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)〕中冶京誠(chéng)工程技術(shù)工業(yè)建筑院2023年七月10名目\l“_TOC_250009“一．材料… 2\l“_TOC_250008“二．水、土壓力計(jì)算… 3\l“_TOC_250007“三．側(cè)壁內(nèi)力計(jì)算… 4\l“_TOC_250006“四．底板內(nèi)力計(jì)算… 6\l“_TOC_250005“五．配筋計(jì)算… 9\l“_TOC_250004“六．裂縫寬度驗(yàn)算… 9\l“_TOC_250003“七．側(cè)壁、底板厚度擬定… 10\l“_TOC_250002“八．抗浮驗(yàn)算… 11九．工況組合… 11\l“_TOC_250001“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\l“_TOC_250000“十二．例題… 26李緒華孫衍法編程：覃嘉仕都存在水池。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構(gòu)造設(shè)計(jì)規(guī)程〔CECS對(duì)水池構(gòu)造的設(shè)計(jì)方法進(jìn)展肯定的統(tǒng)一。一．材料砼強(qiáng)度等級(jí)不低于C25，嚴(yán)寒和嚴(yán)寒地區(qū)不低于C30?？?jié)B等級(jí)，依據(jù)最大作用水頭與砼厚度的比值確定iw＜10抗?jié)B等級(jí)S410~30S6＞30S8注：抗?jié)B等級(jí)si28d的砼試件，施加i×0.1MPa水壓后滿足不滲水指標(biāo)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－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，按下表承受：大氣溫度最冷月平均氣溫低于－10℃最冷月平均氣溫在－3～－10℃

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)i25%，重量損失不超過(guò)5%。GB50176-93中查取。如：北京－4.5℃天津－4.0℃通化－16.1℃石家莊－2.9℃承德－9.4℃西安－0.9℃太原－6.5℃本溪－12.2℃蘭州－6.7℃銀川－8.9℃考慮砼抗凍要求。二．水、土壓力計(jì)算水壓力1.0。土壓力主動(dòng)土壓力系數(shù)K可按1/18kN/3，a3．地面積存荷載〔作用于水池側(cè)面〕4．汽車荷載〔作用于水池側(cè)面〕0。荷載等級(jí)荷載等級(jí)等代均布荷載汽車—10級(jí)10kN/m2汽車—15級(jí)12kN/m2汽車—20級(jí)15kN/m25．列車荷載〔作用于水池側(cè)面〕假設(shè)枕木在滑裂體〔與水平面夾角55°斜面形成的滑裂體〕以外，60kN/m20。K后作為矩形分布的荷載作a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L/H＞2〔有頂板〕或L/H＞3〔無(wú)頂板〕B B B B1m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。處的強(qiáng)度及裂縫寬度。 水平向角隅處彎矩：M=mqH2cx c Bq—均布荷載或三角形荷載的最大值〔kN/m2〕m見(jiàn)下表：荷載類別池壁頂端支承條件荷載類別池壁頂端支承條件mc均布荷載自由0.426鉸接0.218三角形荷載自由0.104鉸接0.0352．深長(zhǎng)壁板所謂深長(zhǎng)壁板，即HB/LB＞2的側(cè)壁板，按兩局部計(jì)算：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2LB處視為自由邊。，按雙向受彎計(jì)算，以計(jì)算手冊(cè)或軟件進(jìn)展計(jì)算。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(jiàn)下表：H/SH/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局部的圓柱，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SSh：池壁厚度0.76 RhR：圓柱殼計(jì)算半徑計(jì)算可用水工構(gòu)造手冊(cè)圖表人工計(jì)算，也可用SAP2023軟件進(jìn)展計(jì)算。人工計(jì)算較繁瑣，最好以SAP2023進(jìn)展計(jì)算。四．底板內(nèi)力計(jì)算1．長(zhǎng)條水池〔凈長(zhǎng)/凈寬＞2〕池壁頂以上無(wú)荷載〔如無(wú)冷卻塔等〕或荷載較小小配筋率。按最小配筋率確定的鋼筋面積：=ρmi×bhρmin為0.20C2、0.21C3〕也可依據(jù)厚度查表，選取較小配筋，表中配筋率ρ=As/bh0，其肯定≥ρmin×h/h0As/bh≥ρmin，等同于As/bh0≥ρmin×h/h0。池壁頂以上有荷載〔如冷卻塔等〕1m寬簡(jiǎn)支板計(jì)算，但要將壁板底部彎矩加=

?；變舴戳Πū趜 B板、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。承受樁基時(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)彎矩抵消一局部。1.0。2．一般矩形水池〔凈長(zhǎng)/凈寬≤2〕池壁頂以上無(wú)荷載〔如無(wú)冷卻塔等〕或荷載較小筋率和考慮超長(zhǎng)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。基底凈反力包括壁板、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?？缰袕澗氐挠?jì)算承受下述方法：MM，x y假定底板的長(zhǎng)邊與短邊由壁板所傳彎矩為M0、M0，則考慮支座負(fù)x y彎矩后的跨中彎矩按下式計(jì)算M =M-m M0-m M0xx x xx x xy yM =M-m M0-m M0yy y yx x yy ym ——長(zhǎng)邊負(fù)彎矩在短向跨中的彎矩系數(shù)xxm ——短邊負(fù)彎矩在短向跨中的彎矩系數(shù)xym ——長(zhǎng)邊負(fù)彎矩在長(zhǎng)向跨中的彎矩系數(shù)yxm ——短邊負(fù)彎矩在長(zhǎng)向跨中的彎矩系數(shù)yy上述系數(shù)見(jiàn)下表：1.01.11.21.31.41.51.61.71.81.92.00.1600.2140.2660.3180.3660.4120.4540.4940.5280.5620.5920.3060.2880.2700.2510.2300.2120.1940.1750.1580.1420.1260.3060.3160.3200..3240.3240.3180.3140.3080.3000.2940.2880.1600.1060.0740.0470.0220.01800000LWmLWmxxmxymyxmyy5．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r處的切向彎矩鉸接M 19(12)qR2M 1(1992)qR2r96t96固接M 1(7192)qR2r96M 1(792)qR2t96q—1m寬的板基底凈反力〔kN/m2×m〕R—圓板半徑rR五．配筋計(jì)算1.27，地面積存1.4。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，1.0。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，也可緣距離a，見(jiàn)下表：鋼筋擺放挨次鋼筋擺放挨次ss水平鋼筋在外3550(40)水平鋼筋在內(nèi)5540截面有效高度h=h-a0〔括號(hào)內(nèi)數(shù)字用于水平筋為構(gòu)造筋時(shí)〕s六．裂縫寬度驗(yàn)算先按配筋計(jì)算結(jié)果選配出鋼筋的直徑及間距，然后驗(yàn)算裂縫寬度。0.5，汽車、列車荷載不考慮。裂縫寬度限值軋鋼、煉鋼、煉鐵等水處理設(shè)施：0.25mm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。5．受力鋼筋的保護(hù)層厚度：30mm35mm，當(dāng)外表有水泥砂漿或涂料10mm40mm。受力筋可能是水平筋或豎筋。七．側(cè)壁、底板厚度擬定B B地下水B B地下水池地下水池池有板或梁自由≤2H/15B≤2H/12B埋置情況平面外形壁頂部邊界條埋深范圍內(nèi)有、無(wú)水平長(zhǎng)度/高度深度平方/直徑壁厚件有L/HH2/D≤20H/20圓形無(wú)H/25有＞20H/25無(wú)H/30有板或有＞2H/12B梁無(wú)H/15B自由有＞2H/10B矩形無(wú)H/12B矩形有板或有≤2H/15B梁無(wú)H/18B自由有≤2H/12B無(wú)H/15B有板或＞2H/12B梁自由＞2H/10B地上水矩形注250mm。0.3~0.8%配筋率＞0.8%，應(yīng)加大厚度。底板厚度1.2~1.51.2倍起算，與壁板類似，以八．抗浮驗(yàn)算底板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(lái)抵抗浮托力。九．工況組合地下水池在池外水、土壓力〔包括地面荷載〕作用下的計(jì)算，此時(shí)不考慮池內(nèi)水壓力；1.0。地上水池1m，這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〔m〕地下水池〔有覆土〕地下水池〔有覆土〕40頂面外露水池30非嚴(yán)寒、非嚴(yán)寒地區(qū)20嚴(yán)寒、嚴(yán)寒地區(qū)注：超出上表限值時(shí)，以留后澆帶或摻膨脹劑措施解決。水平構(gòu)造筋、敞口水池池頂構(gòu)造筋見(jiàn)附表一、二；轉(zhuǎn)角處鋼筋構(gòu)造見(jiàn)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10〔轉(zhuǎn)角處因鋼筋搭接而加密除外200。水平筋一般置于豎筋內(nèi)側(cè)，水池長(zhǎng)度超過(guò)伸縮縫間距時(shí)水平30mm。30mm。附表一 水池水平構(gòu)造配筋：250~350φ12@200φ12@150400~550φ14@200φ12@100600~750φ16@200φ14@100800~10001050~1250φ16@150φ16@100φ18@1001300~1500φ18@150φ20@100壁厚或底板厚〔mm〕未超過(guò)伸縮縫壁厚或底板厚〔mm〕未超過(guò)伸縮縫間距時(shí)HRB335超過(guò)伸縮縫間距時(shí)備注壁厚壁厚(mm)250～500550～700750～950≥1000配筋U型套箍200φ8@200HRB3353φ164φ184φ206φ20構(gòu)造附圖：側(cè)壁轉(zhuǎn)角處 側(cè)壁交接處側(cè)壁、底板轉(zhuǎn)角處 側(cè)壁、底板交接處l按以下取值：相鄰壁水平較小凈跨長(zhǎng)/4或中間壁水平凈跨長(zhǎng)/4 兩者取較小值，并不小于500側(cè)壁凈高/4十一．按強(qiáng)度及裂縫寬度掌握的最大彎矩值〔附表三〕30mm，當(dāng)＞30mm時(shí)，將強(qiáng)度彎矩值M乘以折減系數(shù)0.9h6000.9〔＞60〕縫寬度彎矩值M乘以折減系數(shù)0.9700.95h70。q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、車輛荷載作用下的根本組合彎矩值對(duì)應(yīng)，即考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)。M0.25mm時(shí)，按表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)＜0.3%或＞0.8%，則應(yīng)考慮減小或加大側(cè)直徑較小的鋼筋，這樣可在一樣裂縫寬度下降低鋼筋用量。不滿足最小配筋率，大直徑鋼筋屬配筋率過(guò)大，前者不得承受，后者一般也不承受。轉(zhuǎn)角處鋼筋間距可能變?yōu)锧50、75，可按@100、150的強(qiáng)度1.5、1.8。壁、底板厚度配筋〔壁、底板厚度配筋〔HRB335〕強(qiáng)度掌握的最M裂縫掌握的最Mq配筋率ρ(%)(mm)〔kN·m〕〔kN·m〕As/bh0直徑間距@200C2535C3035C2531C30310.26φ12@150464643460.35@100686864670.53@200474741440.36250φ14@150616253570.48@100899184880.62@200606149520.47φ16@150787966700.63@1001121151101140.95φ12@150575855550.29@100848578830.43@200585950500.29300φ14@150777767720.39@1001121141011050.59@200757662670.38φ16@150989981860.51@1001421451291340.77壁、底板壁、底板厚度配筋〔HRB335〕強(qiáng)度掌握的最M裂縫掌握的最Mq配筋率ρ(%)直徑間距@200直徑間距@200C2593C3094C2573C30770.49300φ18@150122124981030.65@1001741791641690.97φ12@150696958580.24@100101102951010.36@200707052520.24φ14@150929382890.33@1001351371181250.49350@200909177770.32φ16@150118120971040.43@1001731751491550.64@20011211388950.41φ18@1501471491161220.55@1002132171861930.82φ12@1001181191131210.31φ14@15010810893930.28400@1001581601381460.42@20010510679790.28φ16@1501391401151240.37@1002032051701780.56

〔kN·m〕

〔kN·m〕

As/bh0壁、底板厚度壁、底板厚度配筋〔HRB335〕強(qiáng)度掌握的最M裂縫掌握的最Mq配筋率ρ(%)(mm)〔kN·m〕〔kN·m〕As/bh0直徑間距@200C25131C30132C25106C301110.35φ18@1501731741351430.47400@1002512552092180.70@2001601621201280.44φ20@1502092121581670.58@1003023082572660.87φ12@1001351361311310.27φ14@15012312495950.25@1001811831581690.37@20012012181810.24450φ16@1501591601351400.33@1002332351922030.49@2001501521141140.31φ18@1501982001551660.41@1002892932332440.62@2001841851401510.38φ20@1502412431801910.51@1003493552842940.77壁、底板壁、底板配筋強(qiáng)度掌握的最裂縫掌握的最配筋率厚度(mm)

M〔kN·m〕

Mq〔kN·m〕

ρ(%)直徑間距C25C30C25直徑間距C25C30C25C30φ12@1001521531341340.24φ14@1002052061811950.33φ16@1501791801431430.29@1002632662162290.43@2001701711161160.28φ18@1502232251781910.37@1003273312592720.55@2002072091571570.34φ20@1502722752032170.46@1003964023113240.68@2002482501801930.41φ22@1503243282332470.55@1004684783733860.83φ14@1002282292062120.30φ16@1501992001451450.26@1002932962412580.39@2001891901181180.25φ18@1502492512022040.33@1003653692863020.50500550厚度(mm)

配筋

M〔kN·m〕

Mq〔kN·m〕

配筋率ρ(%)直徑間距C25C30C25直徑間距C25C30C25C30@2002312321601600.31φ20@1503043062282450.41@1004434493403560.62@2002762792042110.37φ22@1503623662592760.50@1005255344044200.75φ14@1002512522162160.27φ16@1003233262692890.36@2002082091201200.23φ18@1502742762072070.30@1004034073143340.45@2002542561631630.28φ20@1503353382552750.37@1004904963703900.56@2003053072142140.34φ22@1504004042863070.45@1005825924364550.68φ25@2003873912652850.44@1505115183453650.58550600厚度(mm)

配筋

M〔kN·m〕

Mq〔kN·m〕

配筋率ρ(%)直徑間距C25C30C25直徑間距C25C30C25C30φ14@1002762772202200.25φ16@1003573592993220.33φ18@1503023042102100.28@1004454493453690.41@2002802821651650.26φ20@1503693722852850.34@1005425484024250.51@2003363382172170.31φ22@1504424463173400.41@1006456544694920.62@2004284312953140.40φ25@1505605673764000.53@1008108255926160.80φ14@1002993012222220.23φ16@1003873893263260.30φ18@1503273302132130.25@1004844883784050.38@2003043051671670.24φ20@1504014042892890.31@1005895954354630.47650700壁、底板厚度壁、底板厚度配筋〔HRB335〕強(qiáng)度掌握的最M裂縫掌握的最Mq配筋率ρ(%)(mm)〔kN·m〕〔kN·m〕As/bh0直徑間距@200C25365C30367C25220C302200.29φ22@1504804843493760.38@1007027115045310.57700@2004644683183180.37φ25@1506096164094360.49@1008848996306570.74φ16@1004174193313310.28φ18@1503533552152150.24@1005225264124440.36φ20@1504324352922920.29@1006366424715020.44750@2003933952222220.27φ22@1505185223833840.35@1007597685415720.53@2005015053223220.34φ25@1506586654444750.46@1009579736707010.69800φ16@1004444463343340.26φ18@1005565604494690.33壁、底板厚度壁、底板厚度配筋〔HRB335〕強(qiáng)度掌握的最M裂縫掌握的最Mq配筋率ρ(%)(mm)〔kN·m〕〔kN·m〕As/bh0直徑φ20間距@150C25461C30463C25295C302950.28@1006786855085440.41@2004194212242240.25φ22@1505525563883880.33800@1008108195806150.50@2005345383253250.32φ25@1507037094815170.43@100102410397107460.65φ16@1004744773373370.25φ18@1005945984744740.31φ20@1504924952972970.26φ20@1007267325485880.39850@2004474502262260.23φ22@1505905943923920.31@1008678766206610.47@2005715753283280.30φ25@1507527585205600.41@100109711137537940.61厚度(mm)

配筋

M〔kN·m〕

裂縫掌握的最配筋率大彎矩Mq ρ(%)直徑間距C25C30C25C30φ18@100直徑間距C25C30C25C30φ18@1006326364784780.30φ20@1505235263003000.24@1007737795896350.37φ22@1506286323953950.29@1009249336627080.44@2006086123303300.29φ25@1508018085615720.38@100117111867978430.57@2007547604594590.36φ28@15099010006406860.48@1001437146196410100.72φ18@1007097134864860.26φ20@1008678736586580.33φ22@1507047084014010.26@100103810477538100.40@2006826863353350.26φ25@1508999065815810.34@100131813338919480.519001000壁、底板壁、底板厚度配筋〔HRB335〕強(qiáng)度掌握的最M裂縫掌握的最Mq配筋率ρ(%)直徑間距@200直徑間距@200C25847C30853C25465C304650.321000φ28@150111311247307870.43@10016221646106311190.64φ18@1007857894924940.24φ20@1009619676686680.30φ22@1507807844064060.24@100115211618528790.361100@2007557593383380.23φ25@15099710045885880.31@1001465148199310620.46@2009399454714710.29φ28@150123612468178170.39@10018061830116912370.58φ20@100105510616766760.27φ22@100126612758908900.33φ25@150109511025955950.281200@10016121627110311850.42@200103110374764760.27φ28@150135913698268260.35@10019912023128213640.53

〔kN·m〕

〔kN·m〕

As/bh0壁、底板壁、底板厚度配筋〔HRB335〕強(qiáng)度掌握的最M裂縫掌握的最Mq配筋率ρ(%)(mm)〔kN·m〕〔kN·m〕As/bh0直徑間距@200C251330C301340C25702C307020.351200φ32@15017461765107611570.46@10025382579158016620.70φ20@100114911566836830.25φ22@100138013899009000.30φ25@1501193120060