PAGEPAGE1金桂路雨水斷頭管網整治工程結構計算書2019.12目錄1.設計資料 22.設計依據 23.頂管工作井計算 24.頂管接收井計算 65.消力池計算 10金桂路雨水斷頭管網整治工程結構計算書設計資料金桂路位于金州大道南側，金開大道西北側，怡和路東南側，路經黃泥灣水庫，與怡景路形成十字交叉口，路線全長約2.28km，支路I級雙向兩車道，道路標準路幅寬度為22m，設計車速為30km/h。本次設計主要為解決現狀1#路~7線路交叉口之間的金桂路斷頭雨水管網的整治，該斷頭管網匯集了來自2#路、金桂路1#路~7線路路段間道路路面及兩側地塊雨水。設計新建雨水管道，解決斷頭雨水管網排放。本次結構計算內容主要為頂管工作井及頂管接收井。設計依據1、《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTGD60-2015）2、《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG3362-2018）3、《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-20102015年版）4、《給水排水工程鋼筋混凝土水池結構設計規(guī)程》（CECS138:2002）6、《地基基礎設計規(guī)范》（GB50007—2011）7、《給排水工程結構設計手冊》 8、《土木工程特種結構》 頂管工作井計算本工程共設2座工作井，土層和強風化層考慮施加護壁加以支護，護壁最大深度約4.2m，內空直徑5.0m，開挖外輪廓直徑6.2m,平均壁厚0.275m。1設計資料1.1基本信息圓形水池形式:敞口池內液體重度10.0kN/m3浮托力折減系數0.10裂縫寬度限值0.20mm1.2荷載信息地面活荷載:10.00kN/m2活荷載組合系數:0.90荷載分項系數:自重:1.20其它恒載:1.27其它活載:1.40荷載準永久值系數:頂板活荷載:0.40地面堆積荷載:0.50溫(濕)度作用:1.00壁面溫差:-10.0℃溫差彎矩折減系數:0.65混凝土線膨脹系數:0.0000101.3混凝土與土信息土天然重度:20.00kN/m3土飽和重度:20.00kN/m3土內摩擦角ψ:30.0度地基承載力特征值fak=140.00kPa基礎寬度和埋深的地基承載力修正系數ηb=1.00、ηd=1.00混凝土等級:C30縱筋級別:HRB400混凝土重度:25.00kN/m3配筋調整系數:1.20保護層厚度:位置池壁(mm)上側(內側)40下側(外側)352計算內容（1）荷載標準值計算（2）內力及配筋計算（3）抗裂度、裂縫計算3荷載標準值計算護壁:恒荷載:護壁外側土壓力采用主動土壓力，護壁最大深度為4.2m，主動土壓力為：eeKc?計算處護壁底的土壓力為：28.00kN/m2護壁受到的土壓力如下圖所示：活荷載:溫差作用:-14.75kN.m/m地面活荷載:3.33kN/m24內力及配筋計算:(軸力:kN彎矩:kN.m面積:mm2配筋面積:mm2/m)池壁:彎矩外側受拉為正，軸力受拉為正按《給水排水工程結構設計手冊》靜力計算查表池壁的約束條件:上端自由,下端固定池壁內力計算查表系數H2/dt=4.2002/5.875×0.28=10.92荷載組合:使用時池內無水：池內無水，池外有土使用時池內無水：基本組合:1.27×池外土作用＋0.90×1.40×(溫度作用＋地面活荷載)標準組合:1.00×池外土作用＋0.90×1.00×(溫度作用＋地面活荷載)準永久組合:1.00×池外土作用＋1.00×溫度作用＋0.50×地面活荷載設計值/標準值/準永久值位置豎向彎矩環(huán)向彎矩環(huán)向軸力0.00H-0.00/-0.00/-0.0015.48/11.06/12.29-11.38/-8.07/-4.180.10H4.53/3.23/3.5916.24/11.60/12.89-22.50/-16.82/-12.910.20H11.60/8.29/9.2017.42/12.44/13.82-74.15/-54.54/-53.790.30H16.51/11.80/13.1018.24/13.03/14.47-90.80/-67.28/-66.860.40H-0.08/-0.06/-0.06-0.01/-0.01/-0.01-86.41/-65.03/-63.220.50H-0.44/-0.34/-0.33-0.07/-0.06/-0.05-81.61/-62.44/-59.320.60H-1.08/-0.84/-0.80-0.18/-0.14/-0.13-79.27/-61.35/-57.570.70H-1.82/-1.42/-1.35-0.30/-0.24/-0.23-74.66/-57.99/-54.520.75H-1.98/-1.54/-1.48-0.33/-0.26/-0.25-67.74/-52.64/-49.620.80H-1.78/-1.39/-1.33-0.30/-0.23/-0.22-56.36/-43.82/-41.390.85H-1.04/-0.81/-0.79-0.17/-0.14/-0.13-41.08/-31.95/-30.230.90H19.20/13.75/15.1818.68/13.35/14.82-23.29/-18.12/-17.170.95H22.07/15.99/17.3019.16/13.72/15.17-7.41/-5.77/-5.471.00H26.49/19.44/20.5819.90/14.30/15.72-0.00/-0.00/-0.00池壁配筋及裂縫、抗裂度驗算:位置計算As配筋實際As裂縫寬度抗裂度豎向內側550.0E14@1501026.30.06豎向外側550.0E14@1501026.30.06環(huán)向內側550.0E14@1501026.30.051.18環(huán)向外側737.4E14@1501026.30.051.18池壁的豎向最大裂縫寬度:0.06<=0.20裂縫滿足要求池壁的環(huán)向最大抗裂度:1.18<=act×ftk=1.75抗裂度滿足要求池壁的環(huán)向最大裂縫寬度:0.05<=0.20裂縫滿足要求頂管接收井計算本工程共設1座接收井，土層和強風化層考慮施加護壁加以支護，護壁最大深度約7.0m，內空直徑4.0m，開挖外輪廓直徑5.2m,壁厚0.275m。1設計資料1.1基本信息圓形水池形式:敞口池內液體重度10.0kN/m3浮托力折減系數0.10裂縫寬度限值0.20mm1.2荷載信息地面活荷載:10.00kN/m2活荷載組合系數:0.90荷載分項系數:自重:1.20其它恒載:1.27地下水壓:1.27其它活載:1.40荷載準永久值系數:頂板活荷載:0.40地面堆積荷載:0.50溫(濕)度作用:1.00壁面溫差:-10.0℃溫差彎矩折減系數:0.65混凝土線膨脹系數:0.0000101.3混凝土與土信息土天然重度:20.00kN/m3土飽和重度:20.00kN/m3土內摩擦角ψ:30.0度地基承載力特征值fak=140.00kPa基礎寬度和埋深的地基承載力修正系數ηb=1.00、ηd=1.00混凝土等級:C30縱筋級別:HRB400混凝土重度:25.00kN/m3配筋調整系數:1.20保護層厚度:位置池壁(mm)上側(內側)40下側(外側)352計算內容（1）荷載標準值計算（2）內力及配筋計算（3）抗裂度、裂縫計算3荷載標準值計算護壁:恒荷載:護壁外側土壓力采用主動土壓力，護壁最大深度為4.2m，主動土壓力為：eeKc?計算處護壁底的土壓力為：46.67kN/m2護壁受到的土壓力如下圖所示：活荷載:溫差作用:-17.55kN.m/m地面活荷載:3.33kN/m24地基承載力驗算:計算基礎底面的壓力：池壁內壁圓面積:Aic=πR2=3.14×2.3002=16.62m2池壁外壁圓面積:At=π(R＋t)2=3.14×(2.300＋0.30)2=21.24m2池壁自重Gs=γc×As×H=25.00×4.62×7.000=808.17kN底板自重Gb=γc×Ab×t2=25.00×21.24×0.50=265.46kN水池自重Gp=Gs＋Gb=808.17＋265.46=1073.64kN池內水自重Gw=pw×Aic=0.00×16.62=0.00kN基礎底面的壓力pk=(Gp＋Gw)/Ab=1073.64/21.24=50.55kPa基礎寬度大于3m或埋置深度大于0.5m，需修正承載力特征值計算地基承載力特征值修正值：fa=fak＋ηbγ(b-3)＋ηdγm(d-0.5)地下水位位于底板下1m以下，不考慮地下水水池底板底下的土的重度γ=γ土=20.00kN/m3水池底板底以上土的加權平均重度γm=γ土=20.00kN/m3fa=140.00＋1.00×20.00×(5.200－3)＋1.00×20.00×(7.500－0.5)=324.00kPapk=50.55kPa<fa=324.00kPa地基承載力滿足5內力及配筋計算:(軸力:kN彎矩:kN.m面積:mm2配筋面積:mm2/m)池壁:彎矩外側受拉為正，軸力受拉為正頂板:下側受拉為正,底板:上側受拉為正按《給水排水工程結構設計手冊》靜力計算查表池壁的約束條件:上端自由,下端固定池壁內力計算查表系數H2/dt=7.0002/4.900×0.30=33.33荷載組合:使用時池內無水：基本組合:1.27×池外土作用＋0.90×1.40×(溫度作用＋地面活荷載)標準組合:1.00×池外土作用＋0.90×1.00×(溫度作用＋地面活荷載)準永久組合:1.00×池外土作用＋1.00×溫度作用＋0.50×地面活荷載設計值/標準值/準永久值位置豎向彎矩環(huán)向彎矩環(huán)向軸力0.00H-0.00/-0.00/-0.0018.43/13.16/14.62-10.29/-7.35/-4.080.10H11.76/8.40/9.3420.39/14.56/16.18-24.81/-18.78/-15.520.20H21.25/15.18/16.8721.97/15.69/17.44-80.44/-59.58/-59.570.30H23.05/16.46/18.2922.27/15.91/17.67-63.60/-48.60/-46.120.40H22.54/16.10/17.8922.18/15.85/17.61-68.09/-52.86/-49.600.50H22.15/15.82/17.5822.12/15.80/17.55-83.12/-64.70/-61.430.60H22.07/15.77/17.5222.11/15.79/17.54-100.25/-78.17/-74.840.70H-0.57/-0.45/-0.43-0.10/-0.07/-0.07-118.55/-92.56/-89.160.75H-1.16/-0.90/-0.88-0.19/-0.15/-0.15-124.13/-96.97/-93.610.80H-2.09/-1.63/-1.59-0.35/-0.27/-0.26-121.77/-95.16/-92.020.85H-2.95/-2.31/-2.25-0.49/-0.39/-0.37-105.81/-82.71/-80.090.90H-2.11/-1.65/-1.61-0.35/-0.28/-0.27-72.32/-56.54/-54.800.95H24.43/17.61/19.3022.50/16.10/17.84-27.41/-21.43/-20.791.00H34.55/25.52/26.9824.19/17.42/19.12-0.00/-0.00/-0.00池壁配筋及裂縫、抗裂度驗算:位置計算As配筋實際As裂縫寬度抗裂度豎向內側600.0E14@1501026.30.08豎向外側600.0E14@1501026.30.08環(huán)向內側600.0E14@1501026.30.061.18環(huán)向外側791.3E14@1501026.30.061.18池壁的豎向最大裂縫寬度:0.08<=0.20裂縫滿足要求池壁的環(huán)向最大抗裂度:1.18<=act×ftk=1.75抗裂度滿足要求池壁的環(huán)向最大裂縫寬度:0.06<=0.20裂縫滿足要求消力池計算本工程共設1座消力池。1基本資料1.1幾何信息水池類型:無頂蓋半地上長度L=4.600m,寬度B=2.600m,高度H=2.300m,池底厚h3=300mm,池壁厚t1=300mm,底板外挑長度t2=300mm注：地面標高為±0.000。(平面圖)(剖面圖)1.2土水信息土天然重度18.00kN/m3,土飽和重度20.00kN/m3,土內摩擦角30度地基承載力特征值fak=100.0kPa,寬度修正系數ηb=0.00,埋深修正系數ηd=1.001.3荷載信息活荷載:地面10.00kN/m2,組合值系數0.90恒荷載分項系數:水池自重1.20,其它1.27活荷載分項系數:地下水壓1.27,其它1.27活荷載準永久值系數:頂板0.40,地面0.40,地下水1.00,溫濕度1.00考慮溫濕度作用:池內外溫差10.0度,彎矩折減系數0.65,砼線膨脹系數1.00(10-5/°C)1.4鋼筋砼信息混凝土:等級C30,重度25.00kN/m3,泊松比0.20保護層厚度(mm):池壁(內35,外35),底板(上35,下35)鋼筋級別:HRB400,裂縫寬度限值:0.20mm,配筋調整系數:1.002計算內容(1)荷載計算(2)內力(考慮溫度作用)計算(3)配筋計算(4)裂縫驗算3計算過程及結果單位說明:彎矩:kN.m/m鋼筋面積:mm2裂縫寬度:mm計算說明：雙向板計算按查表恒荷載:水池結構自重,土的豎向及側向壓力,內部盛水壓力.活荷載:頂板活荷載,地面活荷載,地下水壓力,溫濕度變化作用.裂縫寬度計算按長期效應的準永久組合.3.1荷載計算3.1.1池壁荷載計算:(1)池外荷載:主動土壓力系數Ka=0.33側向土壓力荷載組合(kN/m2):部位(標高)土壓力標準值水壓力標準值活載標準值基本組合準永久組合池壁頂端(0.000)0.000.003.334.231.33地面(0.000)0.000.003.334.231.33底板頂面(-2.000)12.000.003.3319.4713.33(2)池內底部水壓力:標準值=0.00kN/m2,基本組合設計值=0.00kN/m23.1.2底板荷載計算(池內無水，池外填土):水池結構自重標準值Gc=303.00kN基礎底面以上土重標準值Gt=9.36kN基礎底面以上水重標準值Gs=0.00kN基礎底面以上活載標準值Gh=64.74kN水池底板以上全部豎向壓力基本組合:Qb=(303.00×1.20+9.36×1.27+0.00×1.27+64.74×1.27)/16.640=27.51kN/m2水池底板以上全部豎向壓力準永久組合:Qbe=(303.00+9.36+0.00×1.00+1.50×11.960×0.40+10.00×4.680×0.40)/16.640=20.33kN/m2板底均布凈反力基本組合:Q=27.51-0.300×25.00×1.20=18.51kN/m2板底均布凈反力準永久組合:Qe=20.33-0.300×25.00=12.83kN/m23.1.3底板荷載計算(池內有水，池外無土):水池底板以上全部豎向壓力基本組合:Qb=[303.00×1.20+(4.000×2.000×0.000)×10.00×1.27]/16.640=21.85kN/m2板底均布凈反力基本組合:Q=21.85-(0.300×25.00×1.20+0.000×10.00×1.27)=12.85kN/m2水池底板以上全部豎向壓力準永久組合:Qbe=[303.00+(4.000×2.000×0.000)×10.00]/16.640=18.21kN/m2板底均布凈反力準永久組合:Qe=18.21-(0.300×25.00+0.000×10.00)=10.71kN/m23.2內力,配筋及裂縫計算彎矩正負號規(guī)則:池壁:內側受拉為正,外側受拉為負底板:上側受拉為正,下側受拉為負荷載組合方式:1.池外土壓力作用(池內無水，池外填土)2.池內水壓力作用(池內有水，池外無土)3.池壁溫濕度作用(池內外溫差=池內溫度-池外溫度)(3)L側池壁內力:計算跨度:Lx=4.300m,Ly=2.000m,三邊固定,頂邊自由池壁類型:普通池壁,按雙向板計算基本組合作用彎矩表(kN.m/m)部位池外土壓力池內水壓力溫濕度作用基本組合內側-水平跨中1.74--1.74水平邊緣--0.00-0.00豎直跨中1.03--1.03豎直上邊緣--0.00-0.00豎直下邊緣--0.00-0.00外側-水平跨中--0.00-19.77-19.77水平邊緣-5.39--19.17-24.56豎直跨中--0.00-10.63-10.63豎直上邊緣0.00--0.00-0.00豎直下邊緣-9.59--18.04-27.63準永久組合作用彎矩表(kN.m/m)部位池外土壓力池內水壓力溫濕度作用準永久組合內側-水平跨中1.01--1.01水平邊緣--0.00-0.00豎直跨中0.74--0.74豎直上邊緣--0.00-0.00豎直下邊緣--0.00-0.00外側-水平跨中--0.00-17.30-17.30水平邊緣-3.17--16.77-19.94豎直跨中--0.00-9.30-9.30豎直上邊緣0.00--0.00-0.00豎直下邊緣-5.70--15.78-21.49(4)B側池壁內力:計算跨度:Lx=2.300m,Ly=2.000m,三邊固定,頂邊自由池壁類型:普通池壁,按雙向板計算基本組合作用彎矩表(kN.m/m)部位池外土壓力池內水壓力溫濕度作用基本組合內側-水平跨中1.50--1.50水平邊緣--0.00-0.00豎直跨中1.01--1.01豎直上邊緣--0.00-0.00豎直下邊緣--0.00-0.00外側-水平跨中--0.00-18.58-18.58水平邊緣-3.44--21.61-25.04豎直跨中--0.00-16.07-16.07豎直上邊緣0.00--0.00-0.00豎直下邊緣-3.85--21.48-25.33準永久組合作用彎矩表(kN.m/m)部位池外土壓力池內水壓力溫濕度作用準永久組合內側-水平跨中0.89--0.89水平邊緣--0.00-0.00豎直跨中0.66--0.66豎直上邊緣--0.00-0.00豎直下邊緣--0.00-0.00外側-水平跨中--0.00-16.25-16.25水平邊緣-2.07--18.90-20.98豎直跨中--0.00-14.06-14.06豎直上邊緣0.00--0.00-0.00豎直下邊緣-2.44--18.80-21.23(5)底板內力:計算跨度:Lx=4.300m,Ly=2.300m,四邊簡支+池壁傳遞彎矩按雙向板計算.1.池外填土,池內無水時,荷載組合作用彎矩表(kN.m/m)基本組合作用彎矩表部位簡支基底反力池壁傳遞彎矩彎矩疊加上側-L向跨中3.74--B向跨中9.33--下側-L向邊緣0.00-25.33-25.33B向邊緣0.00-27.63-27.63L向跨中--8.17-4.43B向跨中--19.15-9.82準永久組合作用彎矩表部位簡支基底反力池壁傳遞彎矩彎矩疊加上側-L向跨中2.59--B向跨中6.46--下側-L向邊緣0.00-21.23-21.23B向邊緣0.00-21.49-21.49L向跨中--6.32-3.73B向跨中--15.11-8.652.池內有水,池外無土時,荷載組合作用彎矩表(kN.m/m)基本組合作用彎矩表部位簡支基底反力池壁傳遞彎矩彎矩疊加上側-L向跨中2.600.002.60B向跨中6.480.006.48L向邊緣0.000.000.00B向邊緣0.000.000.00準永久組合作用彎矩表部位簡支基底反力池壁傳遞彎矩彎矩疊加上側-L向跨中2.170.002.17B向跨中5.400.005.40L向邊緣0.000.000.00B向邊緣0.000.000.00(6)配筋及裂縫:配筋計算方法:按單筋受彎構件計算板受拉鋼筋.裂縫計算根據《水池結構規(guī)程》附錄A公式計算.