢筋混凝土矩形水池可用有限元法进行较为精确的分析，或采用近似方法计算。
矩形水池高宽比大于2的称为深池；小于0.5的称为浅池；介于0.5～2.0之间的称为一般池。
深池壁板在高度的中间部分受顶板和底板的影响很小，可按水平框架进行计算；在靠近顶板和底板的某一高度范围内（通常取等于宽度的一半）,壁板受顶、底板的影响较大,应按三边支承一边自由的双向板计算；在平面尺寸较小时，深池的底板和顶板可按四边嵌固的板计算。
浅池的壁板高度小、宽度大，中间部分受相邻壁板的影响很小，可作为竖直的单向板计算；壁板两侧边部分因受相邻壁板的影响，应按双向板计算。
一般池的底板、壁板和顶板都是双向板，当每块板的四边都有支承时，整个水池可看作连续的双向板，各板的边缘弯矩可用双向板的弯矩分配法求得；然后用叠加法求各板的跨中弯矩。
在目前所采用的双向板弯矩分配法中，假定矩形板的边缘弯矩是按正弦曲线分布的，这一假定对均布荷载情况比较合理；但对非均布荷载（如作用于壁板上的水压力是三角形的荷载），则有一定的误差。
此外，弯矩传递系数还没有反映与板接触的地基的影响。
无论是圆形水池或是矩形水池，作用在底板上的地基反力应按弹性地基理论计算。
但当水池的平面尺寸较小时，地基反力可以假定按直线规律变化。
对钢、钢筋混凝土和砖石水池，都应进行强度计算。
对池壁较薄的钢水池和钢筋混凝土水池还应验算刚度。
当钢筋混凝土水池的构件为轴心受拉或小偏心受拉时，应进行抗裂度的验算；当构件为受弯、大偏心受拉或大偏心受压时,应进行裂缝开展验算,裂缝的宽度应不大于容许值。
除了各种外荷载可能导致裂缝外，由于水泥的水化热以及温湿度的变化,水池的各部分将发生收缩,当收缩受到基底的约束时，就在构件中引起拉应力而可能出现裂缝。
为了防止裂缝的出现或减小裂缝的宽度，可采取下列措施：①每隔一定距离设置伸缩缝；②在底板与垫层间设置滑动层，以减少垫层对底板的摩擦力；③采用小直径的变形钢筋；④在施工中采取措施，以减少混凝土中的温湿度变化。
对半地下式及地下式的水池，当底板处于地下水位之下时，应验算水池的抗浮稳定性。
例题（软件计算）：设计资料：池顶活荷P1=1.5(KN/m^2) 覆土厚度ht=500(mm) 池内水位Hw=2400(mm) 容许承载力R=90(KN/m^2)水池长度H=12000(mm) 水池宽度B=9000(mm) 池壁高度h0=2400(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=200(mm)地基承载力设计值R=90(KPa)地下水位高于底板Hd=500(mm) 抗浮安全系数Kf = 1.10________________________________________________________________________ ________________一.地基承载力验算( 1 )底板面积AR1 = (H + 2 * h4 + 2 * C1) * (B + 2 * h4 + 2 * C1)= ( 12 + 2 * .2 + 2 * .2 ) * ( 9 + 2 * .2 + 2 * .2 )=125.4(m^2)( 2 )顶板面积AR2 = (H + 2 * h4) * (B + 2 * h4)= ( 12 + 2 * .2 ) * ( 9 + 2 * .2 )=116.5(m^2)( 3 )池顶荷载Pg = P1 + ht * 18= 1.5 + .5 * 18=10.5 (KN/m^2)( 4 )池壁重量CB = 25 * (H + 2 * h4 + * 2 * H0 * h4= 25 * ( 12 + 2 * .2 + 9 )* 2 * 2.4 * .2=513.6(KN)( 5 )底板重量DB1 = 25 * AR1 * h1= 25 * 125.4 * .4=1254 (KN)( 6 )顶板重量DB2 = 25 * AR2 * h2= 25 *116.5 * .2=582.5(KN)( 7 )水池全重G = CB + DB1 + DB2 + Fk1=513.6+1254 +582.5 +0=2350.1(KN)( 8 )单位面积水重Pwg = (H * B * Hw * 10) / AR1= ( 12 * 9 * 2.4 * 10) / 125.4=20.66(KN/m^2)( 9 )单位面积垫层重Pd = 23 * h3= 23 * .1=.018(KN/m^2)( 10 )地基反力R0 = Pg + G / AR1 + Pwg + Pd=10.5 + 2350.1 / 125.4 + 20.66 + .018= 50 (KN/m^2)R0 = 50 (KN/m^2) < R = 90(KN /m^2) 地基承载力满足要求!二.水池整体抗浮验算底板外伸部分回填土重Fkt=[(H + 2 * h4 + 2 * C1) + (B + 2 * h4)] * 2 * C1 * H0 * 16=[( 12 + 2 * .2 + 2 * .2 ) + ( 9 + 2 * .2 )]* 2 * .2 * 2.4 * 16=340.9(KN)抗浮全重Fk = G + ht * AR2 * 16+ Fkt (抗浮时覆土容重取16KN/m^3)= 2350.1+ .5 *116.5 * 16 +340.9= 3555 (KN)总浮力Fw = AR2 * (Hd + h1) * 10= 116.5 * ( .5 + .4 ) * 10= 1048 (KN)Fk= 3555 (KN) > Kf * Fw= 1152.8 (KN) 整体抗浮验算满足要求!三.水池局部抗浮验算池内无支柱,不需验算四.荷载计算（1）池内水压Pw= rw * H0 = 10 * 2.4 = 24 (KN/m^2)（2）池外土压Pt：池壁顶端Pt2 = [Pg + rt * (ht + h2)] * [Tan(45-φ/2) ^ 2]= [10.5 + 18 * ( .5 + .2 )] * [Tan(45-30/2) ^ 2]= 7.69(KN/m^2)池壁底端Pt1 = [Pg + rt * (ht + h2 + H0 - Hd) + rt * Hd] * [Tan(45-φ/2) ^ 2] + 10 * Hd= [10.5 + 18 *( .5 + .2 + 2.4 - .5 )+10 * .5 ] * [Tan(45-30/2)^2] + 10 * .5 = 25.76(KN/m^2)池底荷载qD = Pg + (Fk1 + C / AR2= 10.5 +(0 +513.6) / 116.5= 14.59(KN/m^2)五.内力计算(H边)池壁内力计算H / H0 =12000 /2400=5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=25.76 -7.69= 18.07 (KN/m^2)U = Pt2 / Pt1=7.69 /25.76=.29V = (9 * U ^ 2 + 7 * U + 4) / 20) ^ 0.5=(9 * .29^ 2 + 7 *.29+ 4) / 20) ^ 0.5=.58 QA = [(11 * Pt2 + 4 * Pt1) * H0] / 40=[11 * 7.69 + 4 * 25.76) * 2.4 ] / 40=11. Y0 = (V - U) * H0 / (1 - U)=(.58-.29) * 2400 / (1 -.29)=.98最大弯矩Mn1 = QA * Y0 - [Pt2 * (Y0 ^ 2)] / 2 - [(Pt0 * (Y0 ^ 3)] / (6 * H)= 11. * .98 - [7.69* (.98 ^ 2)] / 2 - [ 18.07 * (.98 ^ 3)] / (6 * 12 )= 6.85(KN-m)底端弯矩Mn2 = -(7 * Pt2 + 8 * Pt1) * H0^2 / 120= -(7 *7.69 + 8 * 25.76) * 2.4 ^2 / 120= -12.(KN-m)角隅最大弯矩Mj1 = -0.076 * Pt1 * H0 ^ 2= -0.076 *25.76 * 2.4 ^ 2= -3.3(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 * 24 * 2.4 ^ 2= 4.11(KN-m)最大弯矩位置，距底端 0.553 * H0 = 1.3272 (m)底端弯矩Mw2 = -(Pw * H0 ^ 2) / 15= -( 24 * 2.4 ^ 2) / 15= -9.2(KN-m)角隅最大弯矩Mj2 = -0.035 * Pw * H0 ^ 2= -0.035 * 24 * 2.4 ^ 2= -4.8(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。