水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指南

工業(yè)建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)混凝土構(gòu)造設(shè)計(jì)指南及規(guī)定第六冊(cè)水池構(gòu)造設(shè)計(jì)指南〔共八冊(cè)〕工業(yè)建筑院二OO 五年七月名目一. 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)度及裂縫寬度掌握的最大彎矩值〔附表三〕… 14十二.例題 26鋼鐵廠的設(shè)計(jì)中會(huì)常常遇到水池，無論是煉鐵、煉鋼，還是軋鋼,都存在水池。因沒有統(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構(gòu)造設(shè)計(jì)規(guī)程》對(duì)水池構(gòu)造的設(shè)計(jì)方法進(jìn)展肯定的統(tǒng)一。材料

(CECS138:2023)，砼強(qiáng)度等級(jí)不低于C25C30。抗?jié)B等級(jí)，依據(jù)最大作用水頭與砼厚度的比值確定iw抗?jié)B等級(jí)v10S410~30S6>30S8注：抗?jié)B等級(jí)si28dix0.1MPa一般狀況下承受S6即可滿足要求?？箖龅燃?jí)最冷月平均氣溫低于一3C的抗凍性能，按下表承受:大氣溫度10C3一10C

F200F150砼抗凍等級(jí)Fi系指齡期為28d的砼試件，在進(jìn)展相應(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5%最冷月平均氣溫在《民用建筑熱工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》取。如:

GB50176-93中查北京 —45C通化 —16.1C承德 —94C太原 —65C蘭州 —67C

天津西安本溪銀川

—4.0C—29C—09C—122C—89C抗凍要求。水、土壓力計(jì)算.水壓力可依據(jù)勘察的季節(jié)及水位變化幅度確定計(jì)算水位，1.0。

準(zhǔn)永久值系土壓力主動(dòng)土壓力系數(shù)K可按1/3,地下水位以上土的重度取18kN/m3,地下水位a以下取土的有效重度，可按10kN/m，準(zhǔn)永久值系數(shù)為1.。地面積存荷載〔作用于水池側(cè)面〕無特別狀況時(shí)，地面積存荷載取10kN/2,準(zhǔn)永久值系數(shù)為0.。汽車荷載〔作用于水池側(cè)面〕等代均布荷載見下表，準(zhǔn)永久值系數(shù)為 0。荷載等級(jí)等代均布何載荷載等級(jí)等代均布何載10級(jí)10kN/m215級(jí)12kN/m220級(jí)15kN/m2假設(shè)枕木在滑裂體〔55°斜面形成的滑裂體〕以外，則不需考慮；否則按60kN/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。側(cè)壁內(nèi)力計(jì)算1.平長壁板B所謂平長壁板，即LB/HB>2〔有頂板〕或LB/H>3〔無頂板〕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〔無頂板時(shí)〕、鉸接〔有頂板或局部走道板〕。B度及裂縫寬度。水平向角隅處彎矩:2Mcx二 mcqHB何載類別池壁頂端支承條件mc均布何載自由0.426鉸接0.218三角形何載自由0.104何載類別池壁頂端支承條件mc均布何載自由0.426鉸接0.218三角形何載自由0.104鉸接0.035深長壁板HB/LHB/LB>2的側(cè)壁板,按兩局部計(jì)算：H從底板頂面算起，2LB以上局部按水平單向受彎計(jì)算，0~2LB局部按雙向板計(jì)算，從底板頂面算起2LB處視為自由邊。圓形水池池壁依據(jù)水池高度、半徑及壁厚確定計(jì)算模型，見下表: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1vH/S<15按殼體計(jì)算環(huán)向和豎向內(nèi)力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1vH/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局部的圓柱，按無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)，$=0.7&丿面R:圓柱殼計(jì)算半徑h：池壁厚度底板內(nèi)力計(jì)算1.長條水池(凈長/凈寬〉2)(1)池壁頂以上無荷載(如無冷卻塔等)或荷載較小設(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：s min Ap Xbh,p 0.20%(C25)、0.21%(C30s min s 也可依據(jù)厚度查表，選取較小配筋，表中配筋率 P=A/bhs min o s min o 肯定》p Xh/h,A/bh>p ，等同于Ajbh》p X h/h。min o s min o 〔2〕池壁頂以上有荷載〔如冷卻塔等〕到支座處，以降低底板跨中彎矩,

Mz=q2/8-M?；變舴戳Πū诘装逡曰變舴戳Π?m寬簡支板計(jì)算，但要將壁板底部彎矩加承受樁基時(shí)以樁的凈反力承受樁基時(shí)以樁的凈反力留意此處的負(fù)彎矩用作強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，荷載分項(xiàng)系數(shù)為 1.0。.一般矩形水池〔凈長/凈寬w 2〕池壁頂以上無荷載〔如無冷卻塔等〕或荷載較小設(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時(shí)的構(gòu)造縱筋。池壁頂以上有荷載〔如冷卻塔等〕支座處，以降低底板跨中彎矩?；變舴戳Πū诎?、頂板及上部冷水重及底板自重?？缰袕澗氐挠?jì)算承受水重及底板自重?？缰袕澗氐挠?jì)算承受下述方法：先依據(jù)靜力計(jì)算手冊(cè)按雙向板計(jì)算跨中短向、

長向彎矩My、My,=M 假定底板的長邊與短邊由壁板所傳彎矩為=M

Mx°、My0，則考慮支座負(fù)Mxx

Mx-mxx

x°-mxyy°yy y yx yy M =M-mM^-myy y yx yy 0mxx——長邊負(fù)彎矩在短向跨中的彎矩系數(shù)mxy——短邊負(fù)彎矩在短向跨中的彎矩系數(shù)myx――長邊負(fù)彎矩在長向跨中的彎矩系數(shù)myy——短邊負(fù)彎矩在長向跨中的彎矩系數(shù)上述系數(shù)見下表:0.3060.2510.2300.1750.1580.1420.2880.2120.3060.3160.3200..3240.3240.3180.3140.3080.3000.294LWmxx1.0LWmxx1.01.11.21.31.41.51.61.71.81.92.00.1600.2140.2660.3180.3660.4120.4540.4940.5280.5620.592mxy0.2700.1940.126myx0.2880.1600.1060.0740.0470.0220.01800000myy5.圓形底板周邊支座形式周邊支座形式半徑r處的徑向彎矩半徑r處的切向彎矩鉸接M=聖(1P2)qR2Mrt96=」(19_92)q296固接M=丄(7-19P2)qR21r96Mt(7_9P)qR2c22962q1m—寬的板基底凈反力〔kN/mmx〕只—圓板半徑配筋計(jì)算1.土壓力乘以荷載分項(xiàng)系數(shù)及車輛荷載產(chǎn)生的側(cè)壓力乘以荷載分項(xiàng)系數(shù)1.4。彎矩計(jì)算中，水、1.27，地面積存取1.0；計(jì)算底板跨中彎矩時(shí)，假設(shè)考慮側(cè)壁彎矩的有力影響，則側(cè)壁彎矩荷載1.0。2.以根本組合的設(shè)計(jì)值彎矩計(jì)算配筋面積，可人工計(jì)算，也可鋼筋擺放挨次as(mm鋼筋擺放挨次as(mm)豎向鋼筋a$(mm)水平鋼筋在外3550(40)水平鋼筋在內(nèi)5540截面有效咼度ho二h-氏(括號(hào)內(nèi)數(shù)子用于水平筋為構(gòu)造筋時(shí))裂縫寬度驗(yàn)算1. 2.準(zhǔn)永久組合值彎矩，水、0.5：汽車、列車荷載不考慮。裂縫寬度限值0.25mm

裂縫寬度驗(yàn)算承受污水處理設(shè)施： 0.20mm裂縫寬度計(jì)算按《給水排水工程構(gòu)筑物構(gòu)造設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50069-2023〕附錄A進(jìn)展，現(xiàn)有Excel計(jì)算表格可用。受力鋼筋的保護(hù)層厚度：側(cè)壁取30mm,與污水接觸取35mm,當(dāng)外表有水泥砂漿或涂料時(shí)可削減10mm40mm。受力筋可能是水平筋或豎筋。七.側(cè)壁、底板厚度擬定埋置情況 埋置情況 平面外形壁頂部邊界條件埋深范圍/高度深度平方/直徑壁厚池>2HB/12有板或梁自由>2HB/10地上水矩形池<2HB/15有板或梁自由 <2HB/12下水 LB/HB H2/D有<20 H/20圓形無H/25有>20 H/25無H/30地下水有板或有>2HB/12池地下水梁1無有>2HB/15HB/10矩形無HB/12矩形有板或梁有無<2HB/15HB/18自由有無<2HB/12HB/151〕50mm250mm。0.3~0.8%V最好在0.4~0.6%0.3%應(yīng)加大厚度。V掌握裂縫寬度最好用提高配筋率的方法，而不用加大厚度的方法。底板厚度1.2~1.51.2倍起算，與壁板類似，以配筋率掌握。承受樁基時(shí)，為使樁與池壁中心線全都，應(yīng)將底板外挑。八.抗浮驗(yàn)算自重抵抗地下水浮托力，抗浮系數(shù)》1.05。承受樁基時(shí)，可考慮加上樁的抗拔承載力特征值來抵抗浮托力。工況組合地下水池〕壓力；在池內(nèi)水壓力作用下的計(jì)算，此時(shí)不考慮地面荷載及池外地下水的作用，但應(yīng)以池外土壓力抵消一局部池內(nèi)水壓力產(chǎn)生的彎矩， 計(jì)算時(shí)，此時(shí)的土壓力荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.0。地上水池地上水池指埋深較小的水池，底板頂面位于地面以下w種狀況可只作在池內(nèi)水壓力作用下的計(jì)算。十.構(gòu)造要求

1m,這1?伸縮縫間距〔m〕地下水池〔有覆土〕地下水池〔有覆土〕40壁厚(mm)壁厚(mm)250?500550?700750?950>1000U200頂面外露水池30非嚴(yán)寒、非嚴(yán)寒地區(qū)嚴(yán)寒、嚴(yán)寒地區(qū)20注：超出上表限值時(shí)，以留后澆帶或摻膨脹劑措施解決。見構(gòu)造附圖；受力筋及構(gòu)造筋盡可能承受直徑較小的鋼筋，鋼筋間距盡可能玄100(轉(zhuǎn)角處因鋼筋搭接而加密除外)，也〉200。水平筋一般置于豎筋內(nèi)側(cè)，水池長度超過伸縮縫間距時(shí)水平筋置于豎筋外側(cè)，這兩種狀況豎筋保護(hù)層厚度均為 30mm。附表一水池水平構(gòu)造配筋：壁厚或底板厚未超過伸縮縫間距備注(mm)附表一水池水平構(gòu)造配筋：壁厚或底板厚未超過伸縮縫間距備注(mm)時(shí)時(shí)HRB335250~350?12@200?12@150400~550?14@200?12@100600~750?16@200?14@100800~1000?16@150?16@1001050~1250?18@1001300~1500?18@150?20@100附表二 敞口水池池壁頂面水平配筋：配筋HRB335

3?16 4?18 4?20 6?20

?8@200構(gòu)造附圖:=側(cè)墾/=側(cè)墾/11—J側(cè)壁、底板轉(zhuǎn)角處圖中I按以下取值：相鄰壁水平較小凈跨長/4]”或中間壁水平凈跨長/4側(cè)壁凈高/4

側(cè)壁交接處側(cè)壁、底板交接處＞500十^一.按強(qiáng)度及裂縫寬度掌握的最大彎矩值(附表三)130mm,當(dāng)〉30mm時(shí)，將強(qiáng)度彎矩值M乘以折減系數(shù)0.95(h<600)、0.98(h>600)進(jìn)展折減；將裂縫寬度彎矩值Mq乘以(h<700)、0.95(h>700)。強(qiáng)度掌握的最大彎矩M系指按表中給定的配筋推算出的最大彎矩設(shè)計(jì)值，應(yīng)與在水、土壓力及地面活荷載、車輛荷載作用下的基_值對(duì)應(yīng)，即考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)。q裂縫掌握的最大彎矩M0.25mm時(shí)，按表中給定q0.5。設(shè)計(jì)人計(jì)算出兩種彎矩后，先核實(shí)強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的彎矩值，滿足后再核實(shí)裂縫對(duì)應(yīng)的彎矩值，兩項(xiàng)必需都滿足，即計(jì)算出的兩項(xiàng)彎矩值必需都小于表中數(shù)值。計(jì)算彎矩值應(yīng)按鋼筋直徑從小到大挨次與表中最接近的彎矩值對(duì)應(yīng)，查看配筋率，假設(shè)V0.3%或〉0.8%查表時(shí)，應(yīng)首優(yōu)先選用直徑較小的鋼筋，這樣可在相同裂縫寬度下降低鋼筋用量。未列入表中的配筋，小直徑鋼筋屬不滿足最小配筋率，大直徑鋼筋屬配筋率過大，前者不得承受，后者一般也不承受。7.轉(zhuǎn)角處鋼筋間距可能變?yōu)锧50、75,可按@100、150的強(qiáng)度及裂縫控制的彎矩值分別乘以1.5、1.8。壁、底板厚度(mm)壁、底板厚度(mm)配筋(HRB335)強(qiáng)度掌握的最大彎矩M(kNm)裂縫掌握的最大Mq(kN?m)配筋率(%)PA/bhs0@1001121141011050.59@20075766267038?16@15098990.51直徑間距C25C30C25C30