给水排水工程结构设计结构管道构筑物.docx
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给水排水工程结构设计结构管道构筑物
给水排水工程结构设计结构管道构筑物
1．0．3最冷月平均气温低于—5℃的地区，外露的贮水或水处理构筑物以及地下管道的进、出口段，不得采用砖砌结构。
2．1．1贮水或水处理构筑物、地下构筑物的混凝土标号，不应低于200号。
2．1．3钢筋混凝土构筑物中混凝土的抗渗标号，宜进行试验确定并符合表2．1．3要求。
混凝土抗渗标号的允许值表2．1．3
最大作用水头与混凝土厚度之比值（iw）
抗渗标号（Si）
<10
S4
10--30
S6
>30
S8
2．1．5最冷月平均气温低于-5℃的地区，外露的钢筋混凝土构筑物的混凝土应保证具有良好的抗冻性能，混凝土的抗冻标号，宜进行试验确定并应符合表2．1．5的要求。
注：
由于设备条件限制，混凝土抗冻标号的试验有困难时，应采用标号不低于250号的混凝土，并应符合本规范第2．1．3条附注中有关水灰比和水泥用量等要求。
气候条件
结构类别
地表水取水头部
其他
工作条件
冻融循环总次数
地表水取水头部的
水位涨落区以上部
位及露明的水池等
≤50
>50
最冷月平均气温低于-15℃
最冷月平均气温在-5℃～-15℃
D200
D150
D250
D200
D100
D50
注：
1．混凝土抗冻标号Di系指龄期为28天的混凝土试件，在进行相应要求冻融循环总次数i次作用后，其强度降低不大于25％，重量损失不超过5％。
2．气温应根据连续5年以上的实测资料，统计其平均值确定。
3．冻融循环总次数系指一年内气温从+5℃以上降至-5℃以下，然后回升至+5℃以上的交替次数。
对于地表水取水头部，尚应考虑一年中月平均气温低于-5℃期间，因水位涨落而产生的冻融交替次数，此时水位每涨落一次应按一次冻融计算。
2．1．6贮水或水处理构筑物、地下构筑物和管道的混凝土，不得采用氯盐作为防冻、早硬的掺合料；采用其他掺合料应根据试验鉴定，确定其适用性能及相应的掺合量。
2．1．7贮水或水处理构筑物、地下构筑物和管道的砖石砌体材料，应符合下列要求：
一、砖应为普通粘土机制砖，标号不应低于75号。
二、石料标号不应低于200号。
三、砌筑砂浆应为水泥砂浆。
2．3．2结构内力分析，均应按弹性体系计算，不考虑由非弹性变形所产生的塑性内力重分布。
2．3．3混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土结构构件和砖石砌体结构构件的强度设计安全系数（K），由基本安全系数和根据构筑物或管道工作条件确定的安全度调整系数的乘积组成。
基本安全系数及调整系数，应分别按表2．3．3-1～2．3．3-4的规定采用。
混凝土结构构件的强度设计基本安全系数表2．3．3．1
项次
受力特征
强度设计基本安全系数
1
按抗压强度计算的受压构件、局部承压
1．65
2
按抗拉强度计算的受压、受弯构件
2．65
钢筋混凝土及预应力混凝土结构构件的强度设计基本安全系数表2．3．3．2
项次
受力特征
强度设计基本安全系数
钢筋混凝土
预应力混凝土
1
轴心受拉、受弯、偏心受拉构件
1．40
1．50
2
轴心受压、偏心受压构件、斜截面受剪、受扭、局部承压
1．55
砖石砌体结构构件的强度设计基本安全系数表2．3．3．3
项次
砌体类别
受力特征
强度设计基本安全系数
1
砖、料石砌体
受压受弯、受拉受剪
2．3
2．5
2
乱毛石砌体
受压受弯、受拉和受剪
3．0
3．3
各种构筑物和管道结构构件的强度设计调整系数表2．3．3．4
项次
构筑物、管道及构件类别
强度设计调整系数
1
水池
顶盖
池壁、底板
1．0
0．9
2
泵房
1．0
3
取水头部
1．0
4
水塔
水柜
支承结构
1．0
1．1
5
沉井
1．0
6
地下管道
预应力混凝土管道
钢筋混凝土、砌体管道
管道附属构筑物
1．0
0．9
0．9
2.3.4构筑物和管道的设计稳定安全系数（Kw），应该按照表2.3.4规定采用。
验算时，抵抗力应只计算恒载，活荷载和侧壁上的破擦力不应计入。
构筑物和管道的设计稳定安全系数表2．3．4
失稳特征
设计稳定安全系数
沿基础底面或沿齿墙底面连同齿墙间土体滑动
沿地基内深层滑动
倾覆
上浮
钢管横截面失稳
1．30
1．20
1．50
1．05
2．50
2.3.5电机层楼面的支撑梁应进行变形验算，其内容许挠度应符合下式要求：
fB≤1/750·L （2.3.5）
式中fB---支承梁的容许挠度（cm）;
L--支承梁的计算跨度（cm）。
2．3．6地下钢管应进行刚度验算，其竖向最大变位应符合下式要求：
fD≤0.02Do （2.3.6）
式中 fD--钢管的竖向最大变位（mm）；
Do--钢管的计算直径（厘米），可按管壁中心计算。
2．3．7构筑物和管道的抗裂度设计安全系数（Kf），不应小于1．25。
2．3．8钢筋混凝土构筑物和管道在使用阶段荷载作用下的最大裂缝宽度，应符合表2．3．8的规定。
钢筋混凝土构筑物和管道的最大裂缝宽度容许值（δfmax）表2．3．8
类别
部位或环境条件
δfmax（mm）
水池水塔
清水池、给水处理池等
污水处理池、水塔的水柜
0．25
0．20
泵房
贮水间、格栅间
其他地面以下部分
0．20
0．25
取水头部
常水位以下部分
常水位以上湿度变化部分
0．25
0．20
沉井
0．30
地下管道
0．20
2．4．3当构筑物或管道的地基土有显著变化或构筑物的竖向布置高差较大时，应设置沉降缝。
沉降缝应在构筑物或管道的同一剖面上贯通，缝宽不应小于3cm。
2．4．6构筑物各部位构件内，钢筋的混凝土保护层的最小厚度（从钢筋的外缘算起），应符合表2．4．6的规定。
构筑物各部位构件内钢筋的混凝土保护层的最小厚度（mm）表2．4．6
构件类别
工作条件
钢筋类别
保护层厚度
墙、板
与水、土接触或高湿度
受力钢筋
25
与污水接触或受水气影响
受力钢筋
30
与水、土接触或高湿度
受力钢筋
30
梁、柱
箍筋或构造钢筋
20
与污水接触或受水气影响
受力钢筋
35
箍筋或构造钢筋
25
基础、底板
有垫层的下层筋
受力钢筋
35
无垫层的下层筋
受力钢筋
70
注：
不与水、土接触或不受水气影响的构件，其钢筋的混凝土保护层的最小厚度，应按现行的《钢筋混凝土结构设计规范》的有关规定采用。
3．1．1水池的结构设计，应符合下列规定：
一、各种结构类别、形式的水池均应进行强度计算。
根据荷载条件、工程地质和水文地质条件，必要时尚应验算结构稳定性。
二、钢筋混凝土水池尚应进行抗裂度或裂缝宽度验算。
在荷载作用下，构件截面为轴心受拉或小偏心受拉的受力状态时，应进行抗裂度验算；在使用阶段荷载作用下，构件截面为受弯、大偏心受压或大偏心受拉的受力状态时，应进行裂缝宽度验算。
三、预应力混凝土水池尚应进行抗裂度计算。
3．1．2地下式或具有保温设施的地面式水池的强度计算荷载组合，应符合下列规定：
一、闭水试验时的荷载组合包括结构自重及池内满水压力。
二、使用阶段的荷载组合：
1结构自重、活荷载、池内满水压力、池外水压力及土压力；
2结构自重、活荷载、池外水压力及土压力。
3．1．3无保温设施的地面式水池的强度计算荷载组合，应符合下列规定：
一、结构自重及池内满水压力。
二、结构自重、活荷载、池内满水压力及温度荷载。
注：
①底板可不计温度荷载；
②温度荷载包括壁面温差和湿度当量温差两项，不需同时考虑，应取较大的温差计算。
3．1．4结构稳定验算的荷载组合，应符合下列规定：
一、抗滑、抗倾稳定验算包括结构自重、池外水压力、土压力及滑动面上的摩擦力。
二、抗浮稳定验算包括结构自重、土重（竖向土压力和浮托力）。
三、水池侧壁上的摩擦力均不应计算。
3．1．6钢筋混凝土、预应力混凝土水池的抗裂度和裂缝宽度验算的荷载组合，应符合下列规定：
一、抗裂度验算的荷载组合，应根据强度计算的各种荷载组合确定，凡使构件受力状态为轴心受拉或小偏心受拉时，均应进行抗裂度验算。
二、裂缝宽度验算的荷载组合，应取强度计算时使用阶段的荷载组合，但可不计算活荷载短期作用的影响。
3．1．7预应力混凝土圆形水池的强度计算、抗裂度验算的荷载组合中，应增加张拉钢丝（筋）对池壁的预加应力；并应对空池时预应力张拉阶段以及制作、运输、吊装等施工阶段进行验算。
3．3．19装配式壁板底端的支承杯槽的截面厚度和配筋量，应根据最不利荷载组合计算确定。
4．1．2泵房和取水头部的结构设计，应符合下列规定：
一、各种结构类别、形式的泵房和取水头部均应进行强度计算。
根据荷载条件、工程地质和水文地质条件，必要时尚应验算结构稳定性。
二、钢筋混凝土泵房或取水头部均应进行裂缝宽度验算。
4．1．3取水头部的强度计算和稳定验算的荷载组合，应根据工程具体情况，取结构和设备的自重、土压力、静水压力、浮托力（包括渗透压力）、流水压力、融冰压力及施工荷载等的最不利组合。
流水压力应按设计最高水位计算；融冰压力应按相应的融冰水位计算。
4．1．4取水头部进行裂缝宽度验算的荷载组合，应包括结构和设备的自重、土压力、静水压力及流水压力。
4．1．5泵房强度计算的荷载组合，应根据工程具体情况，取结构和设备的自重、土压力、静水压力、各种构件上的活荷载、地面堆积荷载及施工荷载等的最不利组合。
4．1．6泵房进行稳定验算的荷载组合，应包括结构和设备的自重、静水压力、土压力、浮托力及施工荷载。
当需要利用地面部分的结构自重抗倾、抗滑或抗浮时，必须在有关的结构设计文件中明确提出要求和条件。
4．1．7泵房进行裂缝宽度验算的荷载组合，应包括结构和设备的自重、土压力、静水压力及各部构件上的活荷载。
5．1．2水塔的结构设计，应符合下列规定：
一、各种结构形式的水塔，均应进行强度计算。
根据荷载和工程地质条件，必要时尚应验算结构稳定性。
二、钢筋混凝土的水柜，应进行抗裂度验算或裂缝宽度验算。
5．1．3对水塔进行整体结构稳定验算时，荷载组合应包括结构、设备自重和风荷载。
5．1．4对水柜进行强度计算、抗裂度或裂缝宽度验算时，荷载组合应包括结构和设备的自重、内水压力及塔顶雪荷载或活荷载（雪荷载和活荷载不应同时考虑，取两者的较大值计算）。
5．1．5对水柜的支承结构进行强度计算时，荷载组合应符合下列规定：
一、水柜满水时，荷载组合应包括结构和设备的自重、柜内水重、塔顶雪荷载或活荷载、平台及楼梯上的活荷载及风荷载。
二、水柜无水时，荷载组合应包括结构、设备自重和风荷载。
当水柜的支承结构为砖砌筒壁时，可仅按水柜满水时的荷载组合计算。
6．1．2沉井的结构设计，应符合下列规定：
一、各种结构类别、形式的沉井，均应进行强度计算和下沉验算。
根据荷载条件、工程地质和水文地质条件，必要时尚应验算结构稳定性。
二、钢筋混凝土的沉井，应进行裂缝宽度验算。
7．1．1地下管道的结构设计，应符合下列规定：
一、各种结构类别、形式的管道，均应进行强度计算。
根据埋设深度、施工方式和水文地质条件，必要时尚应进行抗浮稳定验算。
二、对钢管，尚应进行横截面的稳定和刚度验算。
三、对预应力混凝土圆管，尚应进行抗裂度验算，并一般由抗裂度验算控制截面设计。
四、对钢筋混凝土圆管、矩形或拱形管道以及混合结构中的钢筋混凝土盖板或底板，尚应进行裂缝宽度验算。
7．1．3管道结构的混凝土标号，应符合下列规定：
一、预应力混凝土圆管的混凝土标号，不应低于400号；
二、振动挤压、离心机制、辊压成型的混凝土和钢筋混凝土圆管，其混凝土标号不应低于300号。
三、钢筋混凝土矩形或拱形管道和混合结构管道中的钢筋混凝土盖板或底板，其混凝土标号不应低于200号。
四、圆形管道的管基的混凝土标号，不应低于100号。
7．1．6管道两侧和管顶上部的回填土的密实度，应在有关设计文件中明确规定要求。
圆形管道的两侧胸腔部分的回填土应严格夯实，夯实密度不应低于该回填土的最大夯实密度的90％；对钢管不应低于95％。
7．2．1钢管的静力计算的荷载组合，应符合下列规定：
一、强度计算时的荷载组合，应包括竖向土压力、水平向侧压力（应取最低地下水位计算）、地面车辆荷载或堆积荷载、设计内水压力和温度荷载。
二、稳定验算时的荷载组合，应包括竖向土压力、水平向侧压力、地面车辆或堆积荷载和管内真空压力。
三、刚度验算时的荷载组合，应包括竖向土压力、水平向侧压力和地面车辆荷载或堆积荷载。
7．3．1对铸铁管进行强度计算时，荷载组合应包括竖向土压力、水平向侧压力（有地下水时应取低水位计算）、设计内水压力、地面车辆荷载或堆积荷载。
7．4．1对预应力混凝土圆管进行强度计算和抗裂度验算时，荷载组合应包括结构自重、管内水重、竖向土压力、水平向侧压力（有地下水时应取低水位计算）、设计内水压力、地面车辆荷载或堆积荷载。
7．5．1侧墙为砖石砌体的混合结构矩形管道和拱形管道的荷载组合，应符合下列规定：
一、主要荷载组合应包括结构自重、竖向土压力、外侧水平向侧压力和地面车辆荷载或堆积荷载。
二、双孔或多孔管道需考虑单孔运行时，尚应按一孔有水验算内隔墙。
三、施工阶段的荷载组合，应根据工程具体情况进行验算。
7．5．2钢筋混凝土矩形或拱形的管道，应按下列荷载组合，确定各部位的最大内力。
一、第一种荷载组合包括结构自重、竖向土压力及地面车辆荷载或堆积荷载、管内水压力、外侧水平向侧压力（有地下水时应按最低水位计算）。
二、第二种荷载组合包括结构自重、竖向土压力、外侧水平向侧压力（有地下水时应按最高水位计算）。
三、双孔或多孔管道需考虑单孔运行时，尚应按一孔有水或间隔有水进行验算。
四、施工阶段的荷载组合，应根据工程具体情况进行验算。
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