雨水管面积.docx
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雨水管面积
雨水管面积
【篇一：
雨水管渠的设计计算】
第九章雨水管渠的设计计算
（一）教学要求：
1、熟练掌握雨水设计流量的确定方法；
2、了解截流制合流式排水管渠的设计；
3、掌握管道平面图和纵剖面图的绘制。
（二）教学内容：
1、雨量分析及暴雨强度公式；
2、雨水管网设计流量计算；
3、雨水管网设计与计算；
4、雨水径流调节；
5、排洪沟设计与计算；
6、合流制管网设计与计算。
（三）重点：
雨水管网设计计算、合流制管网设计计算。
第一节雨量分析及暴雨强度公式
一、雨量分析
1.降雨量
降雨量指单位地面面积上在一定时间内降雨的雨水体积，其计量单位为（体积/时间）/面积。
由于体积除以面积等于长度，所以降雨量的单位又可以采用长度/时间。
这时降雨量又称为单位时间内的降雨深度。
常用的降雨量统计数据计量单位有：
年平均降雨量：
指多年观测的各年降雨量的平均值，计量单位用mm/a；
月平均降雨量：
指多年观测的各月降雨量的平均值，计量单位用mm/月；
最大日降雨量：
指多年观测的各年中降雨量最大的一日的降雨量，计量单位用mm/d。
2.雨量的数据整理
自记雨量计所记录的数据一般是每场雨的累积降雨量（mm）和降雨时间（min）之间的对应关系，以降雨时间为横坐标和以累计降雨量为纵坐标绘制的曲线称为降雨量累积曲线。
降雨量累积曲线上某一点的斜率即为该时间的降雨瞬时强度。
将降雨量在该时间段内的增量除以该时间段长度，可以得到描述单位时间内的累积降雨量，即该段降雨历时的平均降雨强度。
3.降雨历时和暴雨强度
在降雨量累积曲线上取某一时间段t，称为降雨历时。
如果该降雨历
时覆盖了降雨的雨峰时间，则上面计算的数值即为对应于该降雨历时的暴
雨强度，降雨历时区间取得越宽，计算得出的暴雨强度就越小。
暴雨强度用符号i表示，常用单位为mm/min，也可为mm/h。
设单位时间t内的平均降雨深度为h，则其关系为：
i?
h（9-1）t
在工程上，暴雨强度亦常用单位时间内单位面积上的降雨量q表示，单位用（l/s）/hm2。
采用以上计量单位时，由于1mm/min＝l（l/m2）/min＝10000（l/min）/hm2，可得i和q之间的换算关系为：
q?
10000i?
167i（9-2）60
式中q—降雨强度，（l/s）/hm2；
i—降雨强度，mm/min。
就雨水管渠设计而言，有意义的是找出降雨量最大的那个时段内的降雨量。
因此，暴雨强度的数值与所取的连续时间段t的跨度和位置有关。
在城市暴雨强度公式推求中，经常采用的降雨历时为5min、10min、15min、20min、30min、45min、60min、90min、120min等9个历时数值，特大城市可以用到180min。
4.暴雨强度频率
对应于特定降雨历时的暴雨强度的出现次数服从一定的统计规律，可以通过长期
的观测数据计算某个特定的降雨历时的暴雨强度出现的经验频率，简称暴雨强度频率。
5.暴雨强度重现期
工程上常用比较容易理解的“重现期”来等效地替代较为抽象的频率概念。
重现期的定义是指在多次的观测中，事件数据值大于等于某个设定值重复出现的平均间隔年数，单位为年（a）。
重现期与经验频率之间的关系可直接按定义由下式表示：
p?
1（9-6）pn
二、暴雨强度曲线与暴雨强度公式
1.暴雨强度曲线
2.暴雨强度公式
《室外排水设计规范》中规定，我国采用的暴雨强度公式的形式为：
q?
167a1（1?
clgp）（9-9）n（t?
b）
式中q—设计暴雨强度，（l/s）/hm2；
p—设计重现期，a；
t—降雨历时，min。
，根据统计方法进行计算确定。
a1,c,b,n—地方参数（待定参数）
当b?
0时，
q?
当n?
1时，
q?
三、降雨面积和汇水面积167a1（1?
clgp）（9-10）tn167a1（1?
clgp）（9-11）t?
b
降雨面积是指每一场降雨所笼罩的地面面积。
汇水面积是指雨水管渠所汇集和排除雨水的地面面积，用f表示，常以公顷hm2或平方公里km2为单位。
第二节雨水管渠设计流量的确定
一、雨水设计流量计算公式
雨水管渠的设计流量按下式计算：
q?
?
qf（9-12）式中q—雨水设计流量，l/s；
?
—径流系数，径流量和降雨量的比值，其值小于1；
f—汇水面积，hm2；
假定：
（1）暴雨强度在汇水面积上的分布是均匀的；
（2）单位时间径流面积的增长为常数；（3）汇水面积内地面坡度均匀；（4）:
地面不透水，?
?
1。
二、雨水管段设计流量的计算
从图9-6可知，四个街区的地形均为北高南低，道路是西高东低，雨水管道沿道路中心线敷设，道路断面呈拱形为中间高，两侧低。
降雨时，降落在地面上的雨水顺着地形坡度流到道路两侧的边沟中，道路边沟的坡度和地形坡度相一致。
雨水沿着道路的边沟流到雨水口经检查井流入雨水管道。
i街区的雨水（包括路面上雨水），在1号检查井集中，流人管段1～
2。
Ⅱ街区的雨水在2号检查井集中，并同i街区经管段1～2流来的雨水汇合后流入管段2～
3。
Ⅲ街区的雨水在3号检查井集中，同i街区和Ⅱ街区流来的雨水汇合后流入管段3～4。
其他依次类推。
已知管段1～2的汇水面积为fⅠ，检查井1为管段1～2的集水点。
由于汇水面积上各点离集水点1的距离不同，所以在同一时间内降落到fi面积上各点的雨水，就不可能同时到达集水点1，同时到达集水点1的雨水则是不同时间降落到地面上的雨水。
集水点同时能汇集多大面积上的雨水量，和降雨历时的长短有关。
如雨水从降雨面积最远点流到集水点1所需的集水时间为20（min），而这场降雨只下10（min）就停了，待汇水面积上的雨水流到集水点时，降落在离集水点1附近面积上的雨水早已流过去了。
也就是
说，同时到达集水点1的雨水只能来自f1中的一部分面积，随着降雨历时的延长，就有愈来愈大面积上的雨水到达集水点1，当恰好降雨历时t＝20（min）时，则第1（min）降落在最远点的雨水与第20（min）降落在集水点1附近的雨水同时到达，这时，集水点1处的径流量达到最大。
通过上述分析可知，汇水面积是随着降雨历时t的增长而增加，当降雨历时等于集水时间时，汇水面积上的雨水全部流到集水点，则集水点产生最大雨水量。
1.管段1～2的雨水设计流量的计算
管段1～2是收集汇水面积fi（hm2）上的雨水，设最远点的雨水流到1断面的时间为?
（min），只有当降雨历时t＝?
时，fi全部面积的雨水均已流到1断面，此时管段1～2内流量达到最大值。
因此，管段1～2的设计流量为：
q1~2?
fq1（l/s）Ⅰ
2.管段2～3的雨水设计流量计算
当t＝?
时，全部fⅡ和部分fⅠ面积上的雨水流到2断面，此时管段2～3的雨水流量不是最大。
只有当t＝?
+t1-2时，fi和fⅡ全部面积上的雨水均流到2断面，此时管段2～3雨水流量达到最大值。
设计管段2～3的雨水设计流量为：
q2~3?
（fⅠ?
fⅡ）q2（l/s）
式中q2—管段2～3的设计暴雨强度，是用（fi+fⅡ）面积上最远点雨水流行时间
t1-2—管段1～2的管内雨水流行时间，min。
同理可求得管段3～4及4～5的雨水设计流量分别为：
q3~4?
（f）q3~4Ⅰ?
fⅡ?
fⅢ
q4~5?
（fⅠ?
fⅡ?
fⅢ?
fⅣ）q4~5
式中q3、q4－分别为管段3～4、4～5的设计暴雨强度，即相应于是用t＝?
+t1-2+t2-3和
t2-3、t3-4－分别为管道2～3、3～4的管内雨水流行时间，min。
由上可知，各设计管段的雨水设计流量等于该管段所承担的全部汇水面积和设计暴雨强度的乘积。
各设计管段的设计暴雨强度是相应于该管段设计断面的集水时间的暴雨强度，因为各设计管段的集水时间不同，所以各管段的设计暴雨强度亦不同。
在使用计算公式q?
?
qf时，应注意到随着排水管道计算断面位置不同，管道的计算汇水面积也不同，从汇水面积最远点到不同计算断面处的集水时间（其中也包括管道内雨水流行时间）也是不同的。
因此，在计算平均暴雨强度时，应采用不同的降雨历时ti。
根据上述分析，雨水管道的管段设计流量，是该管道上游节点断面的最大流量。
在雨水管道设计中，应根据各集水断面节点上的集水时间ti正确计算各管段的设计流量。
第三节雨水管道设计数据的确定
一、径流系数的确定
雨水径流量与总降雨量的比值称为径流系数，用符号?
表示，即：
?
?
根据定义，其值小于1。
影响径流系数?
的因素很多，如汇水面积上地面覆盖情况、建筑物的密度与分布地形、地貌、地面坡度、降雨强度、降雨历时等。
其中影响的主要因素是汇水面积上的地面覆盖情况和降雨强度的大小。
目前，在设计计算中通常根据地面覆盖情况按经验来定。
《室外排水设计规范》gb50101-2005中有关径流系数的取值见表9-3。
径流量（9-13）降雨量
实际设计计算中，在同一块汇水面积上，兼有多种地面覆盖的情况，需要计算整个汇水面积上的平均径流系数?
av值。
?
av?
∑?
fi?
?
i?
（9-14）f
式中?
av－汇水面积上的平均径流系数；
fi－汇水面积上各类地面的面积，hm2；
?
i－相应于各类地面的径流系数；
f－全部汇水面积，hm2。
[例9.1]某小区各类地面fi及?
i值见表9-4，试求该小区平均径流系数?
av值。
[解]由表9-4求得f?
∑fi?
5.0（hm2），则：
【篇二：
雨水管设计】
具体计算公式为：
天沟计算：
q=1/k*a*100r*sqrti/（n+sqrtr）
r=a/（2h+w）
w=a*（s1+s2/r）/3600
其中：
sqrt表示开平方根
q--天沟排水量（立方米/秒）
k--安全系数（一般取1.5）
a--排水有效面积（平方米）
i--排水坡度
n--粗糙系数（一般取0.2）
h--天沟积水深度
w--降水量（立方米）
a--采用的降雨强度（立方米/小时）
s1--屋面投影面积（平方米）
s2--流过雨水的外墙面积（平方米）
r--风速系数（一般取2）
落水管的计算：
q=c*a*sqrt（2gh）
s=q/（a*3600）
n=s/s
其中：
q--落水管排水量（立方米/秒）
c--流量系数（一般取0.6）
a--落水管有截面积（平方米）
g--重力加速度（9.8米/平方秒）
h--天沟积水深度（米）
s--每根落水管的屋面汇水面积（平方米）
i
a--降雨强度（立方米/小时）
n--落水管数量
s--屋面受水面积（平方米）
当然也可根据落水管径和降水强度直接查表知落水管的布置，详参给排水规范
目录
摘要..............................................Ⅰabstract................................................Ⅱii
1建筑设计...............................................1
1.1建筑平面设计.........................................1
1.2建筑立面设计.........................................4
1.3建筑平面设计.........................................6
2结构方案设计说明.......................................7
2.1构件截面尺寸及材料选择...............................7
2.2结构体系抗震防火要求.................................7
3.荷载统计...............................................9
3.1恒荷载统计...........................................9
3.2活荷载统计...........................................9
3.3整个厂房部分作用的荷载...............................12
16
4.1手算内力标准值......................................16
4.2电算内力标准值......................................21
5.门式刚架计算和选型....................................24
5.1截面选型............................................24iii
5.2刚架梁验算..........................................27
5.3刚架柱验算..........................................28
5.4位移验算............................................32
6.檩条设计和计算........................................35
6.1设计说明............................................35
6.2荷载计算............................................35
6.3内力计算............................................36
6.4截面选型及计算......................................37
7.墙梁设计和计算........................................41
7.1荷载计算............................................41
7.2内力分析............................................42
7.3截面选型和验算......................................42
7.4拉条计算............................................49
8支撑设计..............................................50
8.1屋面横向水平支撑设计.................................50
8.2柱间支撑设计........................................53iv
9屋面板设计和计算.....................................58
9.1内力及截面验算......................................58
9.2强度验算............................................61
9.3刚度验算............................................61
10吊车梁的设计.........................................63
10.1吊车梁的设计.......................................63
11节点设计.............................................71
11.1柱脚设计...........................................71
11.2梁柱节点设计.......................................73
11.3牛腿...............................................79
11.4抗风柱的计算.......................................81
12基础设计计算.........................................84
12.1基础设计资料.......................................84
12.2基础底面尺寸设计...................................84
13全文总结...........................................91
14参考文献...........................................57v
【篇三：
居住小区雨水管设计】
解析小区雨水管道管径计算方法
摘要：
依据现行的《室外排水设计规范》，雨水管道采用极限强度法和均匀流公式来计算，本文根据雨水排水管道的一些特点，详细解析了居民小区雨水管道管径计算方法。
关键词：
雨水排水；管道管径；管径设计
随着经济的发展，居民小区对雨水系统设计的性能要求越来越高。
作为设计中的一个重要指标——雨水管管径，过大则无谓增加投资；过小则暴雨时易发生短涝。
笔者在长期的工作中，常发现下述现象：
小区雨水排水管道管径没有经过严格计算，仅凭设计人员经验判断确定。
通过与设计人员沟通、交流，可将管径确定过程简单概括如下：
初始几段管径按设计规范中最小管径要求确定，然后遇干管接入井或若干个管段后，综合考虑汇水面积增加和地形特征，根据经验判断将管径适当增大一级,，依次类推，直至系统各管段（含接入市政管的小区排出管）管径，据此方法确定完成。
不难想象，据此确定的管径难免出现偏差，导致管径大小不当。
一、雨水设计流量
小区雨水管道管径选择，一般依据《建筑给水排水设计规范》，《居住小区给水排水设计规范》中等相关内容确定。
在计算过程中要注意区分最大小时流量与设计秒流量的运用范围。
雨水管道计算应满足管径、流速、埋深等方面的约束条件。
f——汇水面积，其划分应结合地形坡度、汇水面积的大小及雨水管道布置等情况划定。
地形较平坦时，可按就近排入附近雨水管道的原则划分汇水面积；地形坡度交大时，可按地面雨水径流方向划分汇水面积。
——径流系数。
按《室外排水设计规范》有关规定计取。
——设计暴雨强度。
按下列公式计算：
式中：
t——降雨历时（min）。
为地面集水时间，一般取5～15min；m为折减系数，暗管取2，明渠取1.2，为为管渠内雨水流行时间。
在排水管道水力计算时应注意如下问题：
⑴雨水管道的水力计算应符合规范规定的最大允许流速、最小设计流速和最小设计流速控制的最小设计坡度要求。
⑵雨水管道管段的设计流量如果小于最小管径在最小坡度时通过的流量，该管段为不计算管段。
不计算管段应采用最小管径，按最小设计坡度进行设计。
⑶水力计算从上游管段向下游管道依次进行，随着管段中设计流量的增加，设计流速也应相应增加。
只有当下游管段流速已经大于1.2m/s（混凝土管和钢筋混凝土管）的情况下，坡度大的管道接到坡度小的管道时，设计流速才允许减少。
⑷计算时设计流量逐段增加，设计管径也应相应增加，但在管道坡度突然变陡处，其管径可根据水力计算确定由大变小，但一般减少一级，不得超过两级，并不得小于最小管径。
⑸当地面坡度太大或陡坡突然变缓时，可设置跌水井。
一般管道跌水高度超过1m，宜设跌水井；跌水高度超过2m，必须设跌水井。
跌水井不宜布置在管道转角处。
⑺各种不同管径的管道在检查井中连接宜采用管顶平接。
相同管径的管道，或在平坦地区不同管径的管道也可采用平接，但任何情况下进水管管底不得高于出水管管底。
⑻小区内接户管接入小区排水支管时，最好有10～20cm落差。
二、管径设计
小区雨水管道常规设计方法是根据设计流量和管道坡度，按照满流情况确定管径的。
在很多小区由于没有自然地面坡度可以利用，即使采用规范规定的最小设计坡度进行计算，管道埋深仍然增加很快又因地下水位较高，埋深一般不超过，否则施工困难，一旦管道低于受纳水体水位，相应管道的铺设坡度也将失去实际意义。
在此情况下，任意增设雨水提升泵站是不经济的，也是不可行的。
探讨新的、有针对性的设计思想和计算方法是十分必要的。
雨水管道按照满流进行设计，根据水力学观点，应该属于有压管道计算，而有压管道的水力计算与管道本身的安装坡度是没有关系的，设计时完全可以先根据计算管道的上、下游水位差和相应流量确定管径，尔后再单独考虑管道的坡度和埋深。
假定在排除设计强度暴雨时,管道全线所有检查井均有大小于其中最大管径一定数值的涌水水深，取定某一高程系数，采用相对压强值，则计算管段两端的水头差和水力坡降可分别记为：
…………
（1）
…………
（2）
其中，分别表示计算管段上、下游检查井的涌水水位（m）；表示计算管段的长度（m）。
根据谢才公式和曼宁公式可导出计算管段的管径计算公式:
………（3）或者……（4）
其中表示计算管段的计算管径（m）；，分别表示计算管段的设计流量和粗糙度。
设计时，值依选用管材而定，例如采用混凝土管道,；值依设计暴雨强度和汇水面积而定,对于确定管径而言,均为已知数值,唯有计算管段的水力坡降值,理论上是根据式（3）和式（4）计算的。
三、雨水管道埋设
（一）管道基础
小区雨水管道基础应按设计要求铺设，基础采用砂石垫层，垫层厚度应不小于以下规定：
管径300以下为100mm，管径600以下为150mm，大管径可采用200mm厚，管道基础的接口部位，应预留凹槽以便接口操作。
凹槽深约为0.05～0.10m，槽长约为管道直径的
1.1倍。
凹槽在接口完成后，随即用砂填实。
管道与检查井衔接采用防水翼环，防水翼环可与不同管径的hdpe短管连接好后，直接用水泥砂浆浇注成砌块，在砌块检查井时可根据流水底高，直接砌入，省时省力。
施工时要求井底流槽与管内壁接合平顺，管口与井内壁齐平。
由于管径的确定与管道安装坡度无关,所以管道坡度、埋深以及连接方式等设计，只需考虑管材强度、地面荷载、河道水位、施工条件以及市政管线综合等因素即可。
这里仅对下面几点提出强调说明。
（1）为了便于泥沙运动，管道的敷设坡度应采用顺坡，即，不宜采用平坡，避免采用反坡。
顺坡的大小不必按照常规设计方法依管径的大小变化而变化，而是不论管径大小均采用统一的坡度不变。
通常情况下,管道的敷设坡度i小于管道平均水力坡度j。
（2）常规雨水管道设计提倡管顶平接,这里则提倡管底平接。
因为管底平接不影响排洪设计能力，有利于检查
井流槽制做，更能减缓管道埋深的增加。
至于在不满流时检查井上游的涌水现象,笔者则认为无关紧要。
（3）管道的埋深可按起始管段管顶覆土深度等于最小覆土深度进行控制。
需要注意的是,由于管底平接,管坡较小,很有可能在管线段下游段出现管顶覆土深度不够的情况,此时可考虑下列措施解决问题管顶覆盖加固
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