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文檔簡介
1、中華人民共和國國家標準給水排水工程結構設計規范GBJ 69-84主編部門:北京市基本建設委員會批準部門:中華人民共和國國家計劃委員會施行日期:1985年1月1日編 制 說 明本規范系根據原國家建委(78)建發設字第562號通知的要求,由我委負責編制,并責成北京市市政設計院主持具體編制工作,會同鐵道部專業設計院、冶金部武漢鋼鐵設計院、化工部第二設計院、中國市政工程西南設計院、中國市政工程西北設計院、中國給水排水中南設計院、中國給水排水東北設計院、上海市政工程設計院、天津市市政工程勘測設計院、南京工學院、北京工業大學和北京建筑工程學院等單位共同編制而成。在本規范的編制過程中,貫徹執行我國社會主義現
2、代化建設的有關方針政策,堅持實踐第一,群眾路線的工作方法,進行了大量的調查研究,認真總結了我國各地區的工程實踐經驗,開展了必要的科學試驗工作,吸取了國外相應的有益經驗,并廣泛征求了全國有關設計、施工、科研和高等院校等單位的意見。最后由我委會同有關部門審查定稿。本規范共分七章和七個附錄。其主要內容有:總則、基本規定、水池、泵房、水塔、沉井和地下管道等給水排水工程結構設計規定。鑒于本規范系初次編制,在施行過程中,請各單位結合工程實踐,認真總結經驗,注意積累資料。如發現需要修改和補充之處,請將意見和資料寄交北京市市政設計院,以便今后修訂時參考。北京市基本建設委員會一九八四年一月二十六日基本符號荷載和
3、內力Mi-彎矩(i為任意腳標)Ni-軸向力Pc-地面車輛的單個輪壓Pdw-流水壓力Ppi-冰壓力Pw-水塔的水柜上的風荷載PA-主動土壓力Pfw-地下水的浮托力pT-管道的設計內水壓力Qi-剪力Ri-沉井刃腳底部的地基反力應 力g-受拉鋼筋的應力hi、i-由預加應力、外荷載產生的混凝土法向應力k-預應力鋼筋的張拉控制應力l-在設計內水壓力作用下,鑄鐵管截面上的拉應力si-預應力鋼筋的應力損失wh-在外壓作用下,鑄鐵管截面上的彎曲應力xi-鋼管的縱向應力y-扣除相應階段預應力損失后,預應力鋼筋的應力yi-鋼管的環向應力材料指標E-土的彈性模量E0-土的變形模量Eg-鋼筋的彈性模量Eh-混凝土的彈
4、性模量Es-土的壓縮模量Gh-混凝土的剪切模量Rf-混凝土的抗裂設計強度Rl-混凝土的抗拉設計強度Rl-鑄鐵管的極限受拉強度Rwl-鑄鐵管的極限彎曲受拉強度0-土的泊桑比g-鋼的泊桑比h-混凝土的泊桑比幾 何 特 征Ai-截面面積C-柱帽計算寬度Ca-圓弧拱彈性中心至拱趾的距離D-內徑D0-計算直徑Dl-外徑d-預應力混凝土圓管的管芯厚度;鋼筋直徑e0-偏心矩H、Hi-高度h、hi-厚度Ji-截面慣性矩Ri、ri-半徑z-計算深度、高度計算系數B-鋼筋混凝土構件的計算剛度Hi-構件的抗推剛度K-強度設計安全系數Kf-構件正截面抗裂設計安全系數Ks-沉井的下沉系數Kw-設計穩定安全系數ki-板的
5、彎矩系數k-水塔附加彎矩的高階影響系數mi-鋼管的彎矩系數、軸力系數;取水頭部的體型系數n-鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值ns-堅向土壓力系數i-線膨脹系數i-熱交換系數-配筋率、摩擦系數A-主動土壓力系數-鋼筋表面表狀系數-截面抵抗矩的塑性系數-構件裂縫間的受拉鋼筋應變不均勻系數s-溫度應力折減系數其它t-壁面溫差-原狀土的天然容重s-回填土的容重s-回填土的浮容量w-水的容重f-裂縫寬度第一章 總 則第1.0.1條 為了在給水排水工程結構設計中,做到技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量,特制訂本規范。第1.0.2條 本規范適用于城、鎮公用設施和工業企業中的一般給水排水工程設施的結構設
6、計,不適用工業企業中具有特殊要求的給水排水工程設施的結構設計。第1.0.3條 貯水或水處理構筑物、地下構筑物,一般宜采用鋼筋混凝土結構;當容量較小時,可采用磚石結構。最冷月平均氣溫低于-5的地區,外露的貯水或水處理構筑物以及地下管道的進、出口段,不得采用磚砌結構。第1.0.4條 按本規范設計時,對于一般性荷載的確定、構件截面計算和地基基礎設計等,應按相應的國家標準規范的規定執行。對于興建在地震區、濕陷性黃土或膨脹土等地區的給水排水工程結構設計,尚應符合現行的有關國家標準規范的規定。第二章 基 本 規 定第一節 材 料第2.1.1條 貯水或水處理構筑物、地下構筑物的混凝土標號,不應低于200號。
7、第2.1.2條 普通混凝土的設計強度,應按鋼筋混凝土結構設計規范TJ10-74的規定采用。離心機制、懸輥及振動擠壓成型的混凝土的設計強度,應根據試驗提供的數據采用。第2.1.3條 鋼筋混凝土構筑物的抗滲,宜以混凝土本身的密實性滿足抗滲要求。混凝土的抗滲標號,宜進行試驗確定并符合表2.1.3要求。注:由于設備條件限制,混凝土抗滲標號的試驗有困難時,對混凝土的抗滲要求應符合:水灰比不應大于0.55;水泥宜采用普通硅酸鹽水泥;骨料應選擇良好級配,嚴格控制水泥用量,當采用325號水泥(相當于原硬煉水泥標號400號)時,水泥用量不宜超過360公斤/米3,預應力混凝土的水泥用量可提高50公斤/米3作為控制
8、值。混凝土抗滲標號的允許值 表2.1.3注:抗滲標號Si的定義系指齡期為28天的混凝土試件,施加i公斤/厘米2壓后滿足不滲水指標。第2.1.4條 貯水或水處理構筑物、地下構筑物和管道的混凝土,當符合抗滲要求時,一般可不作其它防腐處理;接觸酸堿度(pH值)低于6.0的侵蝕性介質的混凝土,應按現行的有關規范或進行專門試驗確定防腐措施。第2.1.5條 最冷月平均氣溫低于-5的地區,外露的鋼筋混凝土構筑物的混凝土應保證具有良好的抗凍性能,混凝土的抗凍標號,宜進行試驗確定并應符合表2.1.5的要求。注:由于設備條件限制,混凝土抗凍標號的試驗有困難時,應采用標號不低于250號的混凝土,并應符合本規范第2.
9、1.3條附注中有關水灰比和水泥用量等要求。混凝土抗凍標號(Di)的允許值 表2.1.5注:混凝土抗凍標號Di系指齡期為28天的混凝土試件,在進行相應要求凍融循環總次數i作用后,其強度降低不大于25%,重量損失不超過5%。氣溫應根據連續5年以上的實測資料,統計其平均值確定。凍融循環總次數系指一年內氣溫從+5以上降至-5以下,然后回升至+5以上的交替次數。對于地表水取水頭部,尚應考慮一年中月平均氣溫低于-5期間,因水位漲落而產生的凍融交替次數,此時水位每漲落一次應按一次凍融計算。第2.1.6 貯水或水處理構筑物、地下構筑物和管道的混凝土,不得采用氯鹽作為防凍、早硬的摻合料;采用其它摻合料應根據試驗
10、鑒定、確定其適用性能及相應的摻合量。第2.1.7條 貯水或水處理構筑物、地下構筑物和管道的磚石砌體材料,應符合下列要求:一、磚應為普通粘土機制磚,標號不應低于75號。二、石料標號不應低于200號。三、砌筑砂漿應為水泥砂漿。第2.1.8條 混凝土的泊桑比(h)可采用1/。第2.1.9條 混凝土的剪切模量(Gh),宜為相應標號混凝土的彈性模量(Eh)的0.425倍。第2.1.10條 混凝土的熱工系數,可按表2.1.10采用。混凝土的熱工系數 表2.1.10第2.1.11條 鋼材的泊桑比(g),可采用0.3。第2.1.12條 鋼材的線膨脹系數(ag),可采用1.210-5(1/)。第二節 荷 載第2
11、.2.1條 構筑物和管道的設計荷載,按其性質可分為下列恒載和活荷載兩類:一、恒載包括結構自重、土壓力和(土的豎向和側向壓力)等。二、活荷載包括水壓力(構筑物內貯水壓力、地下水壓力、浮托力和管道內的工作內水壓力、設計內水壓力)、設備荷載、貯料荷載、人群荷載、雪荷載、風荷載、地面車輛或堆積荷載、溫度荷載、流水壓力、融冰壓力、施工安裝或檢修荷載等。注:對于作用時間較長的活荷載,在結構驗算中應考慮其對結構的長期影響。第2.2.2條 構筑物樓面、屋面、平臺及樓梯等各部位的活荷載的確定,應符合下列規定:一、不上人的泵房屋面、水池或水塔的頂蓋,活荷載應按50公斤/米2采用。二、上人的屋面或水池的頂蓋,活荷載
12、應按150公斤/米2采用;對水池頂蓋尚應驗算施工機械設備荷載。三、操作平臺和泵房等的樓面,活荷載應按200公斤/米2采用;并應驗算設備、運輸工具、堆放物料等局部集中荷載。四、樓梯和走道板的活荷載,應按200公斤/米2采用;對預制樓梯踏步平板尚應按150公斤的集中荷載驗算。第2.2.3條 操作平臺和樓梯的欄桿的水平荷載,均應按100公斤/米采用。第2.2.4條 開槽建造的地下構筑物或管道上的覆土豎向土壓力,應按下式計算:式中 psv-豎向土壓力(噸/米2);s-回填土的容重(噸/米3);Hs-覆土高度(米);ns-豎向土壓力系數,當Hs10米時可按表2.2.4采用。豎向土壓力系數(ns) 表2.
13、2.4注:當完全上埋式管道的管頂覆土高度小于管徑時,ns值可取1.11.2計算;按槽敷設管道的ns值,當地基土為緊密砂質土及硬塑粘性時,應按1.2計算。第2.2.5條 不開槽、頂進施工的地下管道,其管頂覆土的豎向土壓力的確定,下列規定:一、當管頂覆蓋土層為穩定土層,其厚度Hu2hg時,豎向土壓力可按下式計算:式中-覆蓋層土的天然容重(噸/米3);hg-土拱高度(米),應根據覆土的力學性能指標確定;如無試驗資料時,可取hg=apbp;bp-結構橫斷面的外緣寬度(米);ap-土質影響系數,對圓形管道,當覆土為濕砂土、輕亞粘土時可取1.31;覆土為可塑狀態亞粘土、粘土時可取0.93;覆土為硬塑狀態亞
14、粘土、粘土時可取0.71;對矩形或拱形管道,可按表2.2.5采用。二、當Hu2hg時,豎向土壓力應按公式2.2.4計算,此時ns應取1.0。注:穩定土層系指可塑至堅硬狀態的粘性土及不飽和的砂土。飽水疏松的粉細砂、干燥的砂類土、淤泥及其它液態粘性土,均屬于不穩定土。土質影響系數(ap) 表2.2.5注:表內hp為管道橫截面的外緣高度(米)。第2.2.6條 開槽建造的地下構筑物或管道上的覆土側壓力,應按下列規定確定:一、應按主動土壓力計算。二、當地面平整時,主動土壓力可按下式計算(圖2.2.6):三、當構筑物或管道位于地下水位以下時,水位以下部分側壁上的側壓力應為土的主動土壓力與地下水位靜水壓力之
15、和。主動土壓力可按下式計算(圖2.2.6)式中 pA-地下水位以上的主動土壓力(噸/米2);pA-地下水位以下的主動土壓力(噸/米2);A-主動土壓力系數,應根據土的抗剪強度確定,當無試驗資料時,對輕亞粘土或砂類土可取1/3;對亞粘土或粘土可取1/41/3;Z-自地面至計算截面處的深度(米);Z-自地面至地下水位以下計算截面處的深度(米);Zw-自地面至地下水位的距離(米);s-回填土的水下浮容重(噸/米3),可按1.0噸/米3采用。圖2.2.6 側壁上的主動土壓分布圖第2.2.7條 沉井構筑物側壁上的主動土壓力,可按公式2.2.6-1和2.2.6-2計算,此時應取s=。位于多層土層中的側壁上
16、的主動土壓力,可按下式計算:式中 PAn-第n層土層中,距地面Zn深度處側壁上的主動土壓力(噸/米2); -i層土的天然容重(噸/米3);n-第n層土的天然容重(噸/米3);hi-i層土層的厚度(米);Zn-自地面至計算截面處的深度(米);An-第n層土的主動土壓力系數。第2.2.8條 地面堆積荷載對地下構筑物或管道側壁產生的側壓力,可將該荷載折算為等代的土層厚度進行計算。地面堆積荷載可按1.0噸/米2采用。第2.2.9條 地面車輛荷載傳遞到地下管道上的豎向壓力,可按下列公式計算:一、單個輪壓傳遞的豎向壓力(圖2.2.9-1):二、兩個以上輪壓綜合影響傳遞的豎向壓力(圖2.2.9-2):式中
17、pcz-地面車輛輪壓傳遞到計算深度Z處的豎向壓力(噸/米2);P-車輛的單個輪壓(噸);a-地面單個輪壓的分布長度(米);b-地面單個輪壓的分布寬度(米);Z-自地面至計算深度的距離(米);p-車輛荷載的動力系數,可按表2.2.9采用;n-輪壓的數量;di-地面相鄰兩個輪壓間的凈距(米)。動 力 系 數(D) 表2.2.9圖2.2.9-1 地面車輛單個輪壓的傳遞分布圖a)順輪胎著地寬度的傳遞;b)順輪胎著地長度的傳遞圖2.2.9-2 地面兩個以上輪壓綜合影響的傳遞分布圖a)順輪胎著地寬度的傳遞;b)順輪胎著地長度的傳遞第2.2.10條 地面車輛荷載傳遞到地下管道上的側壓力,可按下式計算:式中
18、pcx-地面車輛荷載傳遞到計算深度Z處的側壓力(噸/米2)。第2.2.11條 不開槽、頂進施工的地下管道上的側壓力,應按下列規定確定:一、當管頂覆蓋土層為穩定土層且厚度Hu2hg時,管道側向的主動土壓力可按管頂覆土為土拱高度(hg)計算,土拱以上部分覆土和地面車輛荷載的影響均可不計。二、當Hu2hq時,管道側向的主動土壓力應按管頂覆土(自地面起)計算,并應計算地面車輛荷載傳遞的影響。第2.2.12條 位于地下水位以下的構筑物或管道,其基礎底面上的地下水浮托力應按下式計算:式中 pfw-基礎底面上的地下水浮托力(噸/米2);hw-可能出現的最高地下水位至基礎底面(不包括墊層)計算部位的距離(米)
19、;fw-浮托力折減系數,對非巖質地基應取1.0;對巖石地基應按其破碎程度確定。注:當構筑物或管道的基底位于地表滯水層內,又無排除上層滯水措施時,基底浮托力仍應按公式2.2.12計算。當構筑物兩側水位不等時,其基礎底面上的浮托力可按沿基底直線變化計算。第2.2.13條 構筑物或管道的溫度荷載(包括溫差和濕度當量溫差),應按下列規定確定:一、地下構筑物或設有保溫措施的構筑物,一般可不計算溫度荷載。二、暴露在大氣中的構筑物壁板,一般可不計算中面溫差和濕差產生的溫度應力。三、暴露在大氣中的構筑物壁板的壁面溫差,應按下式計算:式中 t-壁板的內、外側壁面溫差();h-壁板的厚度(米);i-i材質壁板的導
20、熱系數(千卡/米小時);i-i材質壁板與空氣間的熱交換系數(千卡/米小時);TN-壁板內側介質的計算溫度();當為貯水時,可按年最低月的平均水溫采用;TA-壁板外側的大氣溫度(),可按當地年最低月的統計平均溫度采用。四、暴露在大氣中的構筑物壁板的壁面濕度當量溫差(t),可按10采用。五、地下鋼管的閉合溫差(T0),可按25采用。第2.2.14條 確定水塔的設計風荷載時,整體計算的風載體型系數(k),應按下列規定采用:一、倒錐形水柜的風載體型系數應為+0.7。二、圓柱形水柜或支筒的風載體型系數應為+0.6。三、鋼筋混凝土構架式支承結構的梁、柱的風載體型系數應為+1.30。第2.2.15條 作用于
21、取水頭部上的流水壓力可按下式計算(圖2.2.15):式中 Pdw-流水壓力(噸);nd-淹沒深度影響系數,可按表2.2.15-1采用;對于非淹沒式取水頭部應為1.0;md-取水頭部的體型系數(噸秒2/米2),可按表2.2.15-2采用;淹沒深度影響系數(nd) 表2.2.15-1注:表中d0為取水頭部中心至水面的距離;Hn為取水頭部的高度。取水頭部的體型系數(md) 表2.2.15-2V-水流平均速度(米/秒);A-取水頭部的阻水面積(米2),應計算至最低沖刷線處。圖2.2.15 作用在取水頭部上的流水壓力圖a)非淹沒式;b)淹沒式第2.2.16條 河道內融流冰塊作用在取水頭部上的壓力,可按下
22、列規定確定:一、作用在具有堅直邊緣頭部上的冰壓力,可按下式計算:二、作用在具有傾斜破冰棱的頭部上的冰壓力,可按下列公式計算:式中 Ppv-豎向冰壓力(噸);PpH-水平向冰壓力(噸);Pp-冰壓力(噸);mp-取水頭部迎水流面的體型系數,方形時應為1.0;圓形時應為0.9;尖端形時應按表2.2.16采用;Rpa-冰的極限抗壓強度(噸/米2),當初融流冰水位時可按75噸/米2采用;b-取水頭部在設計流冰水位線上的寬度(米);tp-冰厚(米),應按實際情況確定;Rpw-冰的彎曲受壓極限強度(噸/米2),可按0.7Rpa采用;-破冰棱對水平線的傾角(度)。尖端形取水頭部體型系數(mp) 表2.2.1
23、6第2.2.17條 地下管道的設計內水壓力,應根據管道的工作內水壓力按表2.2.17規定采用。地下管道的設計內水壓力(pr) 表2.2.17注:工業企業中低壓運行的管道,其設計內水壓力可取工作內水壓力的1.25倍,但不得小于4公斤/厘米2。第2.2.18條 地下鋼管在運行過程中的真空壓力,應按0.5公斤/厘米2計算。第2.2.19條 對安裝軸流泵電動機的樓面中直接支承電動機的梁系,應作動力影響計算,一般可按靜力計算,支承梁系上電動機的運轉荷載宜包括:電動機的靜止部分設備自重、電動機的轉動部分設備自重乘以動力系數、軸流泵的軸向拉力乘以動力系數。動力系數可按2.0采用。第三節 基 本 計 算第2.
24、3.1條 構筑物和管道的結構設計,應符合下列規定:一、對混凝土、鋼筋混凝土、預應力混凝土和磚石結構,均采用單一安全系數極限狀態設計方法。二、對鋼、鑄鐵管道,均采用標準荷載和容許應力進行計算。第2.3.2條 結構內力分析,均應按彈性體系計算,不考慮由非彈性變形所產生的塑性內力重分布。第2.3.3條 混凝土、鋼筋混凝土、預應力混凝土結構構件和磚石砌體結構構件的強度設計安全系數(K),由基本安全系數和根據構筑物或管道工作條件確定的安全度調整系數的乘積組成。其本安全系數及調整系數,應分別按表2.3.2-12.3.3-4的規定采用。混凝土結構構件的強度設計基本安全系數 表2.3.3-1鋼筋混凝土及預應力
25、混凝土結構構件的強度設計基本安全系數表2.3.3-2磚石砌體結構構件的強度設計基本安全系數 表2.3.3-3各種構筑物和管道結構構件的強度設計調整系數 表2.3.3-4第2.3.4條 構筑物和管道的設計穩定安全系數(K),應按表2.3.4規定采用。驗算時,抵抗力應只計算恒載,活荷載和側壁上的摩擦力不應計入。構筑物和管道的設計穩定安全系數 表2.3.4第2.3.5條 電機層樓面的支承梁應進行變形驗算,其容許撓度符合下式要求:式中 fB-支承梁的容許撓度(厘米);L-支承梁的計算跨度(厘米)。第2.3.6條 地下鋼管應進行剛度驗算,其豎向最大變位應符合下式要求:式中 fD-鋼管的豎向最大變位(厘米
26、);D0-鋼管的計算直徑(厘米),可按管壁中心計算。第2.3.7條 構筑物和管道的抗裂度設計安全系數(Kf),不應小于1.25。第2.3.8條 鋼筋混凝土構筑物和管道在使用階段荷載作用下的最大裂縫寬度,應符合表2.3.8的規定。鋼筋混凝土構筑物和管道的最大裂縫寬度容許值(fmax) 表2.3.8第2.3.9條 鋼筋混凝土構筑物和管道結構的構件,當在荷載作用下為軸心受拉或小偏心受拉的受力狀態時,應按下列公式進行抗裂度計算:一、軸心受拉二、偏心受拉式中 Kf-抗裂設計安全系數;N-構件截面上的縱向力(公斤);Rf-混凝土的抗裂設計強度(公斤/厘米2);Ah-混凝土的截面面積(厘米2);Ag-驗算截
27、面內的縱向受拉鋼筋的截面面積(厘米2);n-鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值;e0-縱向力對截面重心的偏心距(厘米);A0-換算截面面積(厘米2);W0-換算截面受拉邊緣的彈性抵抗矩(厘米3);-截面抵抗矩的塑性系數,對矩形截面為1.75。第2.3.10條 鋼筋混凝土構筑物和管道結構的構件,當在使用階段組合荷載作用下為受彎、大偏心受壓或大偏心受拉的受力狀態時,應驗算其裂縫寬度。其最大裂縫寬度值應符合第2.3.8條的要求。矩形截面構件的裂縫寬度,應按下列公式進行驗算:式中 fmax-最大裂縫寬度(厘米);lf-平均裂縫間距(厘米);f-系數,對受彎、大偏心受壓構件可取af=0;對大偏心受拉構件
28、可取d-受拉鋼筋的直徑(厘米),當采用不同直徑的鋼筋時,應取S-受拉鋼筋的總周長(厘米);Ag-受拉鋼筋的截面面積(厘米2),對偏心受拉構件應取位于偏心力一側的鋼筋截面面積;-受拉鋼筋的配筋百分率,;Eg-鋼筋的彈性模量(公斤/厘米2);-裂縫間受拉鋼筋應變不均勻系數,當0.1時,應取0.4;當1.0時,應取1.0;-系數,對受彎構件可取a=1.0;對大偏心受壓構件可取對大偏心受拉構件可取m-驗算截面處的彎矩(公斤-厘米);g-裂縫截面處受拉鋼筋的應力(公斤/厘米2),對受彎構件可取g=m0.87AgH0;對大偏心受壓構件可取對大偏心受拉構件可取h0-驗算截面的有效高度(厘米);a-位于偏心力
29、另一側的鋼筋至截面近側邊緣的距離(厘米);-與受拉鋼筋表面形狀有關的系數,對光面鋼筋應取=1.0;對螺紋鋼筋應取=0.7;對冷拔低碳鋼絲應取=1.25。第四節 一 般 構 造 要 求第2.4.1條 矩形構筑物和地下管道的伸縮縫間距,可按表2.4.1規定采用。矩形構筑物和地下管道的伸縮縫最大間距(米) 表2.4.1注:地下式或設有保溫措施的構筑物和管段,由于施工條件等因素,外露時間較長時,宜按露天條件設置伸縮縫。第2.4.2條 伸縮縫宜做成貫通式將基礎斷開,縫寬不宜小于2厘米。第2.4.3條 當構筑物或管道的地基土有顯著變化或構筑物的豎向布置高差較大時,應設置沉降縫。沉降縫應在構筑物或管道的同一
30、剖面上貫通,縫寬不應小于3厘米。第2.4.4條 當伸縮縫、深降縫處采用像膠或橡塑料止水帶時,厚度小于25厘米的構件,宜在設縫端部處局部加厚截面并增設構造鋼筋。第2.4.5條 現澆混凝土或鋼筋混凝土構筑物、管道的施工縫,宜設置在受力較小的截面處,并不應留設豎向施工縫。第2.4.6條 構筑物各部位構件內,鋼筋的混凝土保護層的最小厚度(從鋼筋的外緣算起),應符合表2.4.6的規定。構筑物各部位構件內鋼筋的混凝土保護層的最小厚度(毫米) 表2.4.6注:不與水、土接觸或不受水氣影響的構件,其鋼筋的混凝土保護層的最小厚度,應按現行的鋼筋混凝土結構設計規范的有關規定采用。第2.4.7條 鋼筋混凝土構筑物和
31、管道的各部位構件內的受力鋼筋,應符合下列規定:一、受力鋼筋的最小配筋百分率,應符合現行鋼筋混凝土結構設計規范的有關規定。二、受力鋼筋宜采用直徑較小的鋼筋配置。每米寬度的墻、板內,受力鋼筋不宜少于4根,且不宜超過0根。第2.4.8條 現澆鋼筋混凝土矩形構筑物的墻(壁)的水平向構造鋼筋,應符合下列規定:一、當墻(壁)的截面厚度小于、等于50厘米時,其里、外側構造鋼筋的配筋百分率均不應小于0.15%。二、當墻(壁)的截厚度大于、等于150厘米時,其里、外側構造鋼筋的配筋百分率均不宜小于0.05%。三、當墻(壁)的截面厚度大于50厘米且不超過150厘米時,其里、外側構造鋼筋的配筋百分率可按線性插入法確
32、定。第2.4.9條 鋼筋混凝土墻(壁)的拐角處的鋼筋,應有足夠的長度錨入相鄰的墻(壁)內;錨固長度lm應自墻(壁)的內側表面起算(圖2.4.9)。最上小錨固長度應按現行鋼筋混凝土結構設計規范的有關規定采用。第2.4.10條 鋼筋混凝土墻(壁)的拐角及與頂、底板的交接處,宜設置腋角。腋角的邊寬不宜小于150毫米,并應配置構造鋼筋。第2.4.11條 鋼筋混凝土構筑物的開孔處,應按下列規定采取加強措施:一、當開孔的直徑或寬度大于300毫米且不超過1000毫米時,孔口的每側沿受力鋼筋方向應配置加強鋼筋,其鋼筋截面積不應小于開孔切斷的受力鋼筋截面積的75%;對矩形的孔口的四角尚應加設直徑不小于12毫米的
33、斜筋(圖2.4.11-a);對圓形孔口尚應加設直徑不小于12毫米的環筋(圖2.4.11-b)。圖2.4.9 墻、壁拐角處鋼筋的錨固圖a)外層筋;b)里層筋圖2.4.11 孔口加強鋼筋配置圖a)矩形孔口;b)圓形孔口二、當開孔的直徑或寬度大于1000毫米時,宜對孔口四周加設肋梁;當開孔的直徑或寬度大于構筑物壁、板計算跨度的1/4時,宜對孔口設置邊梁,梁內配筋應按計算確定。第2.4.12條 磚石砌體構筑物的開孔處,應按下列規定采取加強措施:一、磚砌體的開孔處宜采用砌筑磚璇加強。磚璇厚度,對直徑小于1000毫米的孔口,不應小于120毫米;對直徑大于1000毫米的孔口,不應小于240毫米。二、石砌體的
34、開孔處,宜采用局部燒筑混凝土加強。第2.4.13條 貯水或水處理的構筑物、地下構筑物的墻、板內的預埋件錨筋,不應貫通墻、板截面厚度。預埋件的外露部分以及與之連接的鐵件,必須作防腐保護。第三章 水池第一節 一般規定第3.1.1條 水池的結構設計,應符合下列規定:一、各種結構類別、形式的水池均應進行強度計算。根據荷載條件、工程地質和水文地質條件,必要時尚應驗算結構穩定性。二、鋼筋混凝土水池尚應進行抗裂或裂縫寬度驗算。在荷載作用下,構件截面為軸心受拉或小偏心受拉的受力狀態時,應進行抗裂度驗算;在使用階段荷載作用下,構件截面為受彎、大偏心受壓或大偏心受拉的受力狀態時,應進行裂縫寬度驗算。三、預應力混凝
35、土水池尚應進行抗裂計算。第3.1.2條 地下式或具有保溫設施的地面式水池的強度計算荷載組合,應符合下列規定:一、閉水試驗時的荷載組合包括結構自重及池內滿水壓力。二、使用階段的荷載組合:1.結構自重、活荷載、池內滿水壓力、池外水壓力及土壓力。2.結構自重、活荷載、池外水壓力及土壓力。第3.1.3條 無保溫設施的地面式水池的計算荷載組合,應符合下列規定:一、結構自重及池內滿水壓力。二、結構自重、活荷載、池內滿水壓力及溫度荷載。注:底板可不計溫度荷載;溫度荷載包括壁面溫差和濕度當量溫差兩項。不需同時考慮,應取較大的溫差計算。第3.1.4條 結構穩定驗算的荷載組合,應符合下列規定:一、抗滑、抗傾穩定驗
36、算包括結構自重、池外水壓力、土壓力及骨動面上的摩擦力。二、抗浮穩定驗算包括結構自重、土重(豎向土壓力和浮托力)。三、水池側壁上的摩擦力均不應計算。第3.1.5條 設有立柱支承無梁或梁板式頂蓋的貯水池,應以單柱區格作為計算單元進行局部抗浮穩定驗算。第3.1.6條 鋼筋混凝土、預應力混凝土水池的抗裂度和裂縫寬度驗算的荷載組合,應符合下列規定:一、抗裂度驗算的荷載組合,應根據強度計算的各種荷載組合確定,凡使構件受力狀態為軸心受拉或小偏心受拉時,均應進行抗裂度驗算。二、裂縫寬度驗算的荷載組合,應取強度計算時使用階段的荷載組合,但可不計算活荷載短期作用的影響。第3.1.7條 預應力混凝土圓形木池的強度計
37、算、抗裂度驗算的荷載組合中,應增加張拉鋼絲(筋)對池壁的預加應力;并應對空池時預應力張拉階段以及制作、運輸、吊裝等施工階段進行驗算。第3.1.8條 矩形多格水池的荷載組合,應根據實際使用條件,按間隔貯水等組合。第3.1.9條 水池的地基反力,一般可按直線分布計算。矩形多格水池的地基反力,可按均勻分布計算。第3.1.10條 當地基土質較好、持力層承載力不低于10噸/米2且池底位于地下水位以上時,池壁基礎宜按獨立基礎設計。第3.1.11條 水池池壁的計算長度,應按列規定確定:一、矩形水池池壁的水平向計算長度,應按兩端池壁的中線距離計算。二、圓形水池池壁的計算半徑,應自圓心至池壁的中線距離計算。三、
38、池壁豎向的計算長度,應根據節點構造和結構計算簡圖確定。1.池壁與頂、底板整體連接,計算簡圖為整體分析,池壁上下端為彈性固定時,池壁豎向計算長度應為頂、底板截面中線距離;計算簡圖為池壁上端彈性固定、下端固定時,池壁豎向計算長度應為凈高加頂板厚度的一半。2.池壁與底板整體連接,頂板簡支于池壁頂部或二者鉸接,計算簡圖為池壁與底板間彈性固定時,池壁豎向計算長度應為凈高加底厚度的一半;計算簡圖為池壁下端固定時,池壁豎向計算長度應力凈高。3.池壁為組合殼時,池壁的豎向計算長度的一端應計算至組合殼的連接處。第二節 矩形水池的靜力計算第3.2.1條 結構計算簡圖,應按下列規定確定:一、敞口水池1.池壁頂端無約
39、束時應為自由端;池壁與底板、條形基礎或斗槽的連接,均應視為池壁的固端支承。2.池壁頂端以走道板、工作平臺、連系梁等作為支承結構時,應根據走道板或工作平臺的橫向剛度確定池壁頂端的支承條件(鉸支或彈性支承);池壁與底板、條形基礎或斗槽的連接,一般可視為池壁的固定支承,對于軟土地基上的水池宜按彈性固定計算。二、有蓋水池1.池壁與頂板的連接,當頂板為預制裝配擱置在池壁頂端,無其它連接措施時,頂板應視為簡支于池壁,池壁頂端應視為自由端;當預制頂板與池壁頂端設有抗剪鋼筋連接時,該節點應視為鉸支承;當頂板與池壁為整體澆筑,并配置連續鋼筋時,該節點應視為彈性固定,當僅配抗剪鋼筋時,該節點應視為鉸支承。池壁在側
40、向荷作用下單、雙向受力的區分條件 表3.2.2注:表中LB為池壁壁板的長度;HB為壁板的高度。2.池壁與底板、條形基礎的連接,一般可視可池壁的固定支承;對位于軟土地基上的水也,宜按彈性固定計算。三、當池壁為雙向受力時,相鄰池壁間的連接應視為彈性固定。第3.2.2條 池壁在側向荷載作用下,單向或雙向受力的區分條件,應按表3.2.2的規定確定。第3.2.3條 當四邊支承的壁板的長度與高度之比大于2.0或三邊支承、頂端自由的壁板的長度與高度之比大于3.0時,其水平向角隅處的局部負彎矩應按下式計算(圖3.2.3):圖3.2.3 壁板水平向角隅處局部負彎矩圖a)壁板頂端彈性固定;b)壁板頂端鉸支;c)壁
41、板頂端自由式中Mjx-壁板水平向角隅處的局部負彎矩(噸-米/米);mj-角隅處最大水平向彎矩系數,應按表3.2.3采用;p-均布荷載強度或三角形荷載的最大強度(噸/米2)。角隅處最大水平向彎矩系數(mj) 表3.2.3注:表中h1、h2分別為壁板底端及頂端的厚度。第3.2.4條 當利用池壁頂端的走道板、工作平臺作為池壁的支承構件時,走道板、工作平臺和池壁的計算應符合下列規定(圖3.2.4):圖3.2.4 走道板或工作平臺作為池壁支承構件簡圖a)池壁及支承系統構造;b)池壁頂端為不動鉸支承;c)池壁頂端為彈性支承一、走道板或工作平臺的厚度不宜小于20厘米,并應對其橫向受力進行計算。二、走道板或工
42、作平臺一般宜作為池壁的彈性支承。該彈性支承的反力系數,可按下式確定:三、當符合下式要求時,走道板或工作平臺可視作池壁的不動鉸支承:式中 ar-彈性支承反力系數,即彈性支承反力與不動鉸支承反力之比值;m-走道板或工作平臺的水平向計算跨度(L)與池壁高度(HB)的比值,即HB-池壁高度(米);b-池壁的計算寬度(米),可取b=1作為計算寬度;ng-走道板或工作平臺的橫截面慣性短(JL)與池壁截面慣性短(JH)的比值,即ng=JL/JH。第3.2.5條 四邊支承的雙向受力板,在側向荷載作用下的邊緣反力,可按下列規定確定(圖3.2.5):圖3.2.5 四邊支承雙向受力板的側向荷載圖a)四邊鉸支承的雙向
43、板承受均布荷載;b)四邊鉸支承的雙向板承受三角形荷載;c)四邊鉸支承的雙向板承受邊緣彎矩一、四邊鉸支承的雙向板,在均布或三角形荷載作用下的邊緣反力,可按下列公式計算:二、四邊鉸支承的雙向板,在邊緣彎矩作用下的邊緣反力,可按下列公式計算:三、具有各種邊界條件的四邊支承雙向板的邊緣反力,可按公式3.2.5-13.2.5-8組合計算確定。式中 RLm-板的LB邊緣上的最大邊緣反力(噸/米);Lm-板的LB邊緣上的最大邊緣反力系數,可按附錄一采用;RL0-板的LB邊緣上的平均邊緣反力(噸/米);L0-板的LB邊緣上的平均邊緣反力系數,可按附錄一采用;RHm-板的HB邊緣上的最大邊緣反力(噸/米);Hm
44、-板的HB邊緣上的最大邊緣反力系數,可按附錄一采用;RHo-板的HB邊緣上的平均邊緣反力(噸/米);Ho-板的HB邊緣上的平均邊緣反力系數,可按附錄一采用;p-均布荷載強度或三角形荷載的最大強度(噸/米2);RLs-板的邊緣上中點的邊緣反力(噸/米);Ls-板的LB邊緣上中點的邊緣反力系數,可按附錄一采用;L0-板的LB邊緣上的平均邊緣反力系數,可按附錄一采用;RHs-板的HB邊緣上中點的邊緣反力(噸/米);Hs-板的HB邊緣上中點的邊緣反力系數,可按附錄一采用;Ho-板的HB邊緣上的平均邊緣反力系數,可按附錄一采用;M-邊緣變矩的最大強度(噸-米/米)。第3.2.6條 三邊固定、頂端自由雙向
45、受力板,在均布或三角形荷載作用下的邊緣反力,可按下列公式計算(圖3.2.6):圖3.2.6 三邊固定、頂端自由雙向受力板的側向荷載圖式中 Lm-板的LB邊緣上的最大邊緣反力系數,可按附錄二采用;L0-板的HB邊緣上的平均邊緣反力系數;可按附錄二采用;Hm-板的HB邊緣上的最大邊緣反力系數;可按附錄二采用;H0-板的HB邊緣上的平均邊緣反力系數,可按附錄二采用;第3.2.7條 四邊支承的雙向受力壁板間,節點按彈性固定作整體連續分析時,宜取四邊鉸支的雙向受力板在側向荷載和各邊緣彎矩的作用下,進行迭加組合計算。四邊鉸支的雙向受力板,在邊緣彎矩M0的作用下的跨中彎矩,可按下列公式計算(圖3.2.7):
46、圖3.2.7 四邊鉸支雙向板在邊緣彎矩作用下的計算簡圖式中 Mx-x方向板的跨中彎矩(噸-米);單位邊緣彎矩作用下的跨中彎矩系數 表3.2.7注:當X軸上板的LB邊作用0=1sinx/LB時,表內HB/LB應以LB/HB替代。My-y方向板的跨中彎矩(噸-米);M0-邊緣彎矩(噸-米),四邊支承板的邊緣彎矩一般為半波正弦分布;mx、my -當單向邊緣彎矩作用時,相應x及y方向板的跨中彎矩系數,可按表3.2.7采用。第3.2.8條 水池的頂、底板為無梁板結構時,其內力分析宜按等代框架進行計算;對于三跨以上、柱距相等的多跨無梁板結構,可按經驗系數確定其內力。等代框架的內力及截面配筋計算,應符合下列
47、規定:一、等代框架的計算單元(圖3.2.8):框架的計算寬度應取無梁板的柱距;框架柱的計算高度可取池壁內凈高度減去柱帽同度;框架橫梁的計算跨度,可按下式確定: 式中 L1-等代框架邊跨的計算跨度(米);L2-等代框架中間各跨的計算跨度(米);L-無梁板結構的柱中距(米);板帶彎矩分配系數 表3.2.8C-無梁板結構的柱帽的計算寬度(米)。二、等代框架各部位的板帶計算彎矩值,應為相應各部位的框架計算彎矩乘以板帶彎矩分配系數;板帶彎矩分配系數可按表3.2.8采用。圖3.2.8 無梁板結構按“等代框架”計算圖a)平面;b)剖面三、對于設有變形縫(伸縮縫、沉降縫等)的無梁板結構,其等代框架在側向荷載作
48、用下的內力,應根據各框架及邊緣構件(邊墻、邊框架等)的相對剛度,按空間工作進行計算。四、等代框架各部位的截面配筋,可按相應各部位的板帶計算彎矩的70%計算;但位于變形縫處的框架邊跨的截面配筋,應按該處板帶計算彎矩的100%計算。五、框架柱可按中心受壓構件計算;柱帽的任意截面處應滿足其有效截的沖切強度。第3.2.9條 單向受力壁板在壁面溫差或濕度當量溫差(t)的作用下的內力,應按下列公式計算(圖3.2.9):圖3.2.9 單向受力壁板在壁面溫差或濕度當量溫差作用下的內力計算簡圖a)壁板兩端固定支承;b)壁板一端固定,另一端鉸支承一、壁板兩端固定支承二、壁板一端固定、另一端鉸支承式中 Mt-壁面溫
49、差或濕度當量溫差(t)所引起的彎矩(噸-米/米);Eh-混凝土的彈性模量(噸/米2);s-折減系數,可按0.65采用;h-壁板厚度(米);H-壁板的計算長度(米);x-計算截面至鉸支承的距離(米)。第3.2.10條 雙向受力壁板在壁面溫差或濕度當量溫差(t)作用下的內力,應按下列公式計算(圖3.2.10):圖3.2.10 雙向受力壁板在壁面溫差或濕度當量溫差作用下的內力計算簡圖a)壁板四邊固定支承;b)壁板四邊鉸支承;c)壁板三邊固定,頂端鉸支承;d)壁板三邊固定、頂端自由一、板四邊固定支承二、壁板四邊鉸支承和壁板三邊固定、頂端鉸支承或頂端自由式中 Mxt-壁面溫差或濕度當量溫差所引起壁板x方
50、向的彎矩(噸-米/米);Myt-壁面溫差或濕度當量溫差所引起壁板y方向的彎矩(噸-米/米);kxt、kyt-壁板x方向和y方向的彎矩系數,可按附錄三采用。第三節 圓形水池的靜力計算第3.3.1條 結構計算簡圖,應按下列規定確定:一、敞口水池的池壁頂端應為自由邊界。二、池壁與頂板的連接:1.當頂板為預制裝配擱置在池壁頂端,無其它連接措施時,頂板應視為簡支于池壁,池壁頂端應視為自由邊界。2.當預制頂板與池壁頂端設有抗剪鋼筋連接時,池壁與頂板的連接節點應視為鉸支承。3.當池壁與頂板為整體澆筑,并配置連接鋼筋時,池壁與頂板的連接節點應視為彈性固定;當僅配置抗剪鋼筋時,該節點應視為鉸支承。三、池壁為組合
51、殼體時,殼體間的連接應視為彈性固定。四、池壁與環梁、底板整體連接,一般宜視為彈性固定;當位于地下水位以上,地基承載力不低于10噸/米2,池壁底端為獨立環形基礎時,池壁底端可視為固定支承。五、裝配式預應力混凝土水池的池壁與杯槽的連接,在預加應力張拉階段,池壁的環向力宜按池壁底端為自由邊界計算,豎向變矩宜按池壁底端為鉸接時計算彎矩的5070%采用;在閉水試驗和使用階段,池壁的環向力和豎向彎矩均應按池壁底端為鉸接計算,但池壁底端的豎向彎矩宜按池壁沿高度的最大計算彎矩采用。第3.3.2條 組合殼體水池的圓柱殼、圓錐殼和球殼內力,應按殼體的薄膜內力和邊緣約束所引起的內力迭加計算。殼體的邊緣的約束力,應根
52、據組合殼體的節點變形協調求解。第3.3.3條 圓柱殼池壁在側向荷載作用下的受力條件,應按表3.3.3確定。圓柱殼池壁在側向荷載作用下的受力條件 表3.3.3注:表中H為圓柱殼池壁高度;S為圓柱殼的彈性特征系數,即S=0.76Rh,R為圓柱殼池的計算半徑,h為池壁厚度。第3.3.4條 周邊固定支承的鋼筋混凝土圓板,承受均布荷載時的彎矩,應按下列公式計算:式中 Mr-圓板任意截面處的徑向彎矩(噸-米/米);m-圓板任意截面處的切向彎矩(噸-米/米);q-均勻荷載(噸/米2);-圓板任意截面的計算半徑與圓板計算半徑的比值;R-圓板的計算半徑(米)。第3.3.5條 周邊固定支承的圓板,承受三角形荷載時
53、的彎矩,可按下列公式計算(圖3.3.5):式中 Mr-圓板任意截面處的扭矩(噸-米/米);q0-三角形荷載的平均荷載強度(噸/米2);-荷載對稱軸至計算截面的角度。圖3.3.5 周邊;固定支承圓板承受三角形荷載計算簡圖第3.3.6 條 鋼筋混凝土圓板的邊緣抗撓剛度,應按下式計算:式中 Sr-圓板的邊緣抗撓剛度(噸-米/米),即圓板邊緣產生單位轉時引起該處的邊緣變矩。第3.3.7條 預應力混凝土圓形水池的預應力鋼筋的張拉控制應力值(k),應按現行鋼筋混凝土結構設計規范TJ10-74的有關規定采用。第3.3.8條 預應力混凝土圓形水池的環向預應力鋼筋的預應力損失,應按表3.3.8規定確定。第3.3
54、.9條 環向預應力鋼筋的預應力總損失值,當按表3.3.8計算的數據小于下列數值時,宜按下列數值采用:環向預應力鋼筋的預應力損失值(公斤/厘米2) 表3.3.8一、電熱法或千斤頂法:1000公斤/厘米2;二、繞絲法:1500公斤/厘米2。第3.3.10條 環向預應力預應力鋼筋在各階段的預應力損失的組合,應按表3.3.10采用。環向預應力鋼筋各階段的預應力損失的組合 表3.3.10第3.3.11條 環向預應力鋼筋由于張拉錨具變形引起的預應力損失(s1),可按下列公式計算:一、繞絲或電熱法張拉:二、千斤頂張拉:式中 s1-張拉錨具變形引起的預應力損失(公斤/厘米2);-鋼筋與混凝土的摩擦系數,可取0.65;-錨具變形影響區中鋼筋曲線段弧長的中心夾角(弧度);Sl-鋼筋錨固處至鋼筋與池壁接觸點的直線長度(毫米);-張拉錨具的變形值(毫米),可按現行鋼筋混凝土結構設計規范TJ10-74的有關規定采用;R1-水池中心至預應力鋼筋中心的距離(毫米);Eg-鋼筋的彈性模量(公斤/厘米2);s-預應力損失折減系數,對采用千斤頂或電熱法張拉,預應力環筋的固位置交錯布置時,s應為0
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