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CECS_138-2002_给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程.PDF文本

www.h20123.com中国工程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 waterwupply and sewerage engineeringCECS138:2002J.NE主编部门：北京市市政工程设计研究总院批准部门：中国工程设标准化协会施行日期：2003年3月1日第2页理到素前阀Z.ZC.ET
www.h20123.com前言本规程原属于《给水排水工程结构设计规范》GBJ69一84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，按中国工程设标准化协会(94)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《筑结构可靠度设计统一标准》GB50068一2001和《工程结构可靠度设计统一标准》GB50153一92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，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》GBJ69一84十多年来的应用情况，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[1986]1649号文《关于请中国工程设标准化委员会负责组织推荐性工程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、3.0.7、5.2.1、5.3.1、7.1.2条及第7.1.9条中的第1款议列入《工程设标准强制性条文》。本规程由中国工程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设标准化协会2002年12月30日第3页理闐素村阀.ET
www.h20123.com目次前言.31总则62主要符号....63材料……P4结构上的作用..·…94.1作用分类和作用代表值....。4.2永久作用标准值.......…4.3可变作用标准值、谁永久值系数.…105基本设计规定…125.1典般规.网?.?.S0.N5不.…125.2承载能力极限状态计算..........,135.3正常使用极限状态验算...165.4预应力混凝土水池计算.........…...186静力计算..……216.1矩形水池计算....。2162圆形水池计算.......347构造要求…377.1一般规定377.2预应力混凝土水池.......39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.…42第4页理甄Z.ZC.ET
www.h20123.com附录B四边铰支承双向板在均布、三角形荷载或边缘弯矩作用下的边缘反力系44数。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。，，。44附录C三边固定、顶端自由的双向板在均布或三角形荷载或边缘弯矩作用下的边缘反力系数…46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..·.··47本规程用词说明··。51第5页理甄Z.ZC.ET
www.h20123.com1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》GB50069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对于在地震区、湿陷性黄土或膨胀土等地区的给水排水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Fpk一侧向土压力标准值：英J.NE可。一竖向土压力标准值：F体一温（湿）度变化作用标准值：F一池内水压力标准值：Gx—结构自重标准值：M—一壁板水平向角隅处的局部负弯矩；M,一壁面温差或湿度当量温差（△1）引起的弯矩：N。一后张法构件预应力及非预应力钢筋的合力：N。一构件在作用效应标准组合下，计算截面上的纵向力：Q一顶板活荷载标准值：9k—池外地下水压力标准值：9k一地面堆积荷载标准值：第6页莲筑素衬网Z.ZS沁.EI
www.h20123.comS一作用效应组合设计值：o,一支承构件的挠度值：Om一预应力钢筋张拉控制应力；σ，一相应阶段的预应力总损失值：Oc一由预加力产生的混凝土截面边缘法向应力：Ox—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：4一混凝土轴心抗拉强度标准值：∫—预应力钢筋抗拉强度标准值：F一混凝土的抗冻等级，系指龄期为28d的混凝土试件，在进行相应冻融循环总?丰工次数i次作用后，其强度降低不大于25%，重量损失不超过5%：S一混凝土抗渗等级，系指龄期为28d的混凝土试件，施加i×0.1MPa水压后满足不渗水指标：&。—混凝土的线膨胀系数：B。—混凝土的热交换系数：入。—混凝土的导热系数：v。—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,一构件的换算截面面积：A一验算截面内纵向受拉钢筋的总截面面积：e一纵向力对截面重心的偏心距。第7页理甄Z.ZC.ET
www.h20123.com。一构件的计算跨度：W。一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m一角隅处最大水平向弯矩系数：T,一壁板外侧的大气温度；Tw一壁板内侧水的计算度：a。—混凝土拉应力限制系数：OE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：△t一壁板的内、外侧壁面温差：山一裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数：可变作用的作用组合值系数：日频累网。—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筹级不应低于C25；垫层混凝土不应低于C10。预应力水他的混凝土强度等级不应低于C30。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水池混凝土的密实牲应满足抗渗要求，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-3~-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-10℃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0.5。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%。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第8页罚素衬网Z.ZS沁.NEI
www.h20123.com门试验确定防腐措施。3.0.6水池混凝土的碱含量应符合《混凝土碱含量限值标准》CECS53的规定。3.0.7水池混凝土中可根据需要适当采用外加剂，但不得采用氯盐作防冻、早强掺合料。采用外加剂时，应符合现行国家标准《浪凝土外加剂应用技术规范》G$J119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系数值线肿胀系数a。温度在范围内1×105(1/℃)导热系数入。两则表面与空气接触1.55[(W1mk)]侧表面与空气接触，另一表面与水接触2.03热交换系数B。冬季混凝土表面与空气之间23.26w1m均季表面与空气之间SC.17.444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。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第9页筑素衬网Z..ET
www.h20123.com定，钢筋混凝土的自重可取25kN/m3: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作用在水池上恻向的土压力标准值，对水池位于地下水以上的部分可按朗金公式计算主动土压力，上的重力密度可按18kN/m采用，对水池位于地下水以下部分的恻压力，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容重计算，可按10kN/m采用。4.2.4水池内的水压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10kN/m3:对污水处理的水池，水的重力密度可取10~10.8kN/m3。对机械表面曝气池内的设计水位，应计入水面波动的影响，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，由钢衡松跑和混凝土收缩、徐变引起的应力损失木应扣除。N正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《筑地基基础设计规范》GB50007确定。4.3可变作用标准值、谁永久值系数4.3.1不上入水池顶盖的活荷载标准值可取0.7kN/m,准永久值系数可取0：上入水池顶益的活荷载标准值可取1.5kN/m,准永久值系数可取0.4。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0。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《筑结构荷载规范》GB50009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地下水的设计水位，应根据勘察部门提供的数据采用可能出现的最高和最低水位，第10页理甄Z..ET
www.h20123.com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:，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：h意练象J)B。式中△1-壁板的内外侧壁面温差（℃）；h一壁板的厚度(m):2。—混凝土壁板的导热系数，按表3.0.8采用：B。—混凝土壁板与空气问的热交换系数，按表3.0.8采用：T,一壁板内侧水的计算温度（℃），按年最低月的平均水温采用：T4一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△1可按10℃采用。4温度、湿度变化作用的准永久值系数Ψ宜取1.0计算。4.3.6地面堆积荷载的标准值可取10kN/m,其准永久值系数可取0.5。第11页理甄Z.ZC.ET
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