CECS 138-2002 给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程.pdf

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1、ERCSCECS 138 2002 中国工程建设标准化协会标准 给水排水工程 钢筋混凝土水池结构设计规程 Specification for structural design of reinforced concrete water tank of water supply and sewerage engineering 中国工程建设标准化协会标准 给水排水工程 钢筋混凝土水池结构设计规程 Specification for structural design of reinforced concrete water tank of water supply and sewerage en

2、gineering CECS 138 2002 主编单位 北京市市政工程设计研究总院 批准单位中国工程建设标准化协会 施行日期 2 0 0 3年3月1日 前言 本规程原属于 给水排水工程结构设计规范 GBJ 69一84中 第三章的内容 根据逐步与国际接轨的需要 现将本规程独立成 本 以便工程应用和今后修订 据此 按中国工程建设标准化协会 94 建标协字第11号 关于下达推荐性标准编制计划的函 的要 求进行编制 本规程根据国家标准 建筑结构可靠度设计统一标准 GB 50068 2001和 工程结构可靠度设计统一标准 GB 50153一92 规定的原则 采用以概率理论为基础的极限状态设计方法编制

3、并 与有关的结构专业设计规范协调一致 本规程总结了原 给水排水工程结构设计规范 GBJ 69 84 近十多年来的应用情况 吸取了国内的工程实际经验和国外相关 标准的内容 对原规范的内容作了大量的充实和完善 根据国家计委标仁1986 1649号文 关于请中国工程建设标准 化委员会负责组织推 F性工程建设标准试点工作的通知 的要求 现批准协会标准 给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程 编号为CECS138 2002 推荐给工程建设设计 施工 使用单位采 用 本规程第3 0 1 3 0 2 3 0 3 3 0 5 3 0 5 2 1 5 3 1 7 1 2条及第7 1 9条中的第1款建议列人 工程

4、建设标准强制 性条文 本规程由中国工程建设标准化协会贮藏构筑物委员会 CECS TC10 北京西城区月坛南街乙二号北京市市政工程设 计研究总院 邮编 100045 归口管理 并负责解释 在使用 中如发现需要修改或补充之处 请将意见和资料径寄解释 单位 主编单位 北京市市政工程设计研究总院 主要起草人 钟启承沈世杰刘雨生 中国工程建设标准化协会 2002年12月30日 目次 1总则 1 2主要符号 2 3材料 4 4结构上的作用 6 4 1作用分类和作用代表值 1 6 4 2永久作用标准值 6 4 3可变作用标准值 准永久值系数 7 5基本设计规定 10 5 I一般规定 10 5 2承载能力极限

5、状态计算 11 5 3止常使用极限状态验算 14 5 4预应力混凝土水池计算 16 6静力计算 20一一 6 I矩形水池计算 6 2圆形水池计算 7构造要求 37 7 1一般规定 37 7 2预应力混凝土水池 40 附录A钢筋混凝土矩形截面处于受弯或大偏心受压 拉 状态时的最大裂缝宽度计算 43 附录t3四边铰支承的双向板在均布 三角形荷载或边缘弯矩 作用下的边缘反力系数 45 附录C三边固定 顶端自由的双向板在均布 三角形荷载或 边缘弯矩作用下的边缘反力系数 47 附录D双向受力壁板在壁面温差或湿度当量温差作用下的 弯矩系数 48 附录E双向板在非齐顶水 土 压力作用下的弯矩系数和 50 能

6、 53 边缘反力系数 本规程用词说明 附 条文说明 二 可 钾奋 可 1总则 1 0 1为了在给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计中 做到技 术先进 经济合理 安全适用 确保质量 制订本规程 1 0 2本规程适用于城镇公用设施和工业企业中一般给水排水 工程钢筋混凝土水池的结构设计 不适用于工业企业中具有特殊 要求的钢筋混凝土水池设计 1 0 3本规程系根据现行国家标准 给水排水工程构筑物结构设 计规范 GB 50069规定的原则制订 1 0 4按本规程设计时 一般荷载的确定 构件截面计算和地基 基础设计等应按国家现行有关标准的规定执行 1 0 5对于建在地震区 湿陷性黄土或膨胀土等地区的给水排水

7、 工程钢筋混凝土水池结构的设计 尚应符合国家现行有关标准的 规定 2主要符号 2 0 1作用和作用效应 FeD k侧向土压力标准值 F 竖向土压力标准值 F k 温 湿 度变化作用标准值 Fwk一一池内水压力标准值 Glk 结构自重标准值 从厂一壁板水平向角隅处的局部负弯矩 Mt一一壁面温差或湿度当量温差 At 引起的弯矩 N 一一后张法构件预应力及非预应力钢筋的合力 Nk 构件在作用效应标准组合下 计算截面上的纵向力 QL一一顶板活荷载标准值 Q k 一池外地下水压力标准值 9 k 地面堆积荷载标准值 5 作用效应组合设计值 zu 一支承构件的挠度值 a 一一预应力钢筋张拉控制应力 相应阶段

8、的预应力总损失值 Op一一由预加力产生的混凝土截面边缘法向应力 预应力钢筋的有效应力 2 0 2材料性能 E 混凝土的弹性模量 E 钢筋的弹性模量 了 一混凝土轴心抗拉强度标准值 几 k 预应力钢筋抗拉强度标准值 Fi混凝土的抗冻等级 系指龄期为28d的混凝土试件 在进行相应冻融循环总次数I次作用后 其强度降 低不大于25肠 重量损失不超过5 Si混凝土的抗渗等级 系指龄期为28d的混凝土试件 施加iX0 1MPa水压后满足不渗水指标 a 混凝土的线膨胀系数 A 混凝土的热交换系数 A 馄凝土的导热系数 D 混凝土的泊桑比 2 0 3几何参数 A 构件的混凝土净截面面积 A 构件的换算截面面积

9、 A 验算截面内纵向受拉钢筋的总截面面积 e 纵向力对截面重心的偏心距 1a 构件的计算跨度 W 构件截面换算面受拉边缘的弹性抵抗矩 2 0 4计算系数及其他 角隅处最大水平向弯矩系数 TA 壁板外侧的大气温度 TN 壁板内侧水的计算温度 a 一一混凝土拉应力限制系数 ae钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值 Y 一受拉区混凝土的塑性影响系数 Ot 壁板的内 外侧壁面温差 0 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 l 可变作用的作用组合值系数 A 可变作用的准永久值系数 3材料 3 0 1水池受力构件的混凝土强度等级不应低于C25 垫层混凝 土不应低于C10 预应力水池的混凝土强度等级不应低于C30

10、 当采用碳素钢丝 钢绞线 热处理钢筋作预应力钢筋时 混凝土强 度等级不应低于C40 3 0 2水池混凝土的密实性应满足抗渗要求 不作其他抗渗处 理 混凝土的抗渗等级要求 当最大作用水头与混凝土厚度的比 值小于10时 应采用S4 当比值为10 30时应采用S6 当比值大 于30时 应采用S8 混凝土的抗渗等级应根据试验确定 3 0 3当水池外露时 对最冷月平均气温在一3C 10 的地 区 混凝土抗冻等级应采用F150 对最冷月平均气温低于一IOC 的地区 混凝土抗冻等级应采用F200 3 0 4配制抗渗 抗冻混凝土时水灰比应不大于 5 骨料应选 择良好的级配 粗骨料粒径不应大于40mm 且不超过

11、最小断面厚 度的1 4含泥量按重量计应不超过1 砂子的含泥量及云母含 量按重量计不应超过3 e 3 0 5水池接触介质的酸碱度 pH值 低于6 0时 应按国家现 行有关标准或根据专门试验确定防腐措施 3 0 6水池棍凝土的碱含量应符合 棍凝土碱含量限值标准 CECS 53的规定 3 0 7水池混凝土中可根据需要适当采用外加荆 但不得采用板 盐作防冻 早强掺合料 采用外加剂时 应符合现行国家标准 混 凝土外加剂应用技术规范 GBJ 119的规定 对抗冻混凝土不得 采用火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥 3 0 8混凝土热工系数可按表3 0 8采用 表3 0 8混凝土的热工系数 系数名称工作条件

12、系数值 线膨胀系数头 1 温度在 e 1oa0C范围内1只10 s 导热系数x 仁 W m K 两侧表面与空气接触1 55 一侧表面与空气接触 另一表面与 水接触 2 03 热交换系数P W m x 7 冬季混凝土表面与空气之间23 26 夏季混服土表面与空气之间17 44 4结构上的作用 4 1作用分类和作用代表值 4 1 1水池结构上的作用主要可分为永久作用和可变作用两类 永久作用应包括结构自重 土的竖向压力和侧向压力 水池内的盛 水压力 结构的预加应力 地基的不均匀沉降等 可变作用应包括 池顶活荷载 雪荷载 地表或地下水压力 侧压力 浮托力 结构构 件的温 湿 度变化作用 地面堆积荷载等

13、 4 1 2当结构承受两种或两种以上可变作用 承载能力极限状态 按作用效应基本组合计算或正常使用极限状态按作用效应标准组 合验算时 应采用标准值和组合值作为可变作用代表值 可变作 用的组合值应为可变作用的标准值乘以作用组合值系数 4 1 3当正常使用极限状态按作用效应准永久组合验算时 应采 用准永久值作为可变作用代表值 可变作用准永久值应为可变作 用的标准值乘以准永久值系数 4 2永久作用标准值 4 2 1结构自重的标准值 可按结构构件的设计尺寸与相应材料 单位体积的自重计算确定 钢筋混凝土的自重可取25kN m 素 混凝土可取23kN m 水池梁 板上设备自重的标准值 可按设 备样本提供的数

14、据采用 在构件上设备转动部分的自重及由其传 递的轴向力应乘以动力系数后作为标准值 动力系数可取2 0 4 2 2作用在地下式水池上竖向土压力标准值 应按水池顶板上 的复土厚度计算 并乘以竖向压力系数 压力系数可取1 0 当水 池顶板的长宽比大于10时 压力系数宜取1 2 一般回填土的重 力密度可按18kN m 采用 4 2 3作用在水池上侧向的土压力标准值 对水池位于地下水以 L的部分可按朗金公式计算主动土压力 土的重力密度可按 18kN 耐采用 对水池位于地下水以下部分的侧压力 应为主动土 压力与地下水静压力之和 此时土的重力密度应按有效重度计算 可按IAN m 采用 4 2 4水池内的水压

15、力应按设计水位的静水压力计算 对给水 处理的水池 水的重力密度可取lOkN m 对污水处理的水池 水 的重力密度可取10 10 8kN m 对机械表面曝气池内的设计 水位 应计人水面波动的影响 可按池壁顶计算 4 2 5施加在水池结构构件上的预加力标准值 应按预应力钢筋 的张拉控制应力值扣除相应张拉工艺的各项应力损失采用 当构 件按承载能力极限状态计算且预加力为不利作用时 由钢筋松驰 和混凝土收缩 徐变引起的应力损失不应扣除 4 2 6地基不均匀沉降引起的永久作用标准值 其沉降量及沉降 差应按现行国家标准 建筑地基基础设计规范 GB 50007确定 4 3可变作用标准值 准永久值系数 4 3

16、1不上人水池顶盖的活荷载标准值可取 7kN m 准永久 值系数可取 上人水池顶盖的活荷载标准值可取1 5kN m 准 永久值系数可取 4 4 3 2水池顶盖设计时 应根据施工条件验算施工机械设备的荷 载 其标准值可按设备的使用重量采用 准永久值系数可取 4 3 3雪荷载标准值及其准永久值系数 应按现行国家标准 建 筑结构荷载规范 GB 50009的规定采用 当顶盖上的活荷载大于 雪荷载时 应只采用活荷载 反之应只采用雪荷载 4 3 4地下水 包括上层滞水 对构筑物的作用标准值 应按下列 规定采用 1水池各部位的水压力应按静水压力计算 2 11b 下水的设计7k位 应根据勘察部门捺供的数据采用可

17、能 出现的最高和最低水位 并宜根据近期内变化和补给的趋势确定 3水压力标准值的相应设计水位 应根据对结构的不利作用 效应确定取最低水位或最高水位 当取最低水位时 相应的准永 久值系数应取1 0 当取最高水位时 相应的准永久值系数 对地 下水可取平均水位与最高水位的比值 4地表水或地下水对结构浮托力的标准值 应按最高水位乘 以浮托力折减系数确定 浮托力折减系数 对非岩质地基应取 1 0 对岩石地基应按其破碎程度确定 当基底设置滑动层时应取 1 0 4 3 5水池构筑物的温度变化作用 包括湿度变化的当量温差 标准值F k 可按下列规定确定 1地下或设有保温措施的有盖水池 可不计算温度 湿度变 化作

18、用 暴露在大气中符合本规程有关变形缝沟造要求的水池池 壁 可不计算温 湿度变化对壁板中面的作用 2暴露在大气中的水池池壁的温度变化作用 应由池壁的壁 面温差确定 壁面温差应按下式计算 At TN一TO 4 3 5 h 一丸 式中 t 壁板的内外侧壁面温差 h 壁板的厚度 m A 混凝土壁板的导热系数 按表3 0 8采用 几 棍凝土壁板与空气间的热交换系数 按表3 0 8采 用 TN 壁板内侧水的计算温度 按年最低月的平均水 温采用 TA 壁板外侧的大气温度 按当地年最低月的统计 平均温度采用 3暴露在大气中的水池池壁的壁面湿度当量温差 t可按 10 采用 4 温度 湿度变化作用的准永久值系数0

19、a1宜取1 计算 地面堆积荷载的标准值可取lOkN m 其准永久值系数 可取0 5 5基本设计规定 5 1一般规定 5 1 1各种类别 形式的水池结构构件 均应按承载能力极限状 态计算 5 1 2水池结构按承载能力极限状态计算时 除结构整体稳定验 算外 其余均采用分项系数设计表达式 5 1 3各种类别 形式的水池结构构件均应按正常使用极限状态 验算 对轴心受拉和小偏心受拉构件应按作用效应标准组合进行 抗裂度验算 对受弯和大偏心受拉构件应按作用效应准永久组合 进行裂缝宽度验算 对需要控制变形的结构构件应按作用效应准 永久组合进行变形验算 5 1 4无保温设施地面式水池的强度计算应考虑温 湿 度作

20、用 温度作用应包括壁面温差和湿度当量温差 两者应取其中较大者 计算 5 1 5矩形多格水池应根据具体应用条件计算 一般按间格贮水 考虑 5 1 6水池的地基反力 可按直线分布计算 5 1 7当地基承载力较高 且池底位于最高地下水以上时 池壁 基础可按独立基础设计 5 1 8水池池壁的计算长度 应按下列规定确定 1矩形水池池壁的水平向计算长度应按两端池壁的中线距 离计算 2圆形水池池壁的计算半径 应为中心至池壁中线的距离 3池壁竖向的计算高度应根据节点构造和结构计算简图确 定 10 1 池壁与顶 底板整体连接时 计算应按整体分析 池壁上下 端为弹性固定时 池壁竖向计算高度应为顶 底板截面中线距离

21、 池壁上端为弹性固定 下端为固定时 池壁竖向计算高度应为净高 加顶板厚度的一半 2 池壁与底板整体连接 顶板简支于池壁顶部或二者铰接 池 壁与底板为弹性固定时 池壁竖向计算高度应为净高加底板厚度 的一半 池壁下端固定 上端自由时 池壁竖向计算高度应为净高 3 池壁为组合壳时 池壁竖向计算高度的一端应计算至组合 壳中线的连接处 5 1 池壁与底板 基础 连接 底板 基础 视为池壁的固定支承 时 底板 基础 的厚度必须大于池壁 可根据地基的土质情况取 1 2 1 5倍池壁厚度 并应将底板 基础 外挑 5 2承载能力极限状态计算 5 2 1水池结构构件按承载能力极限状态进行强度计算时 应采 用下列设

22、计表达式 YO S R 5 2 1 式中Y 结构重要性系数 在一般情况下水池安全等级取二 级 重要性系数取1 0 5 作用效应组合设计值 R 结构构件抗力设计值 按现行国家标准 混凝土结构 设计规范 GB 50010的规定确定 5 2 2水池按承载能力极限状态进行强度计算时 作用效应组合 设计值应按下列规定确定 1按承载能力极限状态计算的作用效应基本组合 应按下式 计算 S Yc Cs G k Yc C F C F C F k C F k 认o Y C e 咖Y 场Qk Cmgmk C F k 5 2 2 1 11 式中YG 结构自重分项系数 取1 2 当对结构有利时 取1 0 G 结构自重效

23、应系数 G k 结构自重标准值 Yc 除结构自重外 各项永久作用的分项系数 当作用 效应对结构不利时取1 27 当对绩构有利时取1 0 C 池内水压力效应系数 F 池内水压力标准值 几 竖向土压力效应系数 F 竖向土压力标准值 C 侧向土压力效应系数 F k 地下水位以上或以下的侧向土压力标准值 Cp 预加应力效应系数 Fok 预加力标准植 C 不均匀沉降效应系数 不均匀沉降标准值 Yam 地表水或地下水压力分项系数 取1 27 Cgw 地表水或地下水压力效应系数 4 k 地表水或地下水压力标准值 作为第一可变作用 YQ 除地表水或地下水压力外 各项可变作用的分项系 数 取1 40 两种或两种

24、以上可变作用的组合系数 取 9 CQ 顶板活荷载效应系数 Qk 顶板活荷载标准值 Cm 地面堆积荷载效应系数 Qmk 地面堆积荷载标准值 取lOkN mz G 温 湿 度作用效应系数 F k 温 湿 度作用标准值 注作用效应系数为结构构件中的效应与产生该效应作用的比值 按结构力学方 法确定 12 2按承载能力极限状态计算时 作用效应基本组合设计值应 根据水池型式及其工况取不同的作用项目组合 不同项目组合可 参照表5 2 2确定 衰5 2 2强度计算的作用组合 水池形式及工况 永久作用可变作用 结 构 自 重 G1 池内 水压 力 F 竖向 土压 力 F 池外 土侧 压力 F印 预 加 应 力

25、Fp 不均 匀沉 降 么 顶板 活载 O 地面 堆积 荷载 宁m 池外 水压 力 v 温 湿 度作 用几 地 下 式 水 池 有盖水池 闭水试验丫丫 训 使用时池 内无水丫丫丫 丫丫丫 敬口水池 闭水试验丫丫 甲 使用时他 内无水丫 侧 丫训甲 地 面 水 池 有保温设闭水试验丫甲 侧 施的有盖 水池使用时池内有水丫丫丫 丫 无保温设 施的有盖 水池 闭水试验甲丫 丫 使用时池 内有水丫丫丫 甲丫 擞口水池 闭水试验丫叼 丫 使用时池 内有水丫丫 甲 注1表中有 丫 的作用为相应池型与工况应予计算的项目 有 的作用为应 按具体设计条件确定采用 当外土压无地下水时不计q l 2表中未列人地下式有

26、盖水池池内有水的工况 但计算地基承载力或池壁与 池顶板为弹性固时计算池顶板 须予考虑 3不同工况组合时 应考虑对结构的有利与不利情况分别采用分项系数 5 2 3当水池池壁采用独立基础 池壁按挡土 水 墙设计时 应 13 符合下列规定 1池壁基底的地基反力可按直线分布计算 基底边缘的最小 压力不宜出现负值 拉力 并应进行抗倾覆稳定验算 验算时作 用均取标准值 倾覆抗力系数不应小于1 5 2当池壁基础与底板间设置变形缝时 应进行抗滑稳定验 算 验算时荷载均取标准值 抵抗力只计算永久作用 滑动抗力系 数不应小于1 3 5 2 4当水池承受地下水 含上层滞水 浮力时 应进行抗浮稳定 验算验算时作用均取

27、标准值 抵抗力只计算不包括池内盛水的 永久作用和水池侧壁上的摩擦力 抗浮抗力系数不应小于1 050 水池内设有支承结构时 还须验算支承区域内局部抗浮 5 3正常使用极限状态验算 5 3 1水池结构构件按正常使用极限状态设计时 应分别按作用 效应的标准组合或准永久组合进行验算 结构构件的变形 抗裂 度和裂缝宽度计算值应满足相应的规定限值 5 3 2当水池结构构件处于轴心受拉或小偏心受拉时 应控制抗 裂度 并取作用效应的标准组合按下列规定确定 1按正常使用极限状态验算时 作用效应标准组合的设计值 应按下式计算 Jn0C Gk CwFwk十C F C Fa k q凡 C k Caw Qew k Pc

28、 CQQk Cm Qmk C Flk 5 3 2 2按正常使用极限状态验算时 作用效应标准组合的设计 值 应根据水池型式及其工况按表5 2 2选取不同的作用项目组 v 口 5 3 3当水池结构构件处于受弯 大偏心受压或大偏心受拉时 应控制裂缝宽度 并取作用效应的准永久组合按下列规定确定 1按正常使用极限状态验算时 作用效应准永久组合的设计 14 值应按下式计算 Sa Cc G k C F k C F k Cep Fep 十Cp Fpk I C A k W9000Qk 1 Y 9 C Qmk F 9 C 7 k 锅 C F k 5 3 3 式中AQ 顶板活荷载的准永久值系数 Am 地面堆积荷载的

29、准永久值系数 Sbvw 池外水压的准永久值系数 yN 温 湿 度变化作用的准永久值系数 2按正常使用极限状态验算时 作用效应准永久组合的设计 值 应根据水池型式及其工况按表5 22选取不同的作用项目组 a 目0 5 3 4钢筋混凝土水池结构构件的最大裂缝宽度不应大于下列 规定的限值二m 清水池 给水水质净化处理构筑物0 25mm 污水处理构筑物0 20mm 5 3 5钢筋混凝土水池结构构件处于轴心受拉或小偏心受拉时 应按下式进行抗裂度验算 1对轴心受拉构件 应满足 Nk A月a妥A二 a r k 5 3 5 1 式中Nk 构件在作用效应标准组合下 计算截面上的纵向力 N f k混凝土轴心抗拉强

30、度标准值 N mmz 按现行国 家标准 混凝土结构设计规范 GB 5001 的规定采 用 A 混凝土净截面面积 mmz A 验算截面内纵向受拉钢筋的总截面面积 mm2 ae钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值 混凝土拉应力限制系数 取0 87 2对小偏心受拉构件 应满足 N二 ywo Aa l a f k 5 3 5 2 式中e 纵向拉力对截面重心的偏心距 mm W 构件换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩 mm Ao 构件换算截面面积 mm 受拉区混凝土的塑性影响系数 按现行国家标准 混 凝土结构设计规范AGB 50010的规定采用 矩形截 面取1 75 5 3 6钢筋混凝土水池结构构件处于受弯 大偏

31、心受压或大偏心 受拉时 其最大裂缝宽度可按附录A计算确定 5 3 7当钢筋混凝土水池构件支承竖向传动装置时 应按作用效 应准永久组合进行变形验算 其挠度计算值应符合下式要求 L W 7 50 5 3 7 式中wv 支承构件的挠度计算值 cm L一一支承构件的计算跨度 cm 5 4预应力混凝土水池计算 5 4 1预应力混凝土水池结构构件均应采用后张法施工 主要采 用千斤顶张拉 包括无粘结预应力 与绕丝张拉 仅用于圆形水池 两种 5 4 2预应力混凝土水池的主体结构构件应按承载能力和正常 使用极限状态进行设计 同时应结合具体情况进行施工阶段验算 5 4 3预应力钢筋的张拉控制应力值a 应按现行国家

32、标准 混凝土结构设计规范 GB 50010的规定采用 5 4 4施加预应力时 混凝土的立方抗压强度不应低于设计馄凝 土强度等级的75 混凝土立方抗压强度应经试验确定 5 4 5后张法预加力产生的混凝土结构构件 其截面边缘法向应 t6 力和相应阶段预应力钢筋的应力 可按下式计算 由预加应力产生的混凝土截面边缘法向应力 N N e as一AN士L 5 4 5 1 相应阶段预应力钢筋的有效预应力 as o o 一m 5 4 5 2 式中A 混凝土净截面面积 mm In混凝土净截面惯性距 mm 混凝土净截面重心至预应力钢筋及非预应力钢筋 合力点的距离 mm yn 混凝土净截面重心至所计算纤维处的距离

33、mm 预应力钢筋张拉控制应力 N mm 相应阶段的预应力总损失值 N mm Np 后张法构件预应力及非预应力钢筋的合力 kN 5 4 6千斤顶张拉 包括无粘结预应力 时预应力钢筋中的预应 力损失 可按现行国家标准 混凝土结构设计规范 GB50010与现 行行业标准 无粘结预应力混凝土结构技术规程 JGJ T 92的规 定计算 5 4 7绕丝张拉预应力混凝土圆形水池时 预应力钢筋各阶段预 应力损失的组合 可按表5 47采用 表5 4 7各阶段预应力损失的组合 工作阶段损失值的组合 混凝土预压前 第一批 的损失张拉锚具变形损失即 分批张拉损失郎 混凝土预压后 第二批 的损失 局部压陷损失即 应力松

34、驰损失山 收缩徐变损失11 5 4 8绕丝张拉圆形水池预应力钢筋中的预应力损失可按下式 17 计算 但预应力总损失的取值不应小于150N mm 1张拉锚具变形引起的预应力损失a 可按下式计算 一 a o 1 e 5 4 8 1 式中P 钢筋与混凝土的摩擦系数 取 65 0 锚具变形影响区中钢筋曲线段弧长的中心夹角 弧 度 R 一产5 Si 钢筋锚固处至钢筋与池壁接触点的直线长度 mm a 锚具变形值 mm 对绕丝张拉一般采用的锥形锚夹 具 取5mm R 水池中心至预应力钢筋中心的距离 mm E 钢筋弹性模量 N mm 芬 预应力损失折减系数 取 数 n 为锚固槽的个数 n n n为每盘钢丝所绕

35、圈 2混凝土局部压陷引起的预应力损失an 可按下式计算 D a11一c 认尸 1少 5 4 8 2 式中D 水池的平均直径 m AD 池壁混凝土的径向局部压陷 取 2mm 3环向预应力钢筋的应力松驰损失an 绕丝张拉一般采用 碳素钢丝 可按下式计算 一0 0 40鲁一0 20 a J n k 5 4 8 3 式中几t 预应力钢筋强度标准值 lp 系数 对一次张拉取1 0 对超张拉取 9 4环向预应力钢筋由于混凝土收缩 徐变引起的预应力损失 值Qq 可按表5 4 8采用 18谬 裘5 4 8混凝土收绍 徐变引起的预应力损失值 N mm 先0 10 20 30 40 50 6 口门20304050

36、6090 注 1 oa为混凝土的预压应力 此时预应力损失仅考虑混凝土预压前 第一批 的 损失 2表中关为施加预应力时混凝土的立方抗压强度 5环向预应力钢筋由于分批张拉引起的平均预应力损失值 as 可按下式计算 a s 0 5aEp a o 5 4 8 4 式中11 环向预应力钢筋的配筋率 ae 钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值 5 4 装配式预应力混凝土圆形水池池壁与杯环的连接 在预加 力张拉阶段 池壁的环向力可按池壁底端为自由边界计算 竖向弯 距宜按池壁底端为铰接时计算弯矩的50 70 采用 在闭水 试验和使用阶段 池壁的环向力和竖向弯矩均应按池壁底端为铰 接计算 但池壁底端的竖向弯矩宜按

37、池壁沿高度的最大计算弯矩 采用 5 4 10预应力混凝土水池结构构件的抗裂度 应按荷载效应标 准组合进行验算 并符合下式要求 a a k一 簇0 5 4 10 式中a k 在荷载效应标准组合下 计算截面边缘的法向应 力 预压效应系数 对现浇混凝土结构取1 15 对预制 拼装结构取1 25 6静力计算 6 1矩形水池计算 6 1 1结构的计算简图可按下列规定确定 1敞口水池 1 水池顶端无约束时应为自由端 水池与底板 条形基础或斗 槽连接时均可视池壁为固端支承 2 池壁顶端以走道板 工作平台 连系梁等作为支承结构时 应根据支承结构的横向刚度确定池壁顶端的支承条件为铰支或弹 性支承 2有盖水池 l

38、l当顶板为预制装配板搁置在池壁顶端而无其他连接措施 时 顶板应视为简支于池壁 池壁顶端应视为自由端 当预制顶板 与池壁顶端有抗剪钢筋连接时 该节点应视为铰支承 当顶板与池 壁为整体浇筑并配置连续钢筋时 该节点应视为弹性固定 当仅配 置抗剪钢筋时 该节点应视为铰支承 2 池壁与底板 条形基础或斗槽连接 可视池壁为固端支承 对位于软地基上的水池 应考虑地基变形的影响 宜按弹性固定计算 3当池壁为双向受力时 相邻池壁间的连接应视为弹性固定 6 1 2池壁在侧向荷载作用下 单向或双向受力的区分条件应按 表6 1 2的规定确定 表6 1 2池壁在侧向荷载作用下单 双向受力的区分条件 壁板的边 界条件Ls

39、He 板的受力情况 四边支承o 5 筑 按双向计算 续衰 1 2 壁板的边 界条件板的受力情况 四边支承 2Le部分按横向单向计算 板端Hn 2L 部分按双向计算 Hn 2Le处可视为自由端 丛场 一 义 0 5 Hq3 一 钊 三边支承 一边自由 按双向计算 按竖向单向计算 水平向角隅处负弯距按 6 1 3规定计算 He 2Ln部分按横向单向计算 底部H 2L 部分按双向计算 Ha 2La处可视为自由端 注 表中L 为池壁壁板的长度 He为壁板的高度 6 1 3当四边支承壁板的长度与高度之比大于2 或三边支承 顶端自由壁板的长度与高度之比大于3 时 其水平向角隅处的 局部负弯矩从 应按下式计

40、算 图6 1 3 从 4H孟 6 1 3 式中M x 壁板水平向角隅处的局部负弯矩 kN m m m 角隅处最大水平向弯矩系数 按表6 1 3采用 9 均布荷载值或三角荷载的最大值 kN m 弃 1 3角目朴最士太平向奋娜奚针m 荷载类别池壁顶端支承条件壁板厚度刀哥t 均布荷载 自由 h h 一0 426 h 令1 5h 0 218 铰支 h h 0 076 从 1 5从 0 072 弹性固定h hz 0 053 21 续衰 1 3 荷载类别池壁顶端支承条件壁板厚度刀刀c 三角形荷载 自由 h h 0 104 k 1 5h 一0 054 铰支 h hi 0 035 h 1 5h 0 032 弹

41、性固定h hl 0 029 注 表中h h 分别为壁板底端及顶端的厚度 怪9 9 0 25X8 9 90 25X8a L I a 壁板 页端弹性固定 k 壁板顶端铰支 c 壁板rA端自由 图6 1 3壁板水平向角隅处的局部负弯矩 6 1 4当利用池壁顶端的走道板 工作平台作为池壁的支承构件 时 走道板 工作平台和池壁的计算应符合下列规定 图6 1 4 1走道板或工作平台的厚度不宜小于20cm 并应对其横向 22 受力进行计算 2走道板或工作平台宜作为池壁的弹性支承 该弹性支承 的反力系数可按下式确定 a7一 1 Ha 十128 n一 nR 6 1 4 1 式中a1 弹性支承反力系数 即弹性支承

42、反力与不动铰支承 反力的比值 走道板或工作平台的水平向计算跨度L与池壁高 度H 的比值 即m 弃 JR Ho 池壁高度 m b 池壁计算宽度 m 取b 1作为计算宽度 走道板或工作平台的横截面惯性矩I 与池壁截面 惯性矩 H的比值 即n 一会 匀广 司壁板和支承系统构造 b 池壁顶端为不动铰支承 动池壁顶端为弹性支承 图6 1 4走道板 工作平台作为池壁的支承构件 3当符合下式要求时 走道板或工作平台可视为池壁的不动 23 铰支承 HR ne U ZJm 丁 6 1 4 2 6 1 5四边支承的双向板 在侧向荷载作用下的边缘反力 可按 下列规定确定 图6 1 5 一口 缨上山些峰 时四边铰支承

43、双向板1卜受均布Al载 的四边铰支承双向板承受三角形荷载 合 甲 厂 户冲 四边铰支承双向板承受i缘弯矩 图6 1 5四边支承双向板的侧向荷载 1四边铰支承的双向板 在均布或三角形荷载作用下的边缘 反力 可按下式计算 R m aim 4 Hs RL0 0 aLn 9Hs 6 1 5 1 6 1 5 2 Rxm axm9LB 6 1 5 3 Rxo a ogLB 6 1 5 4 式中凡 板LB边缘上的最大边缘反力 kN m aLm 板LB边缘上的最大边缘反力系数 按附录B采用 R o 板L 边缘上的平均边缘反力 kN rn a 板玩边缘上的平均边缘反力系数 按附录B采用 R m 板HB边缘上的最

44、大边缘反力 kN m ax 一一板NB边缘上的最大边缘反力系数 按附录B采 用 RBo 板HB边缘上的平均边缘反力 kN m ax 一一板从边级上的平均边缘反力系数 按附录B采用 e一一均布荷载值或三角形荷载的最大值 kN m 2四边铰支承的双向板 在边缘弯矩作用下的边缘反力 可 按下式计算 6 1 5 5 6 1 5 6 6 1 5 7 6 1 5 8 MO一HB 从一Ila 从一肠 从一与 凡 如 队 际 一一 一一 一一 一一 Rls RLO 甄 RHO 式中R 板L 边缘上中点的边缘反力 kN m 凡 板LB边缘上中点的边缘反力系数 按附录B采用 Rio 板L 边缘上的平均边缘反力 k

45、N m 汤 板LB边缘上的平均边缘反力系数 按附录B采用 R 板H 边缘上中点的边缘反力 kN m 如一一板H 边缘上中点的边缘反力系数 按附录B采 用 Rxo 板H 边缘上的平均边缘反力 kN m 25 如 板HB边缘上的平均边缘反力系数 按附录B采用 M 边缘弯矩的最大值 kN m m 3具有各种边界条件的四边支承双向板的边缘反力 可按公 式 6 1 5 1 6 1 5 8 的组合计算确定 6 1 6三边固定 顶端自由的双向板 在均布或三角形荷载作用 下的边缘反力 可按下式计算 图6 1 6 邑 且 曰目 目具 丁 J刻 杏 一 图6 工 6三边固定 顶端自由双向板的侧向荷载 R Y 4H

46、B 6 1 6 1 R Yw4HB 6 1 6 2 Rxm Yxm9LB 6 1 6 3 Rxo Yxo4LB 6 1 6 4 式中Am 板L 边缘上的最大边缘反力系数 按附录C采用 Y A板L 边缘上的平均边缘反力系数 按附录C采用 Yxm 板He边缘上的最大边缘反力系数 按附录C采用 YHo 板HB边缘上的最大边缘反力系数 按附录C采用 6 1 7在四边支承的双向受力壁板间 节点按弹性固定作整体连 续分析时 宜按四边铰支的双向板在侧向荷载和各种边缘弯矩共 同作用下迭加组合计算 四边铰支的双向板 在边缘弯矩作用下 的跨中弯矩 可按下式计算 图6 1 7 M M M M 6 1 7 1 6 1

47、 7 2 岭 n肴y M My La一 图6 1 7四边铰支双向板在边缘弯矩作用下的计算 式中M 二方向板的跨中弯矩 kN m M v方向板的跨中弯矩 kN m MO 边缘弯矩 kN m 四边支承板的边缘弯矩一般按 半波正弦分布 二二 m 受单向边缘弯矩作用时 相应于z与 v方向的跨中 弯矩系数 按表6 1 7采用 裹6 1 7单位边组窗拒 M 作用下的跨中奇矩系肠 xoLB060 60 70 80 91 01 11 2 月月x 0 013 0 0060 0090 0300 0530 0800 1070 133 舰y0 0630 0900 1130 1310 1440 1530 1580 16

48、0 HeL 1 31 4I51 61 71 81 92 0 力月x0 1590 1830 2060 2270 2470 2640 2810 296 my0 1620 1620 1590 1570 1540 1500 1470 144 注 当 轴 板 B边缘 上作用从一 sln淤时 表内H La应以LeHa替 6 1 8当水池的顶 底板为无梁板的结构时 其内力分析宜按等 代框架进行计算 对三跨以 L 柱距相等的多跨无梁板结构 可按 经验系数确定其内力 等代框架的内力和截面配筋计算应符合下 列规定 27 1等代框架的计算单元 图6 1 8 框架的计算宽度应取无 梁板的柱距 框架柱的计算高度可取池壁

49、内净高度减去柱帽高度 框架横梁的计算跨度 可按下式确定 卜一五 卜一一 一汀担 曰刻 土甲 厄一二rL L u巨二 一一下一 一 一 一干一 7 益一0 45 2一 一斗一 0 25 2 0 45 2国 2 二5 es 一 I 厂砚es I全少 一 一0I I 0 5 2 尸一 一 0 45 2 0 25 习r I 0 451厂刁厂 裂霜 一 I L 匕 口二 禹 L 门 一 甲 个匕板带跨中板带 f比 刃 五带 Ei 0R 翔霎 易摄 a 板平面 b A A剖面 图6 1 8无梁板结构按等代框架计算 C Ll 一了 6 1 8一1 2C L2一 一万 6 1 8一2 式中L 等代框架边跨的计

50、算跨度 m 1 2 等代框架中间各跨的计算跨度 m L 无梁板结构的柱中距 m C 无梁板结构柱帽的计算宽度 m o 2等代框架各部位的板带计算弯矩值 应为相应各部位的框 架计算弯矩乘以板带弯矩分配系数 板带弯矩分配系数可按表 6 1 8采用 表 1 8板带弯矩分配系数 横梁支座横梁跨中横梁边支座 50 即 弘 一45 板带部位 柱上板带 跨中板带0 750 25 3对设有变形缝 伸缩缝 沉降缝 的无梁板结构 其等代框 架在侧向荷载作用下的内力 应根据各框架和边缘构件 边墙 边 框架等 的相对刚度 按空间工作计算 4等代框架各部位的截面配筋 可按相应各部位板带计算弯 矩的70 计算 位于变形缝