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)定第六冊水池構(gòu)造設(shè)計(jì)指南〔共八冊〕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)度等級不低于C25C30?？?jié)B等級，依據(jù)最大作用水頭與砼厚度的比值確定iw抗?jié)B等級v10S410~30S6>30S8注：抗?jié)B等級si28dix0.1MPa一般狀況下承受S6即可滿足要求?？箖龅燃壸罾湓缕骄鶜鉁氐陀谝?C的抗凍性能，按下表承受:大氣溫度10C3一10C

F200F150砼抗凍等級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，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。荷載等級等代均布何載荷載等級等代均布何載10級10kN/m215級12kN/m220級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〕、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，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。基底凈反力包括壁底板以基底凈反力按1m寬簡支板計(jì)算，但要將壁板底部彎矩加承受樁基時以樁的凈反力承受樁基時以樁的凈反力留意此處的負(fù)彎矩用作強(qiáng)度計(jì)算時，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，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(括號內(nèi)數(shù)子用于水平筋為構(gòu)造筋時)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，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，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，此時的土壓力荷載分項(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，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)時時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，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，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)度對應(yīng)的彎矩值，滿足后再核實(shí)裂縫對應(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應(yīng)，查看配筋率，假設(shè)V0.3%或〉0.8%查表時，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