GB 50332-2002 给水排水工程管道结构设计规范.pdf

中华人民共和国国家标准给水排水工程管道结构设计规范S t r u c t u r a l d e s i g n c o d e f o r p i p e l i n e s o f w a t e r s u p p l y a n d w a s t e w a t e r e n g i n e e r i n gGB 5 0 3 3 2-2 0 0 2批准部门:中华人民共和国建设部施行日期:2 0 0 3年 3月 1日5-1 2一 1中华人民共和国建设部第 9 2号 建设部关于发布国家标准 给水排水工程管道结构设计规范的公告 现毗准 给水排水工程管道结构设计规范为国家标准，编号为 G B 5 0 3 3 2-2 0 0 2,自2 0 0 3年 3月 1日 起 实 施。其 中，第 4.1.7,4.2.2,4.2.1 0,4.2.1 1、4.2.1 3,4.3.2,4.3.3,4.3.4,5.0.3,5.0.4,5.0.5,5.0.1 1、5.0.1 3,5.0.1 4,5.0.1 6 条为强制性条文，必须严格执行。原 给水排水工程结构设计规范G B J 6 9-8 4 中的相应内容同时废止。本规范由建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行 中华人民共和国建设部=00二年十一月二十六 日前言 本规范根据建设部(9 2)建标字第 1 6 号文的要求，对 原规范 给水排水工程结构设计规范G B J 6 9-8 4 作了修订。由北京市规划委员会为主编部门，北京市市政工程设计研究总院为主编单位，会同有关设计单位共同完成。原规范颁布实施至今已 1 5年，在_ 程实践中效果良 好。这次修订主要是由于下列两方面的原因:(一)结构设计理论模式和方法有重要改进 G B,16 9-8 4 属于通用设计规范，各类结构(混凝土、砌体等)的截面设计均应遵循本规范的要求。我国于 1 9 8 4年发布 建筑结构设计统一标准G B J 6 8-8 4(修订版为 建筑结构可靠度设计统一标准G B 5 0 0 6 8-2 0 0 1)后，1 9 9 2 年又颁发了 工程结构可靠度设计统一标准G B 5 0 1 5 3-9 2。在这两本标准中，规定了结构设计均采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，替代原规范采用的单一安全系数极限状态设计方法。据此，有关结构设计的各种标准、规范均作了修订，例如 棍凝土结构设计规范、砌体结构设计规范等。因此，给水排水工程结构设计规范G B J 6 9-8 4 也必须进行修订，以与相关的标准、规范协调一致 二，原规范 G B J 6 9-8 4内容过于综合，不利于促进技术进步 原规范 G B J 6 9-8 4 为了适应当时的急需，在内容上力求能概括给水排水工程的各种结构，不仅列人 5-1 2一 2了水池、沉井、水塔等构筑物，还包括各种不同材料的管道结构。这样处理虽然满足了当时的工程应用，但从长远来看不利于发展，不利于促进技术进步。我国实行改革开放以来，通过交流和引进国外先进技术，在科学技术领域有了长足进步，这就需要对原标准、规范不断进行修订或增补。由于原规范的内容过于综合，往往造成不能及时将行之有效的先进技术反映进去，从而降低了它应有的指导作用。在这次修订G B J 6 9-8 4 时，原则上是尽量减少综合性，以利于及时更新和完善。为此将原规范分割为以下两部分，共1 0 本标准 1.国家标准 (1)给水排水工程构筑物结构设计规范;(2)给水排水工程管道结构设计规范。2.中国工程建设标准化协会标准 (1)(给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程;(2)给水排水工程水塔结构设计规程;(3)给水排水工程钢筋棍凝土沉井结构设计规程;(4)给水排水工程埋地钢管管道结构设计规程;(5)给水排水工程埋地铸铁管管道结构设计规程;(6)给水排水工程埋地预制混凝土圆形管管道结构设计规程;()给水排水工 _ 程埋地管芯缠丝预应力混凝土管和预应力钢简混凝土管管道结构设计规程;(8)给水排水7:程埋地矩形管管道结构设计规程 本规范主要是针时 给水排水工程各类管道结构设计中的一些共性要求作出规定，包括适用范围、主要符号、材料性能要求、各种作用的标准值、作用的分项系数和组合系数、承载能力和正常使用极限状态，以及构造要求等。这些共性规定将在协会标准中得到遵循，贯彻实施。本规范由建设部负责管理和对强制性条文的解释，由 北京市市政工程设计研究总院负责对具体技术内容的解释。请各单位在执行本规范过程中，注意总结经验和积累资料，随时将发现的问题和意见寄交北京市市政工程设计研究总院(1 0 0 0 4 5)，以供今后修订时参考。本规范编制单位和主要起草人名单 主编单位:北京市市政T程设计研究总院 参编单位:中国市政工程中南设计研究院、中国 市政工程西北设计研究院、中国市政 工程西南设计研究院、中国市政工程 东北设计研究院、上海市政工程设计 研究院、天津市市政工程设计研究 院、湖南大学。主要起草人:沈世杰刘雨生(以下按姓氏笔画 排列)王文贤王憬山 冯龙度刘健行 苏发怀陈世江沈宜强钟启承 郭天木葛春辉翟荣申潘家多5-1 2-3目次I 总则.2 主要符号.3 管道结构上的作用，t，3.I 作用分类和作用代表值 3.2 永久作用标准值t 一 3.3 可变作用标准值、准永久值 系数.4 基本设计规定 4.I 一般规定.42 承载能力极限状态计算规定 4.3 正常使用极限状态验算规定5-1 2-55-1 2-55-1 2-55-1 2-55-1 2-65-1 2-1 05-1 2-1 15-1 2-1 15-1 2-65-1 2-75-1 2-75-1 2-85-1 2-95 基本构造要求 t t 一附录A 管侧回填土的综合变形 模量 t.附录B 管顶竖向土压力标准值 的确定.，.附录C 地面车辆荷载对管道作用 标准值的计算方法t附录D 钢筋混凝土矩形截面处于受 弯或大偏心受拉(压)状态时 的最大裂缝宽度计算一附录 E 本规范用词说明 一5-1 2-1 2-5-1 2-1 35-1 2-1 45-1 2一 41 总则1.0.1 为 了在给水排水工程 管道结构设计 中，贯彻执行国家的技术经济政策，达到技术先进、安全适 用、确保 质 量，特制 定本 规e o-纵向力对截面重心的偏心距;H;管顶至设计地面的覆土高度;h,-钢筋混凝土计算截面的有效高度;从管道纵向承受轮压影响的有效长度;L p轮压传递至管顶处沿管道纵向的影响长 度;r o-回形管道的计算半径;管壁厚度;受拉钢筋截面的总周长;管道换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩管道的最大竖向变形;一一一一一，刀WO1.0.2 本规范适用于城镇公用设施和工业企业中的 一 舰给水排水工程管道的结构设计，不适用于工业企业中具有特殊要求的给水排水工程管道的结构设计1.0.3 本规范系根据我国 亥 建筑结构可靠度设计统一标准G B 5 0 0 6 8-2 0 0 1 和-O.9铸铁管F;x 蕊52 F o kF,k 5F w k+0.5混凝土管F k(1.4 一1.5)F.k化学竹材F,k(1.4 一1.5)Fk注:1 工业企业中低压运行的管道，其设计内水压力 可取 工 作 压 力 的 1.2 5倍，但 不 得 小 于 O AMP.2 馄凝土管包括钢筋混凝土管、预应力混凝土 管、预应力钢简混凝土管 3 化学管材管道包括硬滚扳乙烯圆管(U P V C)I 聚乙烯圆管(P E)、玻璃纤维增强塑料管 (G R P,F R P)等 4 铸铁管包括普通灰口铸铁管、球里铸铁管、未 经退火处理的球态铸铁管等。5 当管线上没有可布的调压装置时，设计内水压 力可按具体情况确定。4.1 一 般 规 定 3.3.5 埋设在地表水或地下水以下的管道，应计算 作用在管道上的静水压力(包括浮托力)，相应的设 计水位应根据勘察部门和水文部门提供的数据采用。其 标准 值 及 准 永 久值系 数0，的 确定，应符合 下列规 定:1 地表水的静水压力水位宜按设计频率 1%采用。相应准永久值系数，当按最高洪水位计算时，可取常年洪水位与最高洪水位的比值。2 地下水的静水压力水位，应综合考虑近期内变化的统计数据及对设计基准期内发展趋势的变化综合分析，确定其可能出现的最高及最低水位。应根据对结构的作用效应，选用最高或最低水位。相应的准永久值系数，当采用最高水位时，可取平均水位与最高水位的比值;当采用最低水位时，应取 1.0计 算。3地 表 水 或 地 下 水 的 熏 度 标 准 值，可 取l O k N/m 3 计算。3.3.压力管道在运行过程中可能出现的真空压力F，其标准值可取0.0 5 M P a 计算;相应的准永久值系数可取4 q=0.3.3.7 对埋地管道采用焊接、粘接或熔接连接时，其闭合温度作用的标准值可按+2 5 1C温差采用;相应的 准 永 久 值系 数可 取0,=1.。计 算。3.3.8 对架空管道，当采用焊接、枯接或熔接连接时，其闭合温度作用的标准值可按具体工况条件确定;相 应的 准 永 久 值系 数 可 取55 a-0.5 计 算3.3.9 露天架空管道上的风荷载和雪荷载，其标准值及准水久值系数应按现行国家标准(建筑结构荷载规范G B 5 0 0 0 9 的有关规定确定。4.1.1 本规范米用以概率理论为基础的极限状态设计方法，以可靠指标度量结构构件的可靠度，除对管道验算整体稳定外，均采用含分项系数的设计表达式进行设计。4.1.2 管道结构设计应计算下列两种极限状态:1 承载能力极限状态:对应于管道结构达到最大承载能力，管体或连接构件因材料强度被超过而破坏;管道结构因过盘变形而不能继续承载或丧失稳定(如横截面压屈等);管道结构作为刚体失去平衡(横向滑移、上浮等)。2 正常使用极限状态:对应于管道结构符合正常使用或耐久性能的某项规定限值;影响正常使用的变形量限值;影响耐久性能的控制开裂或局部裂缝宽度限值等口4.1.3 管道结构的计算分析模型应按下列原则确定:1 对于埋设于地下的矩形或拱形管道结构，均应属刚性管道;当其净宽大于3.0.时，应按管道结构与地基土共同作用的模型进行静力计算。2 对于埋设于地下的回形管道结构。应根据管道结构刚度与管周土体刚度的比 值a.，判别为刚性管道或柔性管道，以此确定管道结构的计算分析模型:当.,-I 时，应按刚性管道计算;当a,1 时，应按柔性管道计算。4.1.4 圃形管道结构与管周土体刚度的比值。，可按下式确定a 一 E p/月 石,r 0/(4.1.4)式中 E,管 材的 弹 性 模 量(M P a);凡管侧土的变形综合棋最(M P.)，应由 试验确定，如无试验数据时，可按附录 A采用;t-圆管的管壁厚(m m);r 0-圆管结构的计算半径(m m)，即自管 中心至管璧中线的距离。4.1.5 对管道的结构设计应包括管体、管座(管道基础)及连接构造;对埋设于地下的管道，尚应包括管周各部位回填土的密实度设计要求。4.1.对管道结构的内 力分析，均应按弹性体系计算，不考虑由非弹性变形所引起的塑性内力重分布4.1.7 对，道结构应棍据环境条件和输送介质的性能，设，内、外防腐构造。用于给水工租粉送饮用水的，道.井内防度材料必翻符合有关卫生标准的要求，.保对人体.康无，。5-1 2-74.2 承载能力极限状态计算规定4.2.1 管道结构按承载能力极限状态进行强度计算时，应采 用作用效应的基本组合。结构上的各项作用均应采用作用设计 值。作用设计值，应为作用代表值与作用分 项系数的乘积4.2.2，道结构的强度计算应采用下列极限状杏计算衰达式:Y.S 镇及(4.2.2)式中Y o gil的，要性系数。应根据衰(4.2.2)的 规定采用;S 作用效应组合的没计值;R-，道结构的抗力强度设计位。衰4.2.2曹通的，要性系致 Y o 进雌“，要 性 联 胜 、绪水，通排水，道抽水，配水，污 水。水，Y u1.11.01.0 。，注:1 当箱水，道设计为双的成设有润，渔.时.可 采用 入=1.o,2 排水，道中的雨水、污水合流，.了。位应抉污