水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指南(已修改)
2025-07-09 11:36 本頁(yè)面
【正文】 工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指南及規(guī)定 第六冊(cè) 水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指南 （共八冊(cè)） 中冶京誠(chéng)工程技術(shù)有限公司 工業(yè)建筑院 二○○五年七月目錄一． 材料………………………………………………………2二． 水、土壓力計(jì)算…………………………………………3三． 側(cè)壁內(nèi)力計(jì)算……………………………………………4四． 底板內(nèi)力計(jì)算……………………………………………6五． 配筋計(jì)算…………………………………………………9六． 裂縫寬度驗(yàn)算……………………………………………9七． 側(cè)壁、底板厚度擬定………………………………… 10八． 抗浮驗(yàn)算……………………………………………… 11九． 工況組合……………………………………………… 11十． 構(gòu)造要求……………………………………………… 11十一． 按強(qiáng)度及裂縫寬度控制的最大彎矩值（附表三）… 14十二． 例題…………………………………………………… 26編制：李緒華審核：孫衍法 編程：覃嘉仕 鋼鐵廠的設(shè)計(jì)中會(huì)經(jīng)常遇到水池，無(wú)論是煉鐵、煉鋼，還是軋鋼，都存在水池。因沒(méi)有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)方法，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方法較為離散。結(jié)合《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），對(duì)水池結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行一定的統(tǒng)一。一．材料1．砼強(qiáng)度等級(jí)不低于C25，嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)不低于C30。2．抗?jié)B等級(jí)，根據(jù)最大作用水頭與砼厚度的比值確定最大作用水頭與砼壁、板厚度之比iw抗?jié)B等級(jí) ＜10 S4 10~30 S6 ＞30 S8注：抗?jié)B等級(jí)si的定義系指齡期為28d的砼試件，施加i一般情況下采用S6即可滿足要求。3．抗凍等級(jí)最冷月平均氣溫低于－3℃的地區(qū)，外露的鋼筋砼構(gòu)筑物的砼應(yīng)具有良好的抗凍性能，按下表采用： 大氣溫度 抗凍等級(jí)最冷月平均氣溫低于－10℃ F200最冷月平均氣溫在－3～－10℃ F150砼抗凍等級(jí)Fi系指齡期為28d的砼試件，在進(jìn)行相應(yīng)要求凍融循環(huán)總次數(shù)i次作用，其強(qiáng)度降低不大于25%，重量損失不超過(guò)5%。最冷月平均氣溫在《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 5017693中查取。如： 北京 －℃ 天津 －℃ 通化 －℃ 石家莊 －℃ 承德 －℃ 西安 －℃ 太原 －℃ 本溪 －℃ 蘭州 －℃ 銀川 －℃ 基本上除東北、西北和華北的大部分地區(qū)外，其他地區(qū)均不需要考慮砼抗凍要求。二．水、土壓力計(jì)算1．水壓力按季節(jié)最高水位計(jì)算水壓力，勘察報(bào)告中一般提出勘察期間地下水位，可根據(jù)勘察的季節(jié)及水位變化幅度確定計(jì)算水位。2．土壓力主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka可按1/3，地下水位以上土的重度取18kN/m3，地下水位以下取土的有效重度，可按10 kN/m3。3．地面堆積荷載（作用于水池側(cè)面）無(wú)特殊情況時(shí)，地面堆積荷載取10 kN/m2。4．汽車荷載（作用于水池側(cè)面）等代均布荷載見(jiàn)下表，準(zhǔn)永久值系數(shù)為0。荷載等級(jí)等代均布荷載汽車—10級(jí)10 kN/m2汽車—15級(jí)12 kN/m2汽車—20級(jí)15 kN/m25．列車荷載（作用于水池側(cè)面）若枕木在滑裂體（與水平面夾角55176。斜面形成的滑裂體）以外，則不需考慮；否則按60 kN/m2等代均布荷載考慮，準(zhǔn)永久值系數(shù)為0。上述均布荷載乘以主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka后作為矩形分布的荷載作用于池壁上。三．側(cè)壁內(nèi)力計(jì)算1．平長(zhǎng)壁板所謂平長(zhǎng)壁板，即LB/HB＞2（有頂板）或LB/HB＞3（無(wú)頂板）的側(cè)壁板。取1m寬截條按豎向單向受彎計(jì)算，下端為固接，上端為自由（無(wú)頂板時(shí)）、鉸接（有頂板或局部走道板）。此時(shí)應(yīng)考慮水平角隅彎矩，即驗(yàn)算構(gòu)造水平筋能否滿足水平角隅處的強(qiáng)度及裂縫寬度。水平向角隅處彎矩： Mcx=mcqHB2 q—均布荷載或三角形荷載的最大值（kN/m2） mc見(jiàn)下表：荷載類別池壁頂端支承條件mc均布荷載 自由 鉸接 三角形荷載自由 鉸接2．深長(zhǎng)壁板所謂深長(zhǎng)壁板，即HB/LB＞2的側(cè)壁板，按兩部分計(jì)算：從底板頂面算起，2LB以上部分按水平單向受彎計(jì)算，0~2LB部分按雙向板計(jì)算，從底板頂面算起2LB處視為自由邊。3．矩形水池除上述兩種情況外，即介于平長(zhǎng)、深長(zhǎng)之間的壁板，按雙向受彎計(jì)算，以計(jì)算手冊(cè)或軟件進(jìn)行計(jì)算。4．圓形水池池壁根據(jù)水池高度、半徑及壁厚確定計(jì)算模型，見(jiàn)下表：H/S圓柱殼內(nèi)力計(jì)算模型H/S≤1按豎向單向計(jì)算，類似于平板1＜H/S≤15按殼體計(jì)算環(huán)向和豎向內(nèi)力H/S＞15頂端自由時(shí)，H/S＞15部分的圓柱，按無(wú)約束的自由圓柱殼計(jì)算薄膜內(nèi)力H：圓柱殼池壁高度 S：圓柱殼的彈體特征系數(shù)，R：圓柱殼計(jì)算半徑 h：池壁厚度計(jì)算可用水工結(jié)構(gòu)手冊(cè)圖表人工計(jì)算，也可用SAP 2000軟件進(jìn)行計(jì)算。人工計(jì)算較繁瑣，最好以SAP 2000進(jìn)行計(jì)算。四．底板內(nèi)力計(jì)算1．長(zhǎng)條水池（凈長(zhǎng)/凈寬＞2）（1）池壁頂以上無(wú)荷載（如無(wú)冷卻塔等）或荷載較小底板底面承受由側(cè)壁傳來(lái)的彎矩，分別按基本組合設(shè)計(jì)值和準(zhǔn)永久組合設(shè)計(jì)值計(jì)算配筋和裂縫寬度。底板頂面按構(gòu)造配筋，即滿足最小配筋率。按最小配筋率確定的鋼筋面積：As=ρminbh，%（C25）、%（C30）也可根據(jù)厚度查表，選取較小配筋，表中配筋率ρ= As/bh0，其一定≥ρminh/h0， As/bh≥ρmin，等同于As/bh0≥ρminh/h0。 （2）池壁頂以上有荷載（如冷卻塔等）底板以基底凈反力按1m寬簡(jiǎn)支板計(jì)算，但要將壁板底部彎矩加到支座處，以降低底板跨中彎矩，Mz=ql2/8MB?；變舴戳Πū诎?、頂板及上部冷卻塔等設(shè)備自重，而不包括池內(nèi)水重及底板自重。采用樁基時(shí)以樁的凈反力作為集中力計(jì)算跨中彎炬，板邊負(fù)彎矩等于壁板底部彎炬，跨中正彎矩以負(fù)彎矩抵消一部分。 注意此處的負(fù)彎矩用作強(qiáng)度計(jì)算時(shí)。2．一般矩形水池（凈長(zhǎng)/凈寬≤2）（1）池壁頂以上無(wú)荷載（如無(wú)冷卻塔等）或荷載較小底板底面承受由側(cè)壁傳來(lái)的彎矩，分別按基本組合設(shè)計(jì)值和準(zhǔn)永久組合設(shè)計(jì)值計(jì)算配筋和裂縫寬度。底板頂面按構(gòu)造配筋，即最小配筋率和考慮超長(zhǎng)時(shí)的構(gòu)造縱筋。（2）池壁頂以上有荷載（如冷卻塔等）底板以基底凈反力
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