懸臂式擋水墻設(shè)計(jì)

1、懸臂式擋水墻設(shè)計(jì)(XDSQ-3)項(xiàng)目名稱構(gòu)件編號日期設(shè)計(jì)校對審核執(zhí)行規(guī)范:混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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 - HRBF40

2、0; R - HRBF500-1 設(shè)計(jì)資料1.1 計(jì)算簡圖 1.2 已知條件1.2.1 幾何信息壁板高(m)3.500 頂厚(m)0.200 底厚(m)0.500 壁板坡面內(nèi)側(cè)坡面底板內(nèi)懸挑長(m)3.000 外懸挑長(m)3.000 厚(m)0.500地面標(biāo)高(m)0.000池底標(biāo)高(m)-0.500地下水標(biāo)高(m)-3.000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寬度修正系數(shù)0.00深度修

3、正系數(shù)1.00附加荷載標(biāo)準(zhǔn)值-恒 kN/m0.00 -活 kN/m0.00地面堆載標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)10.00混凝土容重(kN/m3)25.00分項(xiàng)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(zhǔn)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-1.2.3 鋼筋混凝土信息砼強(qiáng)度等級C30主筋級別HRB400壁板配筋方法壓彎考慮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(hù)層厚內(nèi)/上外/下壁板(mm)4040底板(mm)4040鋼筋取值范圍最小最大最優(yōu)直徑范圍(mm)123214間距范圍(mm)

4、703001.3 計(jì)算內(nèi)容 (1) 地基承載力驗(yàn)算 (2) 抗滑移驗(yàn)算 (3) 抗傾覆驗(yàn)算 (4) 內(nèi)力配筋計(jì)算 (5) 裂縫計(jì)算 2 計(jì)算過程及計(jì)算結(jié)果2.1 各工況荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)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)30.6330.6330.63底板重(kN/m)81.2581.2581.25池內(nèi)底板上水重(kN/m)93.8693.860.00池內(nèi)底板上水壓(kPa)30.0030.000.00池外底板上水重(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

5、(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)0.0030.0030.00池外堆載側(cè)壓(kPa)0.003.333.33附加荷載-活(kN/m)0.000.000.00附加荷載-恒(kN/m)0.000.000.002.2 地基承載力驗(yàn)算2.2.1 地基承載力 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

6、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(dāng)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(biāo)高算起 基底以下土的重度(kN/m3) : 18.00 基底寬b(m) : 6.50 工況1工況2工況3d(m)0.000.250.25m(kN/m3)0.0018.0018.00fa(kPa)100.00100.00100.00 2.2.2 基底反力計(jì)算及承載力驗(yàn)算 根據(jù)給排水手冊3.2.2 計(jì)算 式中： pk 相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，底板平均應(yīng)力 pkmax 相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，底板邊緣最大應(yīng)力 pkmin 相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，底板邊緣最小

7、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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)組合時，作用于基底面的力矩值 W 底板底面的抵抗矩 取1m長度計(jì)算 底板底面積(m2) : 6.50 底板底面抵抗矩(m3) : 7.04 工況1工況2工況3Fk+Gk(kN)205.73235.73141.88Mk(kN.m)-88.66-89.211.43pk(kPa)31.6536.2721.83pkmax(kPa)44.2448.9322.03pkmin(kPa)19.0623.6021.62fa(kPa)100.00100.00100.00結(jié)論

8、滿足滿足滿足2.3 抗滑移驗(yàn)算 根據(jù)給排水手冊3.2.2 式 3.2.2-5 計(jì)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(biāo)準(zhǔn)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)205.73205.73141.88Ek(kN)-45.00-44.252.42抗滑移安全系數(shù)1.371.3917.61結(jié)論滿足滿足滿足 注：1. 側(cè)向荷載向右為正，向左為負(fù) 2.4 抗傾覆驗(yàn)算 根據(jù)給排水手冊3.2.2 式3.2.2-6 計(jì)算 式中： ME 水平推力對轉(zhuǎn)動點(diǎn)的傾覆力矩 MN 垂直力對轉(zhuǎn)動點(diǎn)的抗傾覆力矩 向左側(cè)抗傾覆：

9、工況1工況2工況3ME左(kN.m)67.5067.38-0.12MN左(kN.m)-824.79-824.79-361.63抗傾覆安全系數(shù)-左12.2212.24-結(jié)論滿足滿足- 注：1. 彎矩逆時針為正，順時針為負(fù) 向右側(cè)抗傾覆： 工況1工況2工況3ME右(kN.m)67.5066.96-0.54MN右(kN.m)512.46512.46365.56抗傾覆安全系數(shù)-右-674.88結(jié)論-滿足 注：1. 彎矩逆時針為正，順時針為負(fù) 2.5 內(nèi)力、配筋及裂縫計(jì)算2.5.1 基底反力計(jì)算 參見 地基承載力地基反力計(jì)算 式中： e 偏心距 工況1工況2工況3基 本 - F+G(kN)253.452

10、91.55172.35 M(kN.m)-112.74-113.431.67 e(m)0.440.39-0.01 p1(kPa) / L1(m)22.98 / 0.0028.75 / 0.0026.75 / 0.00 p2(kPa) / L2(m)55.00 / 6.5060.96 / 6.5026.28 / 6.50準(zhǔn)永久 - F+G(kN)205.73235.73141.88 M(kN.m)-88.66-89.211.43 e(m)0.430.38-0.01 p1(kPa) / L1(m)19.06 / 0.0023.60 / 0.0022.03 / 0.00 p2(kPa) / L2(m)

11、44.24 / 6.5048.93 / 6.5021.62 / 6.50 注：1. 彎矩M 逆時針為正，順時針為負(fù) 2. 偏心距e 右偏為正，左偏為負(fù) 3. L1, L2 距底板左端水平距離 2.5.2 壁板計(jì)算 壁板外側(cè)受拉為正, 內(nèi)側(cè)受拉為負(fù) (1) 內(nèi)力計(jì)算 按底端固定，上端自由單跨梁計(jì)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 M1(kN.m)/L1(m)0.00/0.000.00/0.000.00/0.00 N1(

12、kN)0.000.000.00 M2(kN.m)/L2(m)-4.13/1.75-4.13/1.750.00/1.75 N2(kN)14.4414.4414.44 M3(kN.m)/L3(m)-57.15/3.50-57.15/3.500.00/3.50 N3(kN)36.7536.7536.75準(zhǔn)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 M1(kN.m)/L1(m)0.00/0.000.00/0.000.00/0.00 N1(kN)0.000.

13、000.00 M2(kN.m)/L2(m)-3.26/1.75-3.26/1.750.00/1.75 N2(kN)12.0312.0312.03 M3(kN.m)/L3(m)-45.00/3.50-45.00/3.500.00/3.50 N3(kN)30.6330.6330.63 注：1. 內(nèi)力結(jié)果為單位寬(1m)內(nèi)力 2. L1, L2, l3 表示計(jì)算截面距頂端距離 (2) 配筋裂縫計(jì)算 按壓彎構(gòu)件計(jì)算 位置MN計(jì)算As配筋實(shí)配As裂縫 (kN.m/m)(kN/m)(mm2/m) (mm2/m)(mm)內(nèi)側(cè)-(0.0)-0.000.00401E122804040.000 (1.8)-4.1

14、314.44703E121607070.017 (3.5)-57.1536.751004E1415010260.173外側(cè)-(0.0)0.000.00400E122804040.000 (1.8)0.0014.44700E121607070.000 (3.5)0.0036.751000E1620010050.000 注：1. 計(jì)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(jì)算截面距頂端距離 2.5.3 底板計(jì)算 底板下側(cè)受拉為正, 上側(cè)受拉為負(fù) (1) 池內(nèi)底板內(nèi)力計(jì)算 按懸臂板計(jì)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)39.73

15、39.730.00 M左(kN.m)/L1(m)-20.95/3.505.73/3.5051.08/3.50 M中(kN.m)/L2(m)0.00/6.384.22/5.0012.73/5.00 M右(kN.m)/L3(m)-0.00/6.50-0.00/6.50-0.00/6.50準(zhǔn)永久 - 池內(nèi)水重(kN/m)31.2931.290.00 M左(kN.m)/L1(m)-15.38/3.505.63/3.5041.34/3.50 M中(kN.m)/L2(m)0.00/6.263.60/5.0010.30/5.00 M右(kN.m)/L3(m)0.00/6.500.00/6.500.00/6.

16、50 注：1. 內(nèi)力結(jié)果為單位寬(1m)內(nèi)力 2. L1, L2, L3 計(jì)算截面距底板左端水平距離 (2) 池外底板內(nèi)力計(jì)算 按壁板端固定，另一端自由單跨梁計(jì)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)0.0012.7012.70 M左(kN.m)/L1(m)0.00/0.000.00/0.000.00/0.00 M中(kN.m)/L2(m)11.75/1.503.96/1.50-1.11/1.50 M右(kN.m)/L3(m)58.08/3.0027.01/3.00-4.59/3.00準(zhǔn)永久-

17、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)0.00/0.00-0.00/0.000.00/0.00 M中(kN.m)/L2(m)9.56/1.503.43/1.50-0.56/1.50 M右(kN.m)/L3(m)46.95/3.0022.48/3.00-2.40/3.00 注：1. 內(nèi)力結(jié)果為單位寬(1m)內(nèi)力 1. L1, L2, l3 表示計(jì)算截面距底板左端水平距離 (3) 配筋、裂縫計(jì)算 按純彎構(gòu)件計(jì)算 位置M計(jì)算As配筋實(shí)配As裂縫 (kN.m/m)(mm2/m) (mm2/m)(mm)池外-上側(cè)-左(0.0)-0.001000E1620010050.000 中(1.5)-1.111000E1620010050.003 右(3.0)-4.591000E1620010050.011 下側(cè)-左(0.0)0.001000E1620010050.000 中(1.5)11.751000E1620010050.043 右(3.0)58.081000E1415010260.181池內(nèi)-上側(cè)-左(3.5)-20.951000E1