水池结构设计指南 2共26页.docx

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水池结构设计指南2共26页

工业建筑结构设计

要练说，得练听。

听是说的前提，听得准确，才有条件正确模仿，才能不断地掌握高一级水平的语言。

我在教学中，注意听说结合，训练幼儿听的能力，课堂上，我特别重视教师的语言，我对幼儿说话，注意声音清楚，高低起伏，抑扬有致，富有吸引力，这样能引起幼儿的注意。

当我发现有的幼儿不专心听别人发言时，就随时表扬那些静听的幼儿，或是让他重复别人说过的内容，抓住教育时机，要求他们专心听，用心记。

平时我还通过各种趣味活动，培养幼儿边听边记，边听边想，边听边说的能力，如听词对词，听词句说意思，听句子辩正误，听故事讲述故事，听谜语猜谜底，听智力故事，动脑筋，出主意，听儿歌上句，接儿歌下句等，这样幼儿学得生动活泼，轻松愉快，既训练了听的能力，强化了记忆，又发展了思维，为说打下了基础。

混凝土结构设计指南及规定

观察内容的选择，我本着先静后动，由近及远的原则，有目的、有计划的先安排与幼儿生活接近的，能理解的观察内容。

随机观察也是不可少的，是相当有趣的，如蜻蜓、蚯蚓、毛毛虫等，孩子一边观察，一边提问，兴趣很浓。

我提供的观察对象，注意形象逼真，色彩鲜明，大小适中，引导幼儿多角度多层面地进行观察，保证每个幼儿看得到，看得清。

看得清才能说得正确。

在观察过程中指导。

我注意帮助幼儿学习正确的观察方法，即按顺序观察和抓住事物的不同特征重点观察，观察与说话相结合，在观察中积累词汇，理解词汇，如一次我抓住时机，引导幼儿观察雷雨，雷雨前天空急剧变化，乌云密布，我问幼儿乌云是什么样子的，有的孩子说：

乌云像大海的波浪。

有的孩子说“乌云跑得飞快。

”我加以肯定说“这是乌云滚滚。

”当幼儿看到闪电时，我告诉他“这叫电光闪闪。

”接着幼儿听到雷声惊叫起来，我抓住时机说：

“这就是雷声隆隆。

”一会儿下起了大雨，我问：

“雨下得怎样?

”幼儿说大极了，我就舀一盆水往下一倒，作比较观察，让幼儿掌握“倾盆大雨”这个词。

雨后，我又带幼儿观察晴朗的天空，朗诵自编的一首儿歌：

“蓝天高，白云飘，鸟儿飞，树儿摇，太阳公公咪咪笑。

”这样抓住特征见景生情，幼儿不仅印象深刻，对雷雨前后气象变化的词语学得快，记得牢，而且会应用。

我还在观察的基础上，引导幼儿联想，让他们与以往学的词语、生活经验联系起来，在发展想象力中发展语言。

如啄木鸟的嘴是长长的，尖尖的，硬硬的，像医生用的手术刀―样，给大树开刀治病。

通过联想，幼儿能够生动形象地描述观察对象。

第六册水池结构设计指南

家庭是幼儿语言活动的重要环境，为了与家长配合做好幼儿阅读训练工作，孩子一入园就召开家长会，给家长提出早期抓好幼儿阅读的要求。

我把幼儿在园里的阅读活动及阅读情况及时传递给家长，要求孩子回家向家长朗诵儿歌，表演故事。

我和家长共同配合，一道训练，幼儿的阅读能力提高很快。

（共八册）

中冶京诚工程技术有限公司

工业建筑院

二○○五年七月

一．材料………………………………………………………2

二．水、土压力计算…………………………………………3

三．侧壁内力计算……………………………………………4

四．底板内力计算……………………………………………6

五．配筋计算…………………………………………………9

六．裂缝宽度验算……………………………………………9

七．侧壁、底板厚度拟定…………………………………10

八．抗浮验算………………………………………………11

九．工况组合………………………………………………11

十．构造要求………………………………………………11

十一．按强度及裂缝宽度控制的最大弯矩值（附表三）…14

十二．例题……………………………………………………26

编制：

李绪华

审核：

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结构设计规程》（CECS138:

2019），对水池结构的设计方法进行一定的统一。

一．材料

1．砼强度等级不低于C25，严寒和寒冷地区不低于C30。

2．抗渗等级，根据最大作用水头与砼厚度的比值确定

最大作用水头与砼壁、板厚度之比iw

抗渗等级

＜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×0.1MPa水压后满足不渗水指标

一般情况下采用S6即可满足要求。

水头，实际上是地下水压力的一种通俗说法。

比如说地下水位的标高在-2.0m处，那么对于标高-3.0m处的地方，水头高度就是1.0m。

那么此处的地下水压力就是10*1=10KPa。

如果水头高度是10m，那么地下水压力就是100KPa。

3．抗冻等级

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，在进行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《民用建筑热工设计规范》GB50176-93中查取。

如：

北京－4.5℃天津－4.0℃

通化－16.1℃石家庄－2.9℃

承德－9.4℃西安－0.9℃

太原－6.5℃本溪－12.2℃

兰州－6.7℃银川－8.9℃

基本上除东北、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。

二．水、土压力计算

1．水压力

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，准永久值系数为1.0。

2．土压力

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。

3．地面堆积荷载（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。

4．汽车荷载（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

汽车—10级

10kN/m2

汽车—15级

12kN/m2

汽车—20级

15kN/m2

5．列车荷载（作用于水池侧面）

若枕木在滑裂体（与水平面夹角55°斜面形成的滑裂体）以外，则不需考虑；否则按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。

三．侧壁内力计算

1．平长壁板

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（有顶板或局部走道板）。

此时应考虑水平角隅弯矩，即验算构造水平筋能否满足水平角隅处的强度及裂缝宽度。

水平向角隅处弯矩：

Mcx=mcqHB2

q—均布荷载或三角形荷载的最大值（kN/m2）

mc见下表：

-----计算出来的是跨中处的弯矩。

荷载类别

池壁顶端支承条件

mc

均布荷载

自由

0.426

铰接

0.218

三角形荷载

自由

0.104

铰接

0.035

2．深长壁板

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

水平单向受弯计算，0~2LB部分按双向板

计算，从底板顶面算起2LB处视为自由边。

3．矩形水池除上述两种情况外，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行计算。

4．圆形水池池壁

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

计算可用水工结构手册图表人工计算，也可用SAP2000软件进行计算。

人工计算较繁琐，最好以SAP2000进行计算。

四．底板内力计算

1．长条水池（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，分别按基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，即满足最小配筋率。

按最小配筋率确定的钢筋面积：

As=ρmin×bh，ρmin为0.20%（C25）、0.21%（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≥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-MB。

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。

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，荷载分项系数为1.0。

2．一般矩形水池（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，分别按基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，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，假定底板的长边与短边由壁板所传弯矩为Mx0、My0，则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：

1.0

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

2.0

mxx

0.160

0.214

0.266

0.318

0.366

0.412

0.454

0.494

0.528

0.562

0.592

mxy

0.306

0.288

0.270

0.251

0.230

0.212

0.194

0.175

0.158

0.142

0.126

myx

0.306

0.316

0.320

0..324

0.324

0.318

0.314

0.308

0.300

0.294

0.288

myy

0.160

0.106

0.074

0.047

0.022

0.018

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。

5．圆形底板

周边支座形式

半径r处的径向弯矩

半径r处的切向弯矩

铰接

固接

q—1m宽的板基底净反力（kN/m2×m）R—圆板半径

五．配筋计算

1．弯矩计算中，水、土压力乘以荷载分项系数1.27，地面堆积

及车辆荷载产生的侧压力乘以荷载分项系数1.4。

池内有水，考虑池外土压力时，强度计算时的池外土压力荷载分项系数取1.0；计算底板跨中弯矩时，若考虑侧壁弯矩的有利影响，则侧壁弯矩荷载分项系数取1.0。

2．以基本组合的设计值弯矩计算配筋面积，可人工计算，也可

以构件计算软件计算，应注意保护层厚度问题，即钢筋合力点至壁边缘距离as，见下表：

钢筋摆放顺序

水平钢筋as（mm）

竖向钢筋as（mm）

水平钢筋在外

35

50（40）

水平钢筋在内

55

40

截面有效高度h0=h-as（括号内数字用于水平筋为构造筋时）

六．裂缝宽度验算

1．先按配筋计算结果选配出钢筋的直径及间距，然后验算裂缝

宽度。

2．裂缝宽度验算采用准永久组合值弯矩，水、土压力按标准值，

地面堆积荷载按标准值的0.5，汽车、列车荷载不考虑。

3．裂缝宽度限值

轧钢、炼钢、炼铁等水处理设施：

0.25mm

污水处理设施：

0.20mm

4．裂缝宽度计算按《给水排水工程构筑物结构设计规范》

（GB50069-2019）附录A进行，现有Excel计算表格可用。

5．受力钢筋的保护层厚度：

侧壁取30mm，与污水接触取35mm，当表面有水泥砂浆或涂料时可减少10mm；底板取40mm。

受力筋可能是水平筋或竖筋。

七．侧壁、底板厚度拟定

1．侧壁厚度可参考下列表格初步拟定

埋置情况

平面形状

壁顶部边界条件

埋深范围内有、无地下水

水平长度/高度LB/HB

深度平方/直径H2/D

壁厚

地下水池

圆形

有

≤20

H/20

无

H/25

有

＞20

H/25

无

H/30

矩形

矩形

有板或梁

有

＞2

HB/12

无

HB/15

自由

有

＞2

HB/10

无

HB/12

有板或梁

有

≤2

HB/15

无

HB/18

自由

有

≤2

HB/12

无

HB/15

地上水池

矩形

有板或梁

＞2

HB/12

自由

＞2

HB/10

有板或梁

≤2

HB/15

自由

≤2

HB/12

注1）壁厚按50mm的倍数取值，水池较深时应采用变厚度形式，壁厚在任何情况下不小于250mm。

2）按假定厚度试算，按强度或裂缝宽度确定的配筋率应在0.3~0.8%之间，最好在0.4~0.6%之间。

若配筋率＜0.3%，应减小厚度；若配筋率＞0.8%，应加大厚度。

3）控制裂缝宽度最好用提高配筋率的方法，而不用加大厚度的方法。

2．底板厚度

底板厚度按壁厚的1.2~1.5倍，以1.2倍起算，与壁板类似，以配筋率控制。

采用桩基时，为使桩与池壁中心线一致，应将底板外挑。

八．抗浮验算

按最高地下水位计算底板底面的浮托力，不计池内水重，以池壁、底板自重抵抗地下水浮托力，抗浮系数≥1.05。

采用桩基时，可考虑加上桩的抗拔承载力特征值来抵抗浮托力。

九．工况组合

1．地下水池

在池外水、土压力（包括地面荷载）作用下的计算，此时不考虑

池内水压力；

在池内水压力作用下的计算，此时不考虑地面荷载及池外地下水的作用，但应以池外土压力抵消一部分池内水压力产生的弯矩，强度计算时，此时的土压力荷载分项系数取1.0。

2．地上水池

地上水池指埋深较小的水池，底板顶面位于地面以下≤1m，这种情况可只作在池内水压力作用下的计算。

十．构造要求

1.伸缩缝间距（m）

地下水池（有覆土）

40

顶面外露水池

30

非严寒、非寒冷地区

20

严寒、寒冷地区

注：

超出上表限值时，以留后浇带或掺膨胀剂措施解决。

2．水平构造筋、敞口水池池顶构造筋见附表一、二；转角处钢

筋构造见构造附图；

3．受力筋及构造筋尽可能采用直径较小的钢筋，钢筋间距尽可

能≮100（转角处因钢筋搭接而加密除外），也≯200。

4．水平筋一般置于竖筋内侧，水池长度超过伸缩缝间距时水平筋置于竖筋外侧，这两种情况竖筋保护层厚度均为30mm。

当水平筋为主要受力筋时，水平筋置于竖筋外侧，此时水平筋保护层厚度为30mm。

附表一水池水平构造配筋：

壁厚或底板厚

（mm）

未超过伸缩缝

间距时

超过伸缩缝

间距时

备注

HRB335

250~350

φ12@200

φ12@150

400~550

φ14@200

φ12@100

600~750

φ16@200

φ14@100

800~1000

φ16@150

φ16@100

1050~1250

φ18@100

1300~1500

φ18@150

φ20@100

附表二敞口水池池壁顶面水平配筋：

壁厚

（mm）

250～500

550～700

750～950

≥1000

U型套箍高200

φ8@200

配筋HRB335

3φ16

4φ18

4φ20

6φ20

构造附图：

侧壁转角处侧壁交接处

侧壁、底板转角处侧壁、底板交接处

图中l按下列取值：

相邻壁水平较小净跨长/4

或中间壁水平净跨长/4两者取较小值，并不小于500侧壁净高/4

十一．按强度及裂缝宽度控制的最大弯矩值（附表三）

1．受力钢筋保护层厚度按30mm，当＞30mm时，将强度弯矩值M乘以折减系数0.95（h≤600）、0.98（h＞600）进行折减；将裂缝宽度弯矩值Mq乘以折减系数0.90（h≤700）、0.95（h＞700）。

2．强度控制的最大弯矩M系指按表中给定的配筋推算出的最大弯矩设计值，应与在水、土压力及地面活荷载、车辆荷载作用下的基本组合弯矩值对应，即考虑荷载分项系数。

3．裂缝控制的最大弯矩Mq系指裂缝宽度为0.25mm时，按表中给定的配筋推算出的最大弯矩值，应与在水、土压力及地面活荷载作用下的准永久组合弯矩值对应，不计车辆荷载，并考虑地面活荷载的准永久值系数0.5。

4．设计人计算出两种弯矩后，先核实强度对应的弯矩值，满足后再核实裂缝对应的弯矩值，两项必须都满足，即计算出的两项弯矩值必须都小于表中数值。

5．计算弯矩值应按钢筋直径从小到大顺序与表中最接近的弯矩值对应，查看配筋率，若＜0.3%或＞0.8%，则应考虑减小或加大侧壁或底板厚度。

查表时，应首优先选用直径较小的钢筋，这样可在相同裂缝宽度下降低钢筋用量。

6．未列入表中的配筋，小直径钢筋属不满足最小配筋率，大直径钢筋属配筋率过大，前者不得采用，后者一般也不采用。

7．转角处钢筋间距可能变为@50、75，可按@100、150的强度及裂缝控制的弯矩值分别乘以1.5、1.8。

附表三按强度及裂缝宽度控制的最大弯矩值

壁、底板

厚度

（mm）

配筋

（HRB335）

强度控制的最

大弯矩M

（kN·m）

裂缝控制的最

大弯矩Mq

（kN·m）

配筋率

ρ（%）

As/bh0

直径

间距

C25

C30

C25

C30

250

φ12

@200

35

35

31

31

0.26

@150

46

46

43

46

0.35

@100

68

68

64

67

0.53

φ14

@200

47

47

41

44

0.36

@150

61

62

53

57

0.48

@100

89

91

84

88

0.62

φ16

@200

60

61

49

52

0.47

@150

78

79

66

70

0.63

@100

112

115

110

114

0.95

300

φ12

@150

57

58

55

55

0.29

@100

84

85

78

83

0.43

φ14

@200

58

59

50

50

0.29

@150

77

77

67

72

0.39

@100

112

114

101

105

0.59

φ16

@200

75

76

62

67

0.38

@150

98

99

81

86

0.51

@100

142

145

129

134

0.77

壁、底板

厚度

（mm）

配筋

（HRB335）

强度控制的最

大弯矩M

（kN·m）

裂缝控制的最

大弯矩Mq

（kN·m）

配筋率

ρ（%）

As/bh0

直径

间距

C25

C30

C25

C30

300

φ18

@200

93

94

73

77

0.49

@150

122

124

98

103

0.65

@100

174

179

164

169

0.97

350

φ12

@150

69

69

58

58

0.24

@100

101

102

95

101

0.36

φ14

@200

70

70

52

52

0.24

@150

92

93

82

89

0.33

@100

135

137

118

125

0.49

φ16

@200

90

91

77

77

0.32

@150

118

120

97

104

0.43

@100

173

175

149

155

0.64

φ18

@200

112

113

88

95

0.41

@150

147

149

116

122

0.55

@100

213

217

186

193

0.82

400

φ12

@100

118

119

113

121

0.31

φ14

@150

108

108

93

93

0.28

@100

158

160

138

146

0.42

φ16

@200

105

106

79

79

0.28

@150

139

140

115

124

0.37

@100

203

205

170

178

0.56

壁、底板

厚度

（mm）

配筋

（HRB335）

强度控制的