化粪池结构设计说明书.doc

设计说明书

工程名称: 化粪池结构说明

化粪池结构设计说明书
化粪池设计由多组园管组成，园管内直径为2000mm，壁厚为155mm，高度为1000mm，以3--4节管叠加为1组。
原设计化粪池埋深为0.5～1. 0米,现大面积推广后, 实际埋深已达3.0米,
为保证推广使用过程的技术要求.现在不改变原设计说明的基础上,按化粪池埋深为3.0米进行核算,原计算数据内括号( )中数据为化粪池埋深为3.0米的数据.
经核算,满足使用要求.
一、 化粪池受力状态分析
化粪池设计埋深为0.5～1.0(3.0)米
1、关于竖向土压力的确定，按GBJ1999-4中的第二张第二条第四款确定：
Psv=ns ·rs ·H s
式中Psv — 竖向土压力（t/m2）
rs — 回填土的容重（t/m2）；可取1.8 t/m2 计算；
ns － 竖向土压力系数，根据试验取1.2（1.1）计算。
Psv=ns ·rs ·H s
＝1.2（1.1）×1.8×0.5(3)＝1.08(65.94) t/m2
2、关于水平向压力的确定
水平向压力土底侧压力和地面荷载引起底侧压力。由于地面荷载引起底侧压力相同底计算方法。
覆土底侧压力，按古典上压力理论可分为主动、静止和被动上压力三种情况，后一种情况覆土处于被动极限平衡状态，完全不适合埋管底工程条件；静止土压力一般也不会形成，主要由于回填土和原状土的力学性能不同，由于回填土的变形将导致回填土处于主动极限平衡状态，因此通常均按主动土压力计算是适宜的。
在工程上，主动土压力的计算一般沿用库氏或朗金氏的公式，根据国外研究资料，证明两者的计算误差均不大，引用朗金氏计算公式，其通式为：
PA=§s ·Ys ·Z
式中PA－水平向侧压力（t/m2）
Z－自地面至计算深度处的距离（m）；
§s －主动侧土压力系数，按GBJ1999-84可采用1/3。
PA=§s ·Ys ·Z
＝1/3×1.8×0.5（3）＝0.3（1.8） t/m2 [埋深为0.5（3）米最顶部管受力]
＝1/3×1.8×3.7(7)＝2.22(4.2)t/m2 [埋深为0.5(3)米最底部管侧向受力
3、地面车辆荷载影响的确定
地面车辆荷载 的影响是通过着地面轮压向土内传递压力，通过试验，证明当停驶作静压传递压力。通过试验，证明当停驶作静压传递时，影响最大，并基本上符合按布辛并斯大林克弹性理论的解答，从实用考虑国外都换算成压力分布角形式计算。据此GBJ1999-84经统计换算后，给定地面车辆轮压可按35分部角计算沿土内深度的压力分布。
化粪池设在小区内，地面车辆荷载考虑到15吨重车，
Pcz=nuPc/(a=1.4Z)/(nb+di1 + di2 ＋di3 1.4Z)
式中Pcz-车辆的单个轮压（t/m2 ）
a-地面单个轮压的分部长度（m） 取0.2
b-自地面单个轮压的分布宽度（m） 取0.2
z-自地面至计算深度的距离（m） 取3.0
N-计算的轮压数量；
DI-地面相邻两个轮压间的净距（m）；
UD –车辆刹车时的动力系数，Hs=3.0时，为0.95
Pcz=nuPc/(a+1.4Z)/(nb+di1 + di2 ＋di3 1.4Z)
＝4×1.05(0.95)×15/[0.2+1.4×0.5(3.0)]/[4×0.2+1.2+1.4+4.6+1.4×0.5(3)]
=8.06 (1.062)t/m2
如埋深为3.0米管最底部，车辆的单个轮压0.32t/m2。
二、 化粪池管受力分析
1、 竖向土压力作用在盖板上，产生弯矩；Psv=1.08(5.94) t/m2 。
2、 水平土侧向压力作用土在管壁 PA =0.3-2.22(1.8—4.2) t/m2
3、 15吨车辆单轮压力作用在盖板上或作用在管壁上，作用在管壁上PCZ
为=2.69—0.3（0.38—0.11）t/m2
管壁受到的压力PV=2.99—2.52（4.30—2.18）t/m2
按管壁受到的最大压力2.99（4.30）t/ m2
管在水平侧向压力产生最大弯矩 M=KPVDγ0
M-计算截面最大弯矩
K-园管弯矩系数取0.15
γ0–计算管半径即管中心到管壁中心的距离1078mm
PV=2.99（4.32）*1010
D=2310
M=0.15*2.99（4.30）*2310*1078=1.07（1.55）*1010 N/MM
管截面上的轴向力NC（N/MM）
NC=0.5PVD=0.5*2.99（4.30）*2310（2000）=3.38（4.20）*107 N/MM
三、钢筋混凝土截面强度及配筋确定
在给定壁厚为155mm内径2000mm
在给定壁厚度条件下，主要是确定相应设计荷载作用时的截面配筋量，由于配筋量不是很高，并且也不要求内外筋同是达到破坏，因此可单独核算，拒此内环筋按弯曲受拉确定，外环筋按大偏心受压确定。
内环筋确定Agn=RW/Rgb H0（1—1.2 KnM/RWBH）
式中Agn-内环筋截面积（mm2/m）
Rg当绑扎时，计算强度为2800Kg/cm2
b-计算截面长度（cm），取100cm
H0-受拉钢筋中心至截面受压边外缘的距离（cm）
Kn-内环筋强度设计安全系数1.26
Aɡn=388.80（403.20）mm2/M
内环筋钢筋直径为φ6截面为28.26mm2
内环筋应配的环数13.8即14环
外环筋确定Agw =Kw NC（e–t/2+a ）/Rg/（H0-a ）
Agw-内环筋截面积（mm2/m）
Kw外环筋强度设计安全系数，即等于1.4（1.30）
H0-受拉钢筋中心至截面受压边外缘的距离,即等于12.7cm
a -受压钢筋中心至截面受压边外缘的距离（cm）,即等于2.8cm
当绑扎时，计算强度为2000Kg/cm2
t= 管壁厚度（cm），即等于15.5cm。
e＝计算截面上的偏心矩（cm）即e＝M/Nc＝32.25cm
Agw＝1.4（1.30）*3.38（1.2*4.20）（32.25-7.75+2.8）/2800/（12.7-2.8）=466（464）
外环筋钢筋直径为φ6截面为28.26mm2
外环筋应配的环数16.5即17环
四、盖板强度验算（简支板）
盖板砼为C30fcm＝16.5N/mm2 钢筋fy＝310N/mm2
板厚h＝150mm，h0＝125mm 板重量＝0.45t/m2
覆土重量＝1.08（5.94）t/m2 ,均匀分布在盖板上；
外力活荷载汽车（在小区内以15t计），静止时压力最大，当外力活荷载压预留口时板的受压最大，该板为圆形双向板
盖板最大弯矩
板和覆土重g＝1.53（6.39） t/m2
外力荷载以35°角分布，埋深0.5（3）m q=9.44（0.76）t/m2
g1=g+q/2＝5.56（1.2） t/m2
径向弯矩：Mr＝0.0017×D12×8.6（9.2）＝0.08 （0.086）t/
切向弯矩：Mt＝0.0392×D12×8.6（9.2）＝1.80（1.93）t·m
径向按构造配筋φ8120。
切向配筋
at =Mt /fcmb h02 =0.070（0.075） γ1=0.964（0.958）
Ast =Mt /γ1/ h0/fy=486( 520)mm2
按计算沿园周长每米配486(520)mm2实际配筋φ12120总面积为628mm2
池底板实际配筋42φ12。
达到设计要求。

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