水池混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計指南及規(guī)定

水池混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計指南及規(guī)定工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計指南及規(guī)定第六冊水池結(jié)構(gòu)設(shè)計指南（共八冊）中冶京誠工程技術(shù)有限公司工業(yè)建筑院二○○五年七月目錄材料………2二．水、土壓力計算…………3三．側(cè)壁內(nèi)力計算……………4四．底板內(nèi)力計算……………6五．配筋計算…………………9六．裂縫寬度驗算……………9七．側(cè)壁、底板厚度擬定…………………10八．抗浮驗算………………11九．工況組合………………11十．構(gòu)造要求………………11十一．按強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)計中會經(jīng)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)計方法，導致設(shè)計方法較為離散。結(jié)合《給水排水工程鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》（CECS138:2002），對水池結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法進行一定的統(tǒng)一。一．材料1．砼強度等級不低于C25，嚴寒和寒冷地區(qū)不低于C30。2．抗?jié)B等級，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 ＜10 S4 10~30 S6 ＞30 S8 注：抗?jié)B等級si的定義系指齡期為28d的砼試件，施加i×0.1MPa水壓后滿足不滲水指標 一般情況下采用S6即可滿足要求。3．抗凍等級最冷月平均氣溫低于－3℃的地區(qū)，外露的鋼筋砼構(gòu)筑物的砼應具有良好的抗凍性能，按下表采用：大氣溫度 抗凍等級 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Fi系指齡期為28d的砼試件，在進行相應要求凍融循環(huán)總次數(shù)i次作用，其強度降低不大于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)計規(guī)范》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℃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、土壓力計算1．水壓力按季節(jié)最高水位計算水壓力，勘察報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算水位，準永久值系數(shù)為1.0。2．土壓力主動土壓力系數(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10kN/m3，準永久值系數(shù)為1.0。3．地面堆積荷載（作用于水池側(cè)面）無特殊情況時，地面堆積荷載取10kN/m2，準永久值系數(shù)為0.5。4．汽車荷載（作用于水池側(cè)面）等代均布荷載見下表，準永久值系數(shù)為0。荷載等級 等代均布荷載 汽車―10級 10kN/m2 汽車―15級 12kN/m2 汽車―20級 15kN/m2 5．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，準永久值系數(shù)為0。上述均布荷載乘以主動土壓力系數(shù)Ka后作為矩形分布的荷載作用于池壁上。三．側(cè)壁內(nèi)力計算1．平長壁板所謂平長壁板，即LB/HB＞2（有頂板）或LB/HB＞3（無頂板）的側(cè)壁板。取1m寬截條按豎向單向受彎計算，下端為固接，上端為自由（無頂板時）、鉸接（有頂板或局部走道板）。此時應考慮水平角隅彎矩，即驗算構(gòu)造水平筋能否滿足水平角隅處的強度及裂縫寬度。水平向角隅處彎矩：McxmcqHB2q―均布荷載或三角形荷載的最大值（kN/m2）mc見下表：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 0.035 2．深長壁板所謂深長壁板，即HB/LB＞2的側(cè)壁板，按兩部分計算：從底板頂面算起，2LB以上部分按水平單向受彎計算，0~2LB部分按雙向板計算，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、深長之間的壁板，按雙向受彎計算，以計算手冊或軟件進行計算。4．圓形水池池壁根據(jù)水池高度、半徑及壁厚確定計算模型，見下表：H/S 圓柱殼內(nèi)力計算模型 H/S≤1 按豎向單向計算，類似于平板 1＜H/S≤15 按殼體計算環(huán)向和豎向內(nèi)力 H/S＞15 頂端自由時，H/S＞15部分的圓柱，按無約束的自由圓柱殼計算薄膜內(nèi)力 H：圓柱殼池壁高度S：圓柱殼的彈體特征系數(shù)，R：圓柱殼計算半徑h：池壁厚度 計算可用水工結(jié)構(gòu)手冊圖表人工計算，也可用SAP2000軟件進行計算。人工計算較繁瑣，最好以SAP2000進行計算。四．底板內(nèi)力計算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）或荷載較小底板底面承受由側(cè)壁傳來的彎矩，分別按基本組合設(shè)計值和準永久組合設(shè)計值計算配筋和裂縫寬度。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：Asρmin×bh，ρmin為0.20%（C25）、0.21%（C30）也可根據(jù)厚度查表，選取較小配筋，表中配筋率ρAs/bh0，其一定≥ρmin×h/h0，As/bh≥ρmin，等同于As/bh0≥ρmin×h/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寬簡支板計算，但要將壁板底部彎矩加到支座處，以降低底板跨中彎矩，Mzql2/8-MB?；變舴戳Πū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。采用樁基時以樁的凈反力作為集中力計算跨中彎炬，板邊負彎矩等于壁板底部彎炬，跨中正彎矩以負彎矩抵消一部分。注意此處的負彎矩用作強度計算時，荷載分項系數(shù)為1.0。2．一般矩形水池（凈長/凈寬≤2）（1）池壁頂以上無荷載（如無冷卻塔等）或荷載較小底板底面承受由側(cè)壁傳來的彎矩，分別按基本組合設(shè)計值和準永久組合設(shè)計值計算配筋和裂縫寬度。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）底板以基底凈反力按四邊簡支板計算，但要將壁板底部彎矩加到支座處，以降低底板跨中彎矩?；變舴戳Πū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?？缰袕澗氐挠嬎悴捎孟率龇椒ǎ合雀鶕?jù)靜力計算手冊按雙向板計算跨中短向、長向彎矩Mx、My，假定底板的長邊與短邊由壁板所傳彎矩為Mx0、My0，則考慮支座負彎矩后的跨中彎矩按下式計算MxxMx-mxxMx0-mxyMy0MyyMy-myxMx0-myyMy0mxx――長邊負彎矩在短向跨中的彎矩系數(shù)mxy――短邊負彎矩在短向跨中的彎矩系數(shù)myx――長邊負彎矩在長向跨中的彎矩系數(shù)myy――短邊負彎矩在長向跨中的彎矩系數(shù)上述系數(shù)見下表： 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 mxx 0.160 0.214 0.266 0.318 0.366 0.412 0.454 0.494 0.528 0.562 0.592 mxy 0.306 0.288 0.270 0.251 0.230 0.212 0.194 0.175 0.158 0.142 0.126 myx 0.306 0.316 0.320 0..324 0.324 0.318 0.314 0.308 0.300 0.294 0.288 myy 0.160 0.106 0.074 0.047 0.022 0.018 0 0 0 0 0 采用樁基時，以樁的凈反力作為集中力計算跨中彎矩