浓缩池池壁挡水墙计算_重力式挡水墙计算

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污泥浓缩池池壁挡水墙计算

一、设计资料

（1）材料：砼C30；钢筋：HP300，HRB335级。（2）地下水：地下水埋深较深，不考虑地下水的影响。

（3）暂按坐于原土层，地基不处理考虑，土层地基承载力特征值取fak=120kPa.（4）抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.20g，设计地震分组为

挡水墙底板厚度to=0.400m，池内底板踵长度L2=2.000m； 地板外挑趾长L3=0.800m； 池内悬挑水槽：

底板宽度B0=0.600m，底板厚度t2=0.150m；槽壁高度hp=0.550m，壁板厚度t3=0.100m，槽内水深hw=0.200m。

（一）荷载作用计算

1、走道板（单位长度）

1）永久荷载：自重产生弯矩作用标准值

22MQ,k0.5t1c1.0L10.50.15251.3003.170KNm

VQ,kt1c1.0L10.15251.3004.875KN

2）可变荷载：走道板工作人员作业产生的弯矩作用标准值：

2Mq,k0.52.0L11.00.52.01.321.690KNm

Vq,k2.0L11.02.01.3002.600KN 荷载组合： a、标准组合：

MkMQ,kMq,k3.1701.6904.860KNm vkvQ,kvq,k4.8752.6007.475Nm b、基本组合：

Mmax1.35MQ,k0.71.4Mq,k,1.27MQ,k1.4Mq,k 1.353.1700.71.41.6905.936 maxKNm 6.3921.273.1701.41.6906.392Vmax1.35VQ,k0.71.4Vq,k,1.27VQ,k1.4Vq,k

1.354.8750.71.42.6009.130 maxKN 9.8311.274.8751.42.6009.831

2、池内悬挑水槽内力计算（单位长度）水槽底板自重产生的弯矩标准值：

22MQ1k0.5t2cB00.50.15250.6000.675KNm

VQ1kt2cB00.15250.6002.250KN 水槽壁板自重产生的弯矩标准值：

MQ2khpt3c（B0t32）0.5500.100250.6500.894KNm VQ2khpt3c0.5500.100251.375KN 水槽内水自重产生的弯矩：

22MqkhwwB0/20.20010.50.600/20.378KNm

VqkhwtwB00.20010.50.6001.260KN 荷载组合： a.标准组合：

MkMik0.6750.8940.3781.947KNm VkVik2.2501.3751.2604.885KN b.基本组合：

1.35MQ,ik0.71.4Mq,k,1.2MQi,k1.4Mq,k

Mmax1.2(0.6750.894)1.40.3782.412KNm

Vmax1.35VQi,k0.71.4Vq,k,1.2VQi,k1.4Vq,k

1.2Vgik1.27V3k1.2(2.2501.375)1.41.2606.114KN3、壁板自重：

Gbk0.5(tctb)Hc0.5(0.250.3)3.8502526.469KN

（二）确定各种工况下池壁和底板的内力：

1、工况一：池外有土，池内无水

该工况由于池外地面标高低于底板板顶，因此不会发生该工况下的倾覆问题。

2、工况二：池外无土，池内有水 1）荷载计算：

池内水深对池壁产生的侧压力：

2Fw0.5wh20.510.53.35058.918KN/m2

池内水对壁板根部产生的弯矩：

Mwwh3/610.53.353/619.639KNm/m 2）抗倾覆验算：

倾覆弯矩：

MovMwFwt0MK走道板19.63958.9180.4004.86048.066KNm 抗倾覆弯矩：

MRMK池内悬挑水槽Gbk(壁板自重)L壁板重心至倾覆点距离G底板自重L底板重心至倾覆点距离G水自重L水体重心至倾覆点距离

2.4120.253.85250.80.050.1250.50.053.85250.80.05233.100.4253.100.53.852+2.0tan6=250.348KNm2.00.510.50.8+0.3+2.02MR250.3485.208Mov48.0661.6 满足抗倾覆要求。

3）抗滑移验算：

滑移力：Fw58.918KN

抗滑移力：（工况二：池外无土，池内有水；工况一不用计算）

FR[VQKV1KV2KV3KGbwhwL2t0cL2

4.8752.2501.3751.26026.4693.852+2.0tan62.00.510.53.100.4250.35 52.600KN

底板变截面处（300mm）正常使用状态下裂缝宽度验算（max0.20mm）变截面所受拉力 NFWFR58.91852.6006.318KN

C30混凝土抗拉强度ft1.43N/mm2，则单位宽度变截面底板能够抵抗的拉力大小为：

F30010001.43429000N429KNN 故底板变截面抗拉满足要求。

三、构件截面设计计算（单位宽度）

（一）池壁：（计算简图如下）

a、荷载计算：（1）土压力：

池外地面低于地板板顶，因此不产生对池壁的侧压力。（2）水压力：P H3.3510.535.175KN/mwkbw2MewkPwkL22/635.1753.35/665.792KNm/m

（3）荷载组合：

仅考虑有水无土工况下的荷载组合：

标准组合：MewkPwkL2/635.1753.35/665.792KNm/m

基本组合：

M1.27Mk1.2765.79283.556KNm

（4）抗震验算：

1）地面式池壁自重惯性力标准值：

FGWZ,km11gwsin(z2H)

1.50.161.1025(0.250.3)/2sin(z23.85)

1.815sin(z7.7)KN/m2

Z为计算截面距离池壁底端的高度。

KN/m2 池壁顶部自重惯性力：FGWZ,kmax1.815对根部产生的弯矩：

MGWZ,K1/3FGWZ,KmaxH21/31.8153.8508.968KNm/m

2）圆形水池在水平地震作用下的动水压力标准值：（沿池高度均匀分布）

Fwct,kKHrwHwfwccos0.210.53.3500.40cos2.814cosKN/m2 Fwct,kmax2.814KN/m2

动水压力对池壁根部产生的弯矩：

M22we,k0.5Fwr,kHw0.52.8143.85020.855KNm/m

3）动土压力标准值：

池外地面低于地板板顶，因此不产生对池壁的侧压力。

4）池壁的地震作用效应和其他作用效应的基本组合（弯矩设计值）nMGCGiGEiEHCEHFEH,k

i

1、左震：→

Mmax1.38.96811.658KNm/m、右震：←

M1.265.7921.3(8.96820.855)）117.720KNm/m Mmaxmax83.556, 0.75117.72088.290KNm/m

池壁配筋：壁板根部厚度300mm，钢筋HRB335，C30，ac35mm，配筋：

池内侧：竖向筋：B16@100mm；上部间距200mm（110.43,56.61）池外侧：竖向筋：14@200mm。内外侧分布钢筋：（构造要求）

A1000(300250)/2421.5mm2S0.15%

钢筋选用：B12@200(A2S565mm)

1.底板地基承载力验算： 由前已知荷载：

走道板自重：VQK4.875KN

max0.2mm，查表

a b



（二）底板：

池内悬挑水槽自重：V1K2.2501.3753.625KN 壁板自重： Gbk26.469KN

底板上水重： 3.852+2.0tan62.00.510.583.057KN

水侧压产生的根部弯矩：Mwk83.556KNm 1）池内无水池外有土时：

池外地面低于地板板顶，因此可不考虑该工况。2）池外无土池内有水时：

N1k =26.469 KN e1 =1.55-0.8-0.3/2=0.60 m N2k =83.057 KN e2 =1.55-2.0/2=0.55 m N3k =4.875 KN e3 =1.55-0.8-（0.3-0.25）=0.70 m N4k= 3.625 KN e4 =1.55-0.8-0.3=0.45 m 则：

NkNik26.46983.0574.8753.625118.026KN

GK0.4253.1cos630.830KN M1K65.792KNm

M2K0.675+0.894=1.569KNm

M3K3.170KNm

eMkNkGk65.7921.5693.17026.4690.6083.0570.554.8750.703.6250.45

118.02630.830 42.637B0.80.32.00.286m0.517m

148.85666则pmaxmin74.638NGMK118.02630.83042.63748.01826.620KPa

21.398LBLB22/61.03.11.03.12/6pmax1.2fa1.2120144KPa 满足要求

min

2.底板内力计算（配筋计算）：采用地基净反力，不计底板自重 1）池内无水，池外有土时：

池外地面低于地板板顶，因此可不考虑该工况。2）池内有水，池外无土时：

按永久荷载起控制作用

N（(N1KN3KN4K)）1.351.27N2K

(26.4694.8503.625)1.351.2783.057169.168KN

M1.27M1K1.35(M3KM2K)1.35(N1Ke1N3Ke3N4Ke4)1.27N2Ke2

1.2765.7921.35(3.1701.569)1.35(26.4690.604.8750.703.6250.45) 1.2782.0570.5560.501KNm

eMN60.501B0.80.32.00.358m0.517m

169.16866KpmaxminNMA2LB2/692.344169.16860.50154.5737.774KPa 216.7961.03.11.03.1/62.32.316.79692.34416.79672.848 KPa 3.13.1则： P1PminPmaxPmin P11Pmin(PmaxPmin)截面弯矩计算：

2.02.016.796(92.34416.796)65.537KPa 3.13.122 MⅠ1/2PL11/3(PmaxPⅠⅠ)L1

1/272.8480.821/3(92.34472.848)0.82

27.471KNm/m（板底受拉）（标准值=27.471/1.3=21.131KNm/m）

22MⅡ1/2qwL221/2PminL21/6(PⅡPmin)L2

1/237.372.021/216.7962.021/6(65.53716.796)2.02

73.642KNm/m（板顶）（标准值=73.642/1.3=56.648KNm/m）底板配筋：800mm，上层as35mm，下层as40mm，max0.2mm，查（给排水工程钢筋混凝土矩形截面处于受弯状态时最大裂缝宽度计算手册）

底板上层受力钢筋：B16@200；

2底板下层受力钢筋：B14@200；按构造要求AS0.15%1000400600mm。