给水排水工程构筑物结构设计 6说明Word格式.docx

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而一些承接转包的非正规施工单位，不但无试验设备，而且技术力量较弱，施工质量欠佳。

为此在确保混凝土的水密性问题上，应从严要求，一概通过试验核定混凝土的配比，可靠保证构筑物的防渗性能。

3．O．4、3．O．7、3．O．8条文保持原规范的要求。

其内容主要从保证结构的耐久性考虑，混凝土内掺加氯盐后将形成氯化物溶液，增强其导电性；

加速产生电化学腐蚀，严重影响结构耐久性。

这方面在国外有关标准中都有类似的规定。

例如《英国贮液构筑物实施规范》（BS5337—1976）中，对混凝土的拌合料及其他掺合料就明确规定：

“不得使用氯化钙或含有氯化物的拌合料，其他掺合料仅在工程师许可时方可应用”；

日本土木学会1977年编制的《日本混凝土与钢筋混凝土规范》，在第二十一章“冬季混凝土施工”中，同样也明确规定：

“不得采用食盐或其他药剂，借以降低混凝土的冻结温度”。

3．0．5这一条内容是根据近几年来工程实践反映的问题而制订的，主要是防止混凝土在潮湿土在潮湿环境下产生异常膨胀而导致破坏。

这种异常膨胀来源于水泥中的碱与活性骨料发生化学反应形成，因此条文引用了《混凝土碱含量限值标准》（CECS53：

93），对控制混凝土中的碱含量和选用非活性骨料作出规定。

这个问题在国外早已引起重视，英、美、日、加拿大等国均对此进行过大量的研究，并据此提出要求。

我国CECS53：

93拟订的标准，即系在参照国外研究资料的基础上进行的。

3．0．6本条与抗渗等级相似，用以控制混凝土必要的抗冻性能，采用抗冻等级多年来已是国内行之有效的方法。

结合原规范GBJ69—84实施以来，反映了对一般贮液构筑物规定的抗冻等级偏低，在实际工程中尤其是应用商品混凝土的水灰比偏高时，出现了混凝土抗冻不足而酥裂现象，同时也反映了构筑物阳面冻融条件的不利影响，为此在这次修订时适当提高了混凝土的抗冻等级。

3．0．9原规范GBJ69—84中有此内容，但系以附注的形式给出。

在这次修订时，结合工程实际应用情况予以独立条文明确。

主要是强调了对有水密性要求的混凝土，提出了选择水泥材料品种的要求。

从结构耐久性考虑，普通硅酸盐水泥制作的混凝土，其碳化平均率最低，较之其他品种的水泥对保证结构耐久性更有利，按有关研究资料提供的数据如表3．0．9所示。

3．0．10关于混凝土材料热工系数的规定，与原规范GBJ69—84是一致的，本次修订时仅对各项系数的计量单位，按我国现行法定计量单位作了换算。

3．0．11本文内容保持原规范的要求。

主要是针对砌体材料提出了规定，对砌体的砌筑砂浆强调应采用水泥砂浆，考虑到白灰系属气硬性材料，用于高湿度环境的结构不妥，难能保证达到应有的强度要求。

对于砂浆的强度等级条文末作具体规定，但从施工砌筑操作要求，一般不宜低于M5，即使用M5其和易性仍然是比较差的，习惯上均沿用不低于M7．5相当于水灰比1：

4较为合适，本规范给予适当提高，规定采用M10，以使与《砌体结构设计规范》协调一致。

4结构上的作用

4．1一般规定

4．1.1本条是针对给水排水工程构筑物常遇的各种作用，根据其性质和出现的条件，作了区分为永久作用和可变作用的规定。

其中，关于构筑物内的盛水压力，本条规定按永久作用考虑。

这对滤池、清水池等构筑物的内盛水情况是有差别的，这些池子在运行时水位不是没有变化的，但出现最高水位的时间要占整个设计基准期的2／3以上，同时其作用效应将占90％以上，对壁板甚至是100％，因此以列为永久性作用为宜。

至于其满足可靠度要求的设计参数，可根据工程经验校核获得，与原规范要求取得较好的协调。

4．1．2~4．1．4主要对作用中有些荷载的设计代表值、标准值、相关标准、规范中已作了规定，本规范中不再另订，应予直接引用。

4．2永久作用的标准值

4．2．2对于电动机的动力影响，保持了原规范的要求，主要考虑在给水排水工程中应用的电动机容量不大，因此可简化为静力计算。

4．2．3本条对作用地下地构筑物上的竖向土压力计算做出了规定。

原规范GBJ69—84中给出的计算公式，经工程实践证明是适宜的。

其中竖向土压力系数ns值，原规范按不同施工条件给出，主要是针对地下管道上的竖向上压力。

这次修订时在编制内容上将构筑物与地下管道分别制订，因此ns值一般应为1．0，当遇到狭长型构筑物即其长宽比大于10时，竖向土压力可能出现与地下管道这种线状结构相类似的情况，即将由丁沟槽内回填沉陷不均而在构筑物顶邡形成竖向土压力的增大。

4．2．4条文对地下构筑物上的侧土压力计算作了规定。

主要是保持了原规范的计算公式，按回填土的主动土压力考虑，并按习惯上使用的朗金氏主动土压计算模式给出，应用较为方便。

土对构筑物形成的压力，可以有主动土压力、静止土压力、被动土压力三种情况。

被动土压力的产生，相当于土体被动受到挤压而达到极限平衡状态，这实际上要求构筑物产生较大的侧向位移，在工程上一般是不允许的，即使对某些结构（拱结构的支座、顶进结构的后背等）需要利用被动土压力时，也经常留有足够的余度，避免结构产生过大的侧移。

静止土压力相当于结构和土体都不产生任何变形的情况，这在一般施工条件下是不成立的。

同时工程实践也同上述的古典土压力理论模式有差别，结构物外侧的工体并非半无限均匀介质，而是基槽回填土。

一般同填土的密实度要差一些，即使回填土的密实度良好，试验证明其抗剪强度也低于原状土，主要在于土的结构内聚力消失，不能在短时期内恢复。

因此基槽内回填土内形成主动极限平衡状态，并不真正需要结构物沿土压方向产生位移或转动，安全可以由于结构物外侧土体的抗剪强度不同而自行向结构物方向的变形，很多试验已证明这种变形不需很显著，即可使土体达到主动极限平衡状态，对构筑物形成主动土压力。

条文对位于地下水位以下的土压力计算，做出了具体规定：

对土的重度取有效重度，即扣去浮力的作用；

除计算土压力外，还应另行计算地下水的静水压力，即认为在地下水位以下的土体中存在连续的自由水，它们在一般压力下可视作不可压缩的．因此其侧压力系数应为1．0。

这种计算原则

为国内、外极大多数工程技术人员所采用。

例如日本的《预应力混凝土清水池标准设计书及编制说明》中，对土压力计算的规定为：

“用朗金公式计算作用在水池上的土压力。

如水池必须建在地下水位以下时，除用浮容重外，还要考虑水压力”。

我国高教部试用教材《地基及基础》（1980年，华南工学院、南京工学院主编和天津大学、哈尔滨建工学院主编的两本）中，亦均介绍了按这一原则的计算方法。

针对位于地下水位以下的土压力计算问题，有些资料介绍了直接取土的饱和容重乘以侧压力系数计算；

也有些资料认为水压力可只计算土内孔隙部分的水压力等。

应该指出这些方法都是不妥的，前者忽略了土中存在自由水，其泊桑系数为0．5，相应的侧压系数应为1．0，后者将自由水视作在

土体中不连续，这是缺乏根据并且也与水压力的计算和分布相矛盾的。

同时必须指出这两种计算方法均减少了静水压力的实际数值，实质上导致降低了结构的可靠度。

4．2．5针对沉井结构上的土压力计算，条文的规定与原规范的要求是一致的。

沉井在下沉过程中不可能完全紧贴土体，因此周围土体仍将处于主动极限平衡状态，按主动土压力计算是恰当的，只是土的重度应按天然状态考虑。

4．2．6本条系关于池内水压力的计算规定。

只是明确了表面曝气池内的盛水压力，应考虑水面波动影响，实际上可按池壁齐顶水压计算。

4．3可变作用标准值、准永久值系数

本节内容中关于作用标准值的采用，均保持了原规范的规定，仅作了以下补充：

1．对地表水和地下水的压力，提出应考虑的条件，即地表水位宜按1％频率统计确定，地下水位则根据近期变化及补给发展趋势确定。

同时规定了相应的准永久值系数的采用。

这些规定主要是保证结构安全，避免在50年使用期由于地表水或地下水的压力变化，导致构筑物损坏。

2．对于融冰压力的准永久值系数，按不同地区分别作了规定。

东北地区和新疆北部气温低、冰冻期长，因此准永久值系数取0．5。

而我国其他地区冰冻期短，相应的准永久值系数可取零。

3．对于温、湿度变化作用，暴露在大气中的构筑物长年承受，只是程度不同，例如冬、夏季甚于春、秋，并且冬季以温差为主，温差影响很小，夏季则相反，保温、湿度作用总是存在的，因此条文规定相应的准永久值系数可取1．0计算。

5基本设计规定

5．1一般规定

5．1．1、5．1．2本条明确规定这次修订的规范系采用以概率理论为基础的极限状态设计方法。

并规定了在结构设计中应考虑满足承载能力和正常使用两种极限状态。

对于给水排水工程的各种构筑物，主要是处于盛水或潮湿环境，因此防渗、防漏和耐久性是必须考虑的。

满足正常使用要求时，控制裂缝开展是必要的，对于圆形构筑物或矩形构筑物的某些部位（例如长壁水池的角隅处），其受力状态多属轴拉或小偏心受拉，即整个截面处于受拉状态，这就需要控制其裂缝出现；

更多的构件将处于受弯，大偏心受力状态，从耐久性要求，需要限制其裂缝开展宽度，防止钢筋锈蚀影响构筑物的使用年限，这里也包括混凝土的抗渗，抗冻以及钢筋保护层厚度等要求。

另外，在某些情况下，也需要控制构件的过大变位，例如轴流泵电机层的支承结构，变位过大时将导致传动轴的寿命受损以及能耗增加、功效降低。

5．1．3本条规定了对各种构筑物进行结构内力分析时的要求。

主要是根据给水排水工程中构筑物的正常运行特点，从抗渗、耐久性的要求，不允许结构内力达到塑性重分布状态，明确按内力处于弹性阶段的弹性体系进行结构分析。

5．1．4—5．1．8条文主要明确与相应现行设计规范的衔接。

同时规定了一般给水排水工程中的各种构筑物，其重要性等级应按二级采用，当有特殊要求时，可以提高等级，但相应工程投资将增加，应报工程主管部门批准。

5．2承载能力极限状态计算规定

5．2．1、5．2．2条文按我国现行规范《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068--2001、《工程结构可靠度设计统一标准》GB50153的规定，给出了设计表达式。

其中有关结构构件抗力的设计值，明确应按相应的专业结构设计规范规定的值采用。

1对于作用分项系数的拟定，这次修订中尚缺乏足够的实测统计数据，因此主要还以工程校核法确定，即以原规范GBJ69-84行之有效的作用效应为基础，使修订后的作用效应能与之相接轨。

对于结构自重的分项系数，均按原规范的单一安全系数，通过工程校核，维持原水准确定，即取1．20采用。

考虑到在给水排水工程中，不少构筑物的受力条件，均以永久作用为主，因此对构筑物内的盛水压力和外部土压力的作用分项系数，均规定采用1．27，以使与原规范的作用效应衔接。

按原规范GBJ69--84，盛水压力取齐顶计