水池结构设计指南.doc

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工业建筑构造设计
混凝土构造设计指南及规定
第六册水池构造设计指南
(共八册)
中冶京诚工程技术
工业建筑院
二○○五年七月
1
目录
材料………………………………………………………2
、土压力计算…………………………………………3
……………………………………………4
……………………………………………6
…………………………………………………9
……………………………………………9
、底板厚度拟定…………………………………10
………………………………………………11
………………………………………………11
2
………………………………………………11
(附表三)…14
……………………………………………………26
李绪华
孙衍法
编程:覃嘉仕
钢铁厂的设计中会经常遇到水池,无论是炼铁、炼钢,还是轧钢,都存在水池。因没有统一的设计方法,导致设计方法较为离散。结合《给水排水工程钢筋混凝土水池构造设计规程》(CECS138:2002),对水池构造的设计方法进展一定的统一。

,严寒和寒冷地区不低于C30。
,根据最大作用水头和砼厚度的比值确定
最大作用水头和砼壁、板厚度之比iw
抗渗等级
3
<10
S4
10~30
S6
>30
S8
注:抗渗等级si的定义系指龄期为28d的砼试件,施加
i×
一般情况下采用S6即可满足要求。

最冷月平均气温低于-3℃的地区,外露的钢筋砼构筑物的砼应具有良好的抗冻性能,按下表采用:
大气温度
抗冻等级
最冷月平均气温低于-10℃
F200
最冷月平均气温在-3~-10℃
F150
砼抗冻等级Fi系指龄期为28d的砼试件,在进展相应要求冻融循环总次数i次作用,其强度降低不大于25%,重量损失不超过5%。
最冷月平均气温在《民用建筑热工设计标准》GB50176-:
北京-℃天津-4。0℃
通化-℃石家庄-2。9℃
4
承德-℃西安-℃
太原-℃本溪-℃
兰州-℃银川-℃
根本上除东北、西北和华北的大部分地区外,其他地区均不需要考虑砼抗冻要求。
、土压力计算

按季节最高水位计算水压力,勘察报告中一般提出勘察期间地下
水位,可根据勘察的季节及水位变化幅度确定计算水位,.

主动土压力系数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,准永久值系数为1。0。
(作用于水池侧面)
无特殊情况时,地面堆积荷载取10kN/m2,准永久值系数为0。5。
(作用于水池侧面)
等代均布荷载见下表,准永久值系数为0。
荷载等级
等代均布荷载
5
汽车—10级
10kN/m2
汽车-15级
12kN/m2
汽车-20级
15kN/m2
(作用于水池侧面)
假设枕木在滑裂体(和程度面夹角55°斜面形成的滑裂体)以外,那么不需考虑;否那么按60kN/m2等代均布荷载考虑,准永久值系数为0。
上述均布荷载乘以主动土压力系数Ka后作为矩形分布的荷载作用于池壁上.


所谓平长壁板,即LB/HB>2(有顶板)或LB/HB>3(无顶板)
的侧壁板。取1m宽截条按竖向单向受弯计算,下端为固接,上端为自由(无顶板时)、铰接(有顶板或部分走道板)。
此时应考虑程度角隅弯矩,即验算构造程度筋能否满足程度角隅处的强度及裂缝宽度。
6
程度向角隅处弯矩:
Mcx=mcqHB2
q-均布荷载或三角形荷载的最大值(kN/m2)
mc见下表:
荷载类别
池壁顶端支承条件
mc
均布荷载
自由
0。426
铰接

三角形荷载
自由

铰接
0。035

所谓深长壁板,即HB/LB>2的侧壁板,
按两部分计算:
从底板顶面算起,2LB以上部分按
程度单向受弯计算,0~2LB部分按双向板
计算,从底板顶面算起2LB处视为自由边。
8
,即介于平长、深长之间的壁板,按双向受弯计算,以计算手册或软件进展计算。

根据水池高度、半径及壁厚确定计算模型,见下表:
H/S
圆柱壳内力计算模型
H/S≤1
按竖向单向计算,类似于平板
1<H/S≤15
按壳体计算环向和竖向内力
H/S>15
顶端自由时,H/S>15部分的圆柱,按无约束的自由圆柱壳计算薄膜内力
H:圆柱壳池壁高度S:圆柱壳的弹体特征系数,
R:圆柱壳计算半径h:池壁厚度
计算可用水工构造手册图表人工计算,也可用SAP2000软件进展计算。人工计算较繁琐,最好以SAP2000进展计算。

(净长/净宽>2)
(1)池壁顶以上无荷载(如无冷却塔等)或荷载较小
底板底面承受由侧壁传来的弯矩,分别按根本组合设计值和准永久组合设计值计算配筋和裂缝宽度。底板顶面按构造配筋,:
As=ρmin×bh,%(C25)、%(C30)
也可根据厚度查表,选取较小配筋,表中配筋率ρ=As/bh0,其一定
8
≥ρmin×h/h0,As/bh≥ρmin,等同于As/bh0≥ρmin×h/h0。
(2)池壁顶以上有荷载(如冷却塔等)
底板以基底净反力按1m宽简支板计算,但要将壁板底部弯矩加到支座处,以降低底板跨中弯矩,Mz=ql2/8-、顶板及上部冷却塔等设备自重,
而不包括池内水重及底板自重。
采用桩基时以桩的净反力
作为集中力计算跨中弯炬,
板边负弯矩等于壁板底部弯炬,跨中正弯矩以负弯矩抵消一部分.
注意此处的负弯矩用作强度计算时,。
(净长/净宽≤2)
(1)池壁顶以上无荷载(如无冷却塔等)或荷载较小
底板底面承受由侧壁传来的弯矩,,即最小配筋率和考虑超长时的构造纵筋。
(2)池壁顶以上有荷载(如冷却塔等)
底板以基底净反力按四边简支板计算,但要将壁板底部弯矩加到支座处,以降低底板跨中弯矩。基底净反力包括壁板、顶板及上部冷却塔等设备自重,而不包括池内
水重及底板自重.
跨中弯矩的计算采用
10
下述方法:
先根据静力计算手册按双向板计算跨中短向、长向弯矩Mx、My,假定底板的长边和短边由壁板所传弯矩为Mx0、My0,那么考虑支座负弯矩后的跨中弯矩按下式计算
Mxx=Mx—mxxMx0—mxyMy0
Myy=My—myxMx0—myyMy0
mxx--长边负弯矩在短向跨中的弯矩系数
mxy——短边负弯矩在短向跨中的弯矩系数
myx——长边负弯矩在长向跨中的弯矩系数
myy——短边负弯矩在长向跨中的弯矩系数
上述系数见下表:


1。2
1。3
1。4


1。7
1。8
1。9

mxx
0。160
0。214

0。318




0。528
0。562

mxy


0。270
0。251
0。230

0。194
0。175
0。158
0。142
0。126
myx
0。306

0。320
0..324
0。324
0。318

0。308

0。294
0。288
myy

0。106
0。074

0。022

0
0
0
0
0
采用桩基时,以桩的净反力作为集中力计算跨中弯矩,板边负弯矩等于壁板底部弯矩,跨中正弯矩以负弯矩抵消一部分.