CECS138-2002 给水排水工程 钢筋混凝土水池结构设计规程.pdf

筑龙网 WWW.SINOAEC.COM CECS 138:2002 中国工程建设标准化协会标准 给水排水工程 给水排水工程 钢筋混凝土水池结构设计规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 wupply and sewerage engineering 2002 北京 筑龙网 WWW.SINOAEC.COM 中国工程建设标准化协会标准 给水排水工程 给水排水工程 钢筋混凝土水池结构设计规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 wupply and sewerage engineering CECS 138:2002 主编部门：北京市市政工程设计研究总院 批准部门：中国工程建设标准化协会 施行日期：2 0 0 3 年 3 月 1 日 筑 龙 网 2002 北 京 筑龙网 WWW.SINOAEC.COM 前 言 本规程原属于给水排水工程结构设计规范GBJ 6984 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 500682001 和工程结构可靠度设计统一标准GB 5015392 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GBJ 6984 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19861649 号文关于请中国工程建设标准化委员会负责组织推荐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 CECS1382002，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、3.0.7、5.2.1、5.3.1、7.1.2 条及第 7.1.9条中的第 1 款建议列入工程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 中国工程建设标准化协会 2002 年 12 月 30 日 筑龙网 WWW.SINOAEC.COM 筑 龙 网 给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程 资料编号：CECS138-目 次 前 言前 言.3.3 1 总 则1 总 则.6.6 2 主 要 符 号2 主 要 符 号.6.6 3 材 料3 材 料.8.8 4 结构上的作用4 结构上的作用.9.9 4.1 作用分类和作用代表值.9 4.2 永久作用标准值.9 4.3 可变作用标准值、谁永久值系数.10 5 基本设计规定5 基本设计规定.12.12 5.1 一 般 规 定.12 5.2 承载能力极限状态计算.13 5.3 正常使用极限状态验算.16 5.4 预应力混凝土水池计算.18 6 静 力 计 算6 静 力 计 算.21.21 6.1 矩形水池计算.21 6.2 圆形水池计算.34 7 构 造 要 求7 构 造 要 求.37.37 7.1 一 般 规 定.37 7.2 预应力混凝土水池.39 第 4 页 2002 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.42.42 筑龙网 WWW.SINOAEC.COM 筑 龙 网 给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程 资料编号：CECS138-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数附录 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数.44.44 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.46.46 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本规程用词说明.51 第 5 页 2002 筑龙网 WWW.SINOAEC.COM 筑 龙 网 给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程 资料编号：CECS138-1 总 则 1.0.1 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。1.0.21.0.2 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。1.0.31.0.3 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 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。1.0.51.0.5 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 2.0.1 作用和作用效应 kepF,侧向土压力标准值；ksvF,竖向土压力标准值；tkF 温（湿）度变化作用标准值；wkF池内水压力标准值；KG1结构自重标准值；cxM壁板水平向角隅处的局部负弯矩；tM 壁面温差或湿度当量温差（）引起的弯矩；tpN 后张法构件预应力及非预应力钢筋的合力；kN 构件在作用效应标准组合下，计算截面上的纵向力；kQ 顶板活荷载标准值；kgwq,池外地下水压力标准值；第 6 页 2002 mkq地面堆积荷载标准值；筑龙网 WWW.SINOAEC.COM 筑 龙 网 给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程 资料编号：CECS138-S 作用效应组合设计值；v支承构件的挠度值；con预应力钢筋张拉控制应力；1相应阶段的预应力总损失值；pc由预加力产生的混凝土截面边缘法向应力；pe预应力钢筋的有效应力。2.0.2 2.0.2 材料性能 cE 混凝土的弹性模量；sE 钢筋的弹性模量；tkf 混凝土轴心抗拉强度标准值；ptkf预应力钢筋抗拉强度标准值；iF 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%，重量损失不超过 5%；iS 混凝土抗渗等级，系指龄期为 28d 的混凝土试件，施加i0.1MPa 水压后满足不渗水指标；c混凝土的线膨胀系数；c混凝土的热交换系数；c混凝土的导热系数；c混凝土的泊桑比。2.0.3 2.0.3 几何参数 nA 构件的混凝土净截面面积；0A 构件的换算截面面积；SA 验算截面内纵向受拉钢筋的总截面面积；第 7 页 2002 0e 纵向力对截面重心的偏心距。筑龙网 WWW.SINOAEC.COM 筑 龙 网 给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程 资料编号：CECS138-0l 构件的计算跨度；0W 构件截面换算面受拉边缘的弹性抵抗矩；2.0.4 2.0.4 计算系数及其他 cm 角隅处最大水平向弯矩系数；AT 壁板外侧的大气温度；NT 壁板内侧水的计算度；ct混凝土拉应力限制系数；E钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值；受拉区混凝土的塑性影响系数；t 壁板的内、外侧壁面温差；裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数；c可变作用的作用组合值系数；q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。3.0.1 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4；当比值为 1030 时应采用6；当比值大于 30 时，应采用8；混凝土的抗渗等级应根据试验确定。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4；当比值为 1030 时应采用6；当比值大于 30 时，应采用8；混凝土的抗渗等级应根据试验确定。SSS3.0.3 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。3.0.3 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。第 8 页 2002 3.0.43.0.4 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筑龙网 WWW.SINOAEC.COM 筑 龙 网 给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程 资料编号：CECS138-门试验确定防腐措施。门试验确定防腐措施。3.0.63.0.6 水池混凝土的碱含量应符合混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。3.0.7 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 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 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 c（1/）温度在范围内 110-5 两则表面与空气接触 1.55 导热系数 c)/(kmW 一侧表面与空气接触，另一表面与水接触 2.03 冬季混凝土表面与空气之间 23.26 热交换系数 c)/(kmW 夏季混凝土表面与空气之间 17.44 4 结构上的作用 4.1 作用分类和作用代表值 4.1 作用分类和作用代表值 4.1.14.1.1 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。4.1.24.1.2 当结构承受两种或两种