水池结构设计指南

文档收集于互联网，已重整理排版文档收集于互联网，已重整理排版...00:..工业建筑构造设计混凝土构造设计指南及规定第六册水池构造设计指南〔共八册〕中冶京诚工程技术工业建筑院2023年七月名目\l“_TOC_250008“一．材料… 2\l“_TOC_250007“二．水、土压力计算… 3\l“_TOC_250006“三．侧壁内力计算… 4\l“_TOC_250005“四．底板内力计算… 6\l“_TOC_250004“五．配筋计算… 9\l“_TOC_250003“六．裂缝宽度验算… 9\l“_TOC_250002“七．侧壁、底板厚度拟定… 10\l“_TOC_250001“八．抗浮验算… 11九．工况组合… 11十．构造要求… 11十一．按强度及裂缝宽度掌握的最大弯矩值〔附表三〕…14\l“_TOC_250000“十二．例题… 26李绪华孙衍法编程：覃嘉仕都存在水池。因没有统一的设计方法，导致设计方法较为离散。结合《给水排水工程钢筋混凝土水池构造设计规程〔CECS对水池构造的设计方法进展肯定的统一。一．材料砼强度等级不低于C25，严寒和严寒地区不低于C30。抗渗等级，依据最大作用水头与砼厚度的比值确定iw＜10抗渗等级S410~30S6＞30S8注：抗渗等级si28d的砼试件，施加i×0.1MPa水压后满足不渗水指标一般状况下承受S6即可满足要求。抗冻等级最冷月平均气温低于－3℃的地区，外露的钢筋砼构筑物的砼应具有良好的抗冻性能，按下表承受：大气温度最冷月平均气温低于－10℃最冷月平均气温在－3～－10℃

F200F150砼抗冻等级Fi系指龄期为28d的砼试件，在进展相应要求冻融循环总次数i25%，重量损失不超过5%。GB50176-93中查取。如：北京－4.5℃天津－4.0℃通化－16.1℃石家庄－2.9℃承德－9.4℃西安－0.9℃太原－6.5℃本溪－12.2℃兰州－6.7℃银川－8.9℃考虑砼抗冻要求。二．水、土压力计算水压力1.0。土压力a主动土压力系数K可按1/18kN/3，10kN/m3，准永久值系数为1.0。a地面积存荷载〔作用于水池侧面〕10kN/m20.5。4．汽车荷载〔作用于水池侧面〕等代均布荷载见下表，准永久值系数为0。荷载等级荷载等级等代均布荷载汽车—汽车—10级10kN/m2汽车—15级12kN/m2汽车—20级15kN/m25．列车荷载〔作用于水池侧面〕假设枕木在滑裂体〔与水平面夹角55°斜面形成的滑裂体〕以外，60kN/m20。K上述均布荷载乘以主动土压力系数 后作为矩形分布的荷载作Ka用于池壁上。三．侧壁内力计算1．平长壁板B B B 所谓平长壁板，即L/H＞2〔有顶板〕或L/H＞3〔无顶板〕1m宽截条按竖向单向受弯计算，下端为固接，上端为自由〔无顶板时、铰接〔有顶板或局部走道板。B B B 处的强度及裂缝宽度。水平向角隅处弯矩：cx c M=mqHcx c q—均布荷载或三角形荷载的最大值〔kN/m2〕m见下表：m荷载类别池壁顶端支承条件荷载类别池壁顶端支承条件mc均布荷载自由0.426铰接0.218三角形荷载自由0.1042．深长壁板铰接0.035B 所谓深长壁板，即H/L＞2的侧壁板，按两局部计算：B BB从底板顶面算起，2L 以上局部按水平单向受弯计算，0~2L 局部按双向板BBB计算，从底板顶面算起2L 处视为自由边。B，按双向受弯计算，以计算手册或软件进展计算。圆形水池池壁依据水池高度、半径及壁厚确定计算模型，见下表：H/SH/S圆柱壳内力计算模型H/S≤1按竖向单向计算，类似于平板1＜H/S≤15按壳体计算环向和竖向内力H/S＞15顶端自由时，H/S＞15局部的圆柱，按无约束的自由圆柱壳计算薄膜内力H：圆柱壳池壁高度SSh：池壁厚度0.76 RhR：圆柱壳计算半径计算可用水工构造手册图表人工计算，也可用SAP2023软件进展计算。人工计算较繁琐，最好以SAP2023进展计算。四．底板内力计算1．长条水池〔净长/净宽＞2〕池壁顶以上无荷载〔如无冷却塔等〕或荷载较小小配筋率。按最小配筋率确定的钢筋面积：s min A=ρ×bh，ρ为0.20%C2、0.21C30s min s min 0 s min s 0 min 也可依据厚度查表，选取较小配筋，表中配筋率ρ=A/bh，其肯定≥ρ×h/hA/bh≥ρ，等同于A/bh≥ρ×s min 0 s min s 0 min 池壁顶以上有荷载〔如冷却塔等〕1m宽简支板计算，但要将壁板底部弯矩加到支座处，以降低底板跨中弯矩，M=ql2/8-M。基底净反力包括壁z B板、顶板及上部冷却塔等设备自重，而不包括池内水重及底板自重。承受桩基时以桩的净反力作为集中力计算跨中弯炬，板边负弯矩等于壁板底部弯炬，跨中正弯矩以负弯矩抵消一局部。1.0。2．一般矩形水池〔净长/净宽≤2〕池壁顶以上无荷载〔如无冷却塔等〕或荷载较小筋率和考虑超长时的构造纵筋。池壁顶以上有荷载〔如冷却塔等〕支座处，以降低底板跨中弯矩。基底净反力包括壁板、顶板及上部冷却塔等设备自重，而不包括池内水重及底板自重。跨中弯矩的计算承受下述方法：MM，x y假定底板的长边与短边由壁板所传弯矩为M0、M0，则考虑支座负x y弯矩后的跨中弯矩按下式计算M =M-m M0-m M0xx x xx x xy yM =M-m M0-m M0yy y yx x yy ymxx——长边负弯矩在短向跨中的弯矩系数mxy——短边负弯矩在短向跨中的弯矩系数myx——长边负弯矩在长向跨中的弯矩系数myy——短边负弯矩在长向跨中的弯矩系数mxxmxxmxymyxmyy1.01.11.21.31.41.51.61.71.81.92.00.1600.2140.2660.3180.3660.4120.4540.4940.5280.5620.5920.3060.2880.2700.2510.2300.2120.1940.1750.1580.1420.1260.3060.3160.3200..3240.3240.3180.3140.3080.3000.2940.2880.1600.1060.0740.0470.0220.01800000矩等于壁板底部弯矩，跨中正弯矩以负弯矩抵消一局部。5．圆形底板周边支座形式周边支座形式半径r处的径向弯矩半径r处的切向弯矩铰接固接rq—1m宽的板基底净反力〔kN/m2×m〕R—圆板半径R五．配筋计算1.27，地面积存1.4。1.0；计算底板跨中弯矩时，假设考虑侧壁弯矩的有力影响，1.0。以根本组合的设计值弯矩计算配筋面积，可人工计算，也可a缘距离，见下表：a钢筋摆放挨次水平钢筋在外钢筋摆放挨次水平钢筋在外水平钢筋s m〕35竖向钢筋s m〕50(40)水平钢筋在内5540截面有效高度h=h-a0〔括号内数字用于水平筋为构造筋时〕s六．裂缝宽度验算先按配筋计算结果选配出钢筋的直径及间距，然后验算裂缝宽度。0.5，汽车、列车荷载不考虑。裂缝宽度限值轧钢、炼钢、炼铁等水处理设施：0.25mm污水处理设施： 0.20mm4．裂缝宽度计算按《给水排水工程构筑物构造设计标准》〔GB50069-2023〕附录A进展，现有Excel计算表格可用。5．受力钢筋的保护层厚度：30mm35mm，当外表有水泥砂浆或涂料10mm40mm。受力筋可能是水平筋或竖筋。七．侧壁、底板厚度拟定侧壁厚度可参考以下表格初步拟定埋置情况平面外形壁顶部边界条埋深范围内有、无水平长度/高度深度平方/直径壁厚地下水圆形件有LB/HBH2/D≤20H/20池无H/25地下水有＞20H/25池无H/30矩形有板或有＞2H/12B矩形梁无H/15B自由有＞2H/10B无H/12B有板或有≤2H/15B梁无H/18B自由有≤2H/12B无H/15B地上水矩形有板或＞2H/12B池梁自由＞2H/10B有板或梁自由≤2H/15B≤2H/12B注有板或梁自由≤2H/15B≤2H/12B0.3~0.8%之间，最好在0.4~0.6%之间。假设配筋率＜0.3%，应减小厚度；假设配筋率＞0.8%，应加大厚度。底板厚度1.2~1.51.2倍起算，与壁板类似，以配八．抗浮验算底板自重抵抗地下水浮托力，抗浮系数≥1.05。承受桩基时，可考虑加上桩的抗拔承载力特征值来抵抗浮托力。九．工况组合地下水池在池外水、土压力〔包括地面荷载〕作用下的计算，此时不考虑池内水压力；1.0。地上水池地上水池指埋深较小的水池，底板顶面位于地面以下≤1m，这种状况可只作在池内水压力作用下的计算。十．构造要求伸缩缝间距〔m〕地下水池〔有覆土〕地下水池〔有覆土〕40顶面外露水池30非严寒、非严寒地区20严寒、严寒地区注：超出上表限值时，以留后浇带或掺膨胀剂措施解决。水平构造筋、敞口水池池顶构造筋见附表一、二；转角处钢筋构造见构造附图；受力筋及构造筋尽可能承受直径较小的钢筋，钢筋间距尽可10〔转角处因钢筋搭接而加密除外200。水平筋一般置于竖筋内侧，水池长度超过伸缩缝间距时水平30mm。30mm。壁厚或底板厚〔mm〕壁厚或底板厚〔mm〕未超过伸缩缝间距时HRB335超过伸缩缝间距时备注250~350φ12@200φ12@150400~550φ14@200φ12@100600~750φ16@200φ14@100800~1000φ16@150φ16@1001050~12501050~1250φ18@1001300~1500φ18@150φ20@100附表二 敞口水池池壁顶面水平配筋：壁厚壁厚(mm)250～500550～700750～950≥1000配筋U型套箍200φ8@200HRB3353φ164φ184φ206φ20构造附图：侧壁转角处 侧壁交接处侧壁、底板转角处 处图中l按以下取值：相邻壁水平较小净跨长/4或中间壁水平净跨长/4 取较小值，并不小于500侧壁净高/4十一．按强度及裂缝宽度掌握的最大弯矩值〔附表三〕30mm，当＞30mm时，将强度弯矩值M乘以折减系数0.9h6000.9〔＞60〕缝宽度弯矩值q乘以折减系数0.9〔700.95h70。强度掌握的最大弯矩M系指按表中给定的配筋推算出的最大弯矩设计值，应与在水、土压力及地面活荷载、车辆荷载作用下的根本组合弯矩值对应，即考虑荷载分项系数。裂缝掌握的最大弯矩Mq0.25mm时，按表0.5。设计人计算出两种弯矩后，先核实强度对应的弯矩值，满足后再核实裂缝对应的弯矩值值必需都小于表中数值。计算弯矩值应按钢筋直径从小到大挨次与表中最接近的弯矩值对应，查看配筋率，假设＜0.3%或＞0.8%，则应考虑减小或加大侧直径较小的钢筋，这样可在一样裂缝宽度下降低钢筋用量。不满足最小配筋率，大直径钢筋属配筋率过大，前者不得承受，后者一般也不承受。转角处钢筋间距可能变为@50、75，可按@100、150的强度1.5、1.8。壁、底板厚度(mm)壁、底板厚度(mm)配筋〔HRB335〕强度掌握的最M〔kN·m〕裂缝掌握的最Mq〔kN·m〕配筋率ρ(%)As/bh0直径间距C25C30C25C30250φ12@200353531310.26@150464643460.35@100686864670.53φ14@200474741440.36@150616253570.48@100899184880.62300直径300直径φ18间距@200C2593C3094C2573C30770.49@150122124981030.65@1001741791641690.97350φ12@150696958580.24@100101102951010.36φ14@200707052520.24@150929382890.33@1001351371181250.49φ16@200909177770.32φ16@200606149520.47@150787966700.63@1001121151101140.95300φ12@150575855550.29@100848578830.43φ14@200585950500.29@150777767720.39@1001121141011050.59φ16@200757662670.38@150989981860.51@1001421451291340.77壁、底板配筋强度掌握的最裂缝掌握的最配筋率厚度(mm)〔HRB335〕M〔kN·m〕Mq〔kN·m〕ρ(%)As/bh0400直径400直径φ18间距@200C25131C30132C25106C301110.35@1501731741351430.47@1002512552092180.70φ20@2001601621201280.44@1502092121581670.58@1003023082572660.87450φ12@1001351361311310.27φ14@15012312495950.25@1001811831581690.37@150118120971040.43@1001731751491550.64φ18@20011211388950.41@1501471491161220.55@1002132171861930.82400φ12@1001181191131210.31φ14@15010810893930.28@1001581601381460.42φ16@20010510679790.28@1501391401151240.37@1002032051701780.56壁、底板配筋强度掌握的最裂缝掌握的最配筋率厚度(mm)〔HRB335〕M〔kN·m〕Mq〔kN·m〕ρ(%)As/bh0φ16φ16@20012012181810.24@1501591601351400.33@1002332351922030.49φ18@2001501521141140.31@1501982001551660.41@1002892932332440.62φ20@2001841851401510.38@1502412431801910.51@1003493552842940.77壁、底板配筋强度掌握的最裂缝掌握的最配筋率厚度(mm)〔HRB335〕M〔kN·m〕Mq〔kN·m〕ρ(%)As/bh0500直径φ12间距@100C25152C30153C25134C301340.24φ14@1002052061811950.33φ16@1501791801431430.29@1002632662162290.43φ18@2001701711161160.28@1502232251781910.37@1003273312592720.55φ20@2002072091571570.34@1502722752032170.46@1003964023113240.68φ22@2002482501801930.41@150324@1503243282332470.55@1004684783733860.83550φ14@1002282292062120.30φ16@1501992001451450.26@1002932962412580.39φ18@2001891901181180.25@1502492512022040.33@1003653692863020.50壁、底板配筋强度掌握的最裂缝掌握的最配筋率厚度(mm)〔HRB335〕M〔kN·m〕Mq〔kN·m〕ρ(%)As/bh0550直径φ20间距@200C25231C30232C25160C301600.31@1503043062282450.41@1004434493403560.62φ22@2002762792042110.37@1503623662592760.50@1005255344044200.75600φ14@1002512522162160.27φ16@1003233262692890.36φ18@2002082091201200.23@1502742762072070.30@1004034073143340.45φ20@2002542561631630.28@150335@1503353382552750.37@1004904963703900.56φ22@2003053072142140.34@1504004042863070.45@1005825924364550.68φ25@2003873912652850.44@1505115183453650.58壁、底板配筋强度掌握的最裂缝掌握的最配筋率厚度(mm)〔HRB335〕M〔kN·m〕Mq〔kN·m〕ρ(%)As/bh0650直径φ14间距@100C25276C30277C25220C302200.25φ16@1003573592993220.33φ18@1503023042102100.28@1004454493453690.41φ20@2002802821651650.26@1503693722852850.34@1005425484024250.51φ22@2003363382172170.31@1504424463173400.41@1006456544694920.62φ25@2004284312953140.40@1505605673764000.53@1008108255926160.80700φ700φ14@1002993012222220.23φ16@1003873893263260.30φ18@1503273302132130.25@1004844883784050.38φ20@2003043051671670.24@1504014042892890.31@1005895954354630.47壁、底板配筋强度掌握的最裂缝掌握的最配筋率厚度(mm)〔HRB335〕M〔kN·m〕Mq〔kN·m〕ρ(%)As/bh0700直径φ22间距@200C25365C30367C25220C302200.29@1504804843493760.38@1007027115045310.57φ25@2004644683183180.37@1506096164094360.49@1008848996306570.74750φ16@1004174193313310.28φ18@1503533552152150.24@1005225264124440.36φ20@1504324352922920.29@1006366424715020.44φ22@2003933952222220.27@1505185223833840.35@1007597685415720.53φ25@2005015053223220.34@1506586654444750.46@1009579736707010.69800φ16@1004444463343340.26φ18@1005565604494690.33壁、底板配筋强度掌握的最裂缝掌握的配筋率厚度〔HRB335〕M最ρ(%)(mm)〔kN·m〕Mq〔kN·m〕As/bh0直径间距C25C30C25C30800φ20@1504614632952950.28@1006786855085440.41φ22@2004194212242240.25@1505525563883880.33@1008108195806150.50φ25@2005345383253250.32@1507037094815170.43@100102410397107460.65850φ16@1004744773373370.25φ18@1005945984744740.31φ20@1504924952972970.26φ20@1007267325485880.39φ22@2004474502262260.23@1505905943923920.31@1008678766206610.47φ25@2005715753283280.30@1507527585205600.41@100109711137537940.61壁、底板配筋强度掌握的最裂缝掌握的配筋率厚度〔HRB335〕M最ρ(%)(mm)〔kN·m〕Mq〔kN·m〕As/bh0直径间距C25C30C25C30900φ18@1006326364784780.30φ20@1505235263003000.24@1007737795896350.37φ22@1506286323953950.29@1009249336627080.44φ25@2006086123303300.29@1508018085615720.38@100117111867978430.57φ28@2007547604594590.36@15099010006406860.48@1001437146196410100.721000φ18@1007097134864860.26φ20@1008678736586580.33φ22@1507047084014010.26@1001038@100103810477538100.40φ25@2006826863353350.26@1508999065815810.34@100131813338919480.51壁、底板配筋强度掌握的最裂缝掌握的最配筋率厚度(mm)〔HRB335〕M〔kN·m〕Mq〔kN·m〕ρ(%)As/bh01000直径φ28间距@200C25847C30853C25465C304650.32@150111311247307870.43@10016221646106311190.641100φ18@1007857894924940.24φ20@1009619676686680.30φ22@1507807844064060.24@100115211618528790.36φ25@2007557593383380.23@15099710045885880.31@1001465148199310620.46φ28@2009399454714710.29@150123612468178170.39@10018061830116912370.581200φ20@100105510616766760.27φ22@100126612758908900.33φ25@150109511025955950.28@10016121627110311850.42φ28@200103110374764760.27@150135913698268260.35@10019912023128213640.53壁、底板配筋强度掌握的最裂缝掌握的最配筋厚度(mm)〔HRB335〕M〔kN·m〕Mq〔kN·m〕率ρ(%)直径间距C25C30C25C30As/bh01200φ32@200133013407027020.35@15017461765107611570.46@10025382579158016620.701300φ20@100114911