矩形沉井计算(工作井)(文档).xls

矩形沉井计算★工程概况工程名称：东门水厂管道改造工程。根据使用要求,沉井平面设计为矩形,平面尺寸为6m×4m，高度为16m。沉井采用三次制作，第一节制作高度为6m，第二节制作高度为5m。★土层参数(层编号由地面向下)土层编号层厚摩阻力极限承载力内摩擦角容重备注加权摩阻力fki*hihi(m)fki(kpa)σbi(kpa)φ(度)γ(kN/m3)fka(kpa)1素填土2.0010.00150.008.6018.0010.0020.002粉粘土16.0010.00200.0015.4018.50160.000.000.00∑hi18.00∑fki*hi180.00★沉井参数(节段编号由地面向上)节段编号高度hi(m)净长L(m)净宽B(m)壁厚t(m)入水高(m)Gik(kN)浮力Ffw.k基底浮力Fbfw.k1(底节)6.006.004.000.503.001650660105025.006.004.000.500.0013750035.006.004.000.500.00137500000∑Gik∑Ffw.k∑Fbfw.k44006601050★沉井下沉系数计算节段编号高度hi(m)外周长(m)摩阻力Ffki备注1(底节)6.0024.001440.00采用泥浆2.005.0024.00600.00套下沉3.005.0024.00600.000.00∑Ffk(kN)2640.00下沉系数kst=(∑Gik-∑Ffw.k)/∑Ffk＝1.42≥1.05下沉系数满足要求。kst=1.42≥1.20应进行下沉稳定计算★沉井下沉稳定计算基底极限承载力(kpa)：σbi=150.00基底反力(kN)：Rb＝2945.24稳定系数kst,s＝(∑Gik-∑Ffw.k)/(∑Ffk+Rb)＝0.67≤0.90稳定系数满足要求。.★沉井抗浮计算抗浮系数kst=(∑Gik+Gd)/∑Fbfw.k底板面积(m2):A=26.00地板厚度(m):t=0.65底板重力(kN):Gd=422.50沉井重力∑Gik＝4400.00基底浮力∑Fbfw.k＝1050.00kst=4.59≥1.00抗浮系数满足要求。★沉井施工阶段井壁竖向抗拉计算本工程地基为均匀软土地基，沉井下沉系数较大,可不进行竖向拉断计算。配筋按构造配筋即可配12mm@100mm沉井结构强度计算★沉井定位支撑条件下的井壁计算◆内力计算沉井净长l＝6.50(m)沉井净宽b=4.00(m)井壁厚度t＝0.50(m)节段高度h=6.00(m)支撑布置如右图，计算得到效应为：跨中最大弯矩Mo=26.25(kN.m)支座弯矩Ms＝-198.83(kN.m)◆配筋计算按深梁进行配筋（参照《混凝土结构设计规范》GB20010-2002）深梁计算跨度lo＝0.7*lo=4.90(m)深梁高h=6.00(m)lo/h=0.82≤2.50按深梁计算截面b＝t＝0.50(m)砼等级----C25ho＝0.9h=5.40(m)砼抗压强度设计值fc＝11.90(MPa)跨中最大组合弯矩Mo=31.50(kN.m)受压区x＝1.08(x<0.2ho时，取0.2ho）内力臂z＝(0.8+0.04*lo/h)(ho-0.5x)=2.94(m)(lo<h时，取z＝0.6lo）配筋As＝M/fy/z＝35.71（mm2）取HRB400直径20.00mm2.00根1.00支座组合弯矩Ms＝-238.60(kN.m)受压区x＝1.08(x<0.2ho时，取0.2ho）内力臂z＝(0.8+0.04*lo/h)(ho-0.5x)=2.94(m)(lo<h时，取z＝0.6lo）配筋As＝M/fy/z＝270.52（mm2）取HRB400直径16.00mm2.00根由于剪力和扭矩均较小，垂直钢筋按其他工况配置。★刃脚的计算◆1、刃脚根部竖向向外弯曲内力计算(首节井段开始下沉时，仅计入土压力)刃脚斜面与水平面的夹角(度)：θ=60.00刃脚高度(m)：h1＝0.70≤1.00取h1＝0.70刃脚斜面与土的外摩角(度)：βo=20.00井壁厚度t＝0.50取开始下沉时入土深度(m)：hs＝h1＝0.70刃脚a=0.20沉井每沿米总量Rj＝gs＝90.00(kN/m)刃脚b=0.30刃脚内侧水平推力之和Pl=Rjhs*tan(θ-βo)/(hs+2atanθ)=37.95(kN/m)刃脚地面地基反力的合力偏心矩：dl＝(h1/2/tanθ)-hs(3a+2b)/(6hs+12atanθ)=0.10(m)刃脚根部向外的弯矩标准值：Ml1＝Pl(h1-hs/3)+Rjdl=30.39(kN.m)◆2、刃脚根部竖向向内弯曲内力计算(下沉至设计标高时,计入水、土压力)刃脚高度(m)：h1＝0.70土摩擦角（度）：ϕ＝18.20沉井水位距离刃脚距离