新《图集规范CECS系列》CECS139-2023 给水排水工程 水塔结构设计规程78.pdf

E j CjCECS 1 39:2 002中国工程建设标准化协会标准 给水排水工程水塔结构设计规程S p e c i f i c a t i o n f o r s t r u c t u r a l d e s i g n o f w a t e r t o w e ro f w a t e r s u p p l y a n d s e w e r a g e e n g i n e e r i n g中国工程建设标准化协会标准 给水排水工程水塔结构设计规程S p e c i f ic a t i o n f o r s t r u c t u r a l d e s i g n o f wa t e r t o we r o f w a t e r s u p p l y a n d s e we r a g e e n g i n e e r in gCE CS 1 3 9-2 0 0 2主编单位:铁 道 专 业 设 计院批准单位:中国工程建设标准化协会施行日期;2 0 0 3年 2月1日前言 本规程原属于 给水排水工程结构设计规范 G B J 6 9-8 4中第五章的内容。根据逐步与国际接轨的需要，现将本规程独立成本，以便工程应用和今后修订。据此，按中国工程建设标准化协会(9 4)建标协字第 1 1 号 关于下达推荐性标准编制计划的函 的要求进行编制。本规程根据国家标准 建筑结构可靠度设计统一标准)G B5 0 0 6 8-2 0 0 1 和 工程结构可靠度设计统一标准 G B 5 0 1 5 3-9 2规定的原则，采用以概率理论为基础的极限状态设计方法编制，并与有关的结构专业设计规范协调一致。本规程总结了原 给水排水工程结构设计规范 GB J 6 9-8 4近十多年来在国内工程中的应用经验，吸取了国内外的科研成果，并征求了有关设计、施工、科研和高等院校的意见，对内容作了大量的充实。本规程共分 6 章和4个附录。主要内容有总则、主要符号、结构上的作用、基本设计规定、静力计算、基本构造要求及附录。根据国家计委计标 1 9 8 6 1 6 4 9 号文 关于请中国工程建设标准化委员会负责组织推荐性工程建设标准试点工作的通知 的要求，现批准协会标准 给水排水工程水塔结构设计规程，编号为C E C S 1 3 9:2 0 0 2，推荐给工程建设设计、施工、使用单位采用。本规程第 4.2.1,4.3.1,6.1.1,6.5.3,6.5.4,6.5.7,6.5.8条及第 6.2.3 条 2,3 款,6.3.2 条 1 款、6.3.3条 1 款，建议列人 工程建设标准强制性条文。本规程 由中国工程建设标准化 协会贮藏构筑物 委员会C E C S/T C 1 0(北京西城区月坛南街乙二号北京市市政工程设计研究总院，邮编:1 0 0 0 4 5)归口管理，并负责解释。在使用中如发现需要修改或补充之处，请将意见和资料径寄解释单位。主编单位:铁道专业设计院 参编单位:中冶集团长沙冶金设计研究总院 主要起 草人:宋绍先、归衡石中国工程建设标准化协会 2 0 0 2年 1 2月 2 0日目次1 总则2 主要符 号3 结构上的作用 3.1 作用分类和作用代表值 “3.2 永久作用标准值 。一“3.3 可变作用标准值、准永久值系数 。”4 基本设计规定 4.1 一般规定4.24.3承载能力极限状态计算正常使用极限状态验算5 静力计算 5.1 一般规定 5.2 水箱计算 5.3 支承结构计算 .5.4 地基基础计算 .6 基本构造要求 6.1 一般规定6.26.3水箱支 承 结 构础他基其 6.4 6.5附录 A附录 B附录 C框架式多支柱水箱下环梁内力计算水塔结构基本自 振周期计算附加力矩计算 (1)(2)(6)(6)(6)(7)(1 0)(1 0)(11)(12)(1 5)(1 5)(15)(2 0)(24)(29)(29)(3 0)(3 2)(35)(35)(37)(3 8)(4 1)1附录 D 钢筋混凝土矩形截面处于受弯或大偏心受压(拉)状态时的最大裂缝宽度计算 。本规程用词说明 .附:条文说明(45)(47)(49)1 总则1.0.1 为了在给水排水工程的水塔结构设计中，贯彻执行国家的技术经济政策，达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的目的，制定本规程。1.0.2 本规程适用于城镇公用设施和工业企业中一般给水排水工程贮存常温水的水塔结构设计。本规程不适用于工业企业中具有特殊要求的给水排水工程水塔结构设计(如烟囱水塔、多功能组合水塔等)。1.0.3 本规程适用于常用的钢筋混凝土结构水塔和小型钢筋混凝土水箱砖石支承结构水塔。本规程不适用于钢水塔、钢丝网水泥水箱和其他材料水箱的结构设计。1.0.4 本规程系根据现行国家标准 建筑结构可靠度设计统一标准 G B 5 0 0 6 8,工程结构可靠度设计统一标准K GB 5 0 1 5 3和 给水排水工程构筑物结构设计规范 G B 5 0 0 6 9 规定的原则制定。1.0.5 按本规程设计时，对于一般荷载的确定、构件截面计算和地基基础设计等，应按国家现行有关标准的规定执行。对于建造在地震区、湿陷性黄土区、膨胀土区、永冻土区等特殊地区的水塔结构设计，尚应符合国家现行有关标准的规定。2 主 要 符 号2.0.1 作用、作用效应和抗力 s钢筋混凝土支筒的计算刚度;几 第i 个永久作用的作用效应系数;co,第 1 个可变作用的作用效应系数;C Q;第i个可变作用的作用效应系数;F、作用在水箱上的风荷载传递到一棍平面框架的力 的设计值;G ik 第 i 个永久作用的标准值;M计算截面的力矩设计值;从水箱的施工安装误差和作用在水箱上的风荷载对 支筒顶端产生的力矩设计值;M。在风荷载、施工偏差及基础倾斜的影响下，支筒变 位后，水箱和支筒重量引起的计算截面 Z处的附 加力矩设计值;M二由于结构重心偏移、施工偏差引起的结构 自重对 支筒底部产生的力矩设计值;M。作用在水箱和支筒上的风荷载对支筒底部产生的 力矩设计值;从(9)在地基变形、基础倾斜及施工偏斜的影响下，支筒 产生变位后，水箱和支筒重量引起的计算截面 Z 处的附加力矩设计值;N计算截面处的轴向力(荷载)设计值;N】锥壳或球壳环梁的环向拉力设计值;N,2 水箱箱壁下部环梁的环向拉力设计值;N,锥壳箱底对环梁产生的环向压力设计值;N,锥壳或球壳边端的径向力;P-竖向荷载引起的基础底面的压力;P.基础边缘最大压力;N.i.基础边缘最小压力;Q 1 4 第 1 个可变作用的标准值;4环梁上的均布线荷载;9+球壳上的均布临界荷载;R 结构抗力的设计值;S 作用效应组合的设计值;“作用在水箱重心处的单位水平力在该点引起的位 移;0 风荷载、施工偏差引起的水箱支筒的倾斜角;V;第 1 层平面框架的水平剪力;w o 基本风压;w k 风荷载标准值;W作用 在水箱上的风荷载设计值;二、作用在支筒底端的风荷载设计值;W z 作用在支筒顶端的风荷载设计值。2.0.2 计算系数 K，组合作用下的稳定抗力系数;K 支筒产生弹性变位后，水箱重量引起附加力矩设 计值的高阶影响系数;P.-:高度处的风 振系数;Y o结构重要性系数;Y c.第 i 个永久作用的分项系数;Y O,第i 个可变作用的分项系数;P,风荷载体型系数;/I.风压高度变化系数;3 ,a.重现周期系数;w 纵向挠曲系数;I A 组合系数;0.第i 个可变荷载的准永久值系数。2.0.3 几何参数 A支筒截面面积;A,基础底面积;H,H,水塔结构的 计算高度，下水箱 计算高 度;Ho 支筒计算高度;I,I.I I;,h s,s,惯性距;基础倾斜方向两边缘的最终沉降量;W支筒截面抵抗矩，基础底面抵抗矩;二 自计算截面至支筒顶端的距离;、b结构宽度，基础台阶宽度;d 支筒直径，基础板直径，钢筋直径;d支筒顶端至水箱重心处的距离;e o 纵向力对截面重心的偏心距;由于水箱安装误差 引起的水箱重心对支筒中心的偏心距;h 结构高度，结构厚度，基础厚度;h,基础板端厚度;h水箱重心至支承结构第 i 段的高度;h 水箱重心至基础顶面或支承结构底部的高度;乙。一一梁、板结构的跨度;1 e钢筋锚固长度;r o 环梁中心处半径;r.支筒中心线半径;r.,一 一 球壳中心线半径;t 球壳厚度;乙 支筒全高的施工累计误差值;Q 水箱壁下锥底斜面与水平面的夹角;a,-锥壳水箱底斜面与水平面的夹角;0.锥壳斜面或球壳边端切线与水平面的夹角。2.0.4 其他 E混凝土弹性模量;Es地基土压缩模量，钢筋的弹性模量;5 混凝土抗渗等级;T I 基本自振周期;m,m,m 2 水箱或上下 水箱的质量;协。支承结构的折算质量。3 结构上的作用3.1 作用分类和作用代表值3.1.1 水塔结构上的作用按其性质可分为永久作用和可变作用两类:永久作用应包括水塔结构自重(含地板、平台)、土的竖向压力、水箱内水的竖向和侧向压力、地基的不均匀沉降、水塔的永久设备(管道及其附件、铁梯、栏杆、电气设备、防雷设备等)。可变作用应包括风荷载、雪荷载、活荷载、温度变化、湿度变化、施工和检修荷载。3.1.2 结构设计时，对不同的作用应采用不同的代表值。对永久作用应采用标准值作为代表值;对可变作用应根据设计要求采用标准值、组合值或准永久值作为代表值。3.1.3 当结构承受两种或两种以上可变作用时，在承载能力极限状态设计或正常使用极限状态按标准组合设计时，应采用可变作用的组合值作为代表值。可变作用的组合值，应为可变作用的标准值乘以组合值系数。3.1.4 当正常使用极限状态按准永久组合设计时，对可变作用应采用准永久值作为代表值。可变作用的准永久值，应为可变作用的标准值乘以准永久值系数。3.2 永久作用标准值3.2.1 结构自重(含平台、地板)的标准值，可按结构构件的设计尺寸与相应材料的重力密度计算确定。对常用的材料和构件，其自重标准值可按现行国家标准 建筑结构荷载规范 G B 5 0 0 0 9的规定采用。永久性设备的自重标准值，可按该设备的产品样本提供的数据或按设计尺寸计算确定。3.2.2 水塔基础顶面以上的竖向土压力标准值，应根据基础顶面填土设计尺寸与土的重力密度计算确定。一般回填土的重力密度标准值可按 1 8 k N/m 采用。3.2.3 水箱内的水压力应按设计水位静水压力计算。水的重力密度标准值可取 l o k N/m ;侧向压力自设计水面至水箱底部可取三角形分布。3.2.4 水塔地基不 均匀沉降引起的永久 作用 标准值，其沉降量和沉降差应按现行国家标准 建筑地基基础设计规范 GB 5 0 0 0 7的有关规定计算确定。3.3 可变作用标准值、准永久值系数3.3.1 水塔顶活(雪)荷载、平台地板活荷载及其准永久值系数，应按表 3.3.1 采用。表3.3.里 水塔顶和平台地板活 雪)荷载及其准永久值系数水 塔部位活(雪)荷载标准值 k N/m准 永久值 系数 八锥(球)壳 体水塔 顶盖0.70.01.50.4悬 臂式平 台3.00.4周 边支 承地板(楼 板)2.00.5楼 梯或 走道板2.0 0.4平台、地 板、塔 顶及扶 梯的 栏杆1.00,0注1 水 塔顶 盖的活(雪)荷 载不 同时考 虑;2 对 地板、平 台应验 算施 工、维 修 时的 人、设 备、配件、工具、堆 放 物料 等局 部集 中荷载;3 楼 梯、走道 板、赌步，尚应按集 中活荷 载标 准值 1.5 k N验算.3.3.2 水塔的温度变化(包括湿度变化的当量温差)标准值和准永久值系数，可按下列规定确定:1 保温水塔的水箱可不考虑温度变化和壁面湿度当量温差的作用。对 5 0 0 m“以上的大容量不保温水塔的水箱，应考虑壁面温度变化和壁面湿度当量温差的作用，其标准值和准永久值系数，应按现行国家标准 给水排水工程构筑物结构设计规范 G B5 0 0 6 9 的规定确定;2 水塔的支筒可不考虑 日照不均匀温差引起的筒身变位的作用。对高度大和支筒直径小的水塔(支筒高 H 与支筒直径D之比大于 1 5时)，可参照现行国家标准 高耸结构设计规范)G B5 0 1 3 5 的有关规定确定。3.3.3 水塔风荷载的标准值和准永久值系数，应按下列规定确定:1 垂直作用在水塔表面的风荷载标准值应按下式计算:W k 尽 11 5 f f w o (3.3.3)式中 w,风荷载标准值，k N/m ;fl,-z 高度处的风振系数;P.风荷载体型系数;/0.0 1 5 时,p按 _ 表值乘以0.6 采用乡 劣 -d 2 位 于两 者之间 时，按插人 法计算.助 为基 本风 怅，以 k N/m“计,d以 m计。4 基本设计规定4.1 一 般 规 定4.1.1 水塔结构按承载能力极限状态设计时，除结构整体稳定验算外，均采用分项系数设计表达式进行设计。4.1.2 对水塔结构的设计，应计算下列两类极限状态:1 承载能力极限状态。应包括水塔结构或构件的截面强度计算、结构构件压、曲失稳和整体失稳(滑动及倾覆)验算;2 正常使用极限状态。应包括对需要控制变形的构件的变形验算(梁、板挠度)、使用上要求不出现裂缝的构件的抗裂度验算(水箱壁、锥底、环梁等中心受拉或小偏心受拉构件)、使用上需要限制裂缝宽度的构件的验算(水箱、基础和梁板等构件处于受弯、大偏心受拉或大偏心受压时)。4.1.3 水塔结构的内力分析，应按弹性体系计算，不考虑由非弹性变形引起的塑性内力重分布。4.1.4 水塔结构构件的截面承载能力计算，应按现行国家标准 混凝土结构设计 规范 GB 5 0 0 1 0,砌体结 构设计规范 GB5 0 0 0 3,(钢结构设计规范 G B 5 0 0 1 7,高耸结构设计规范 GB5 0 1 3 5的有关规定执行。4.1.5 水塔的地基计算(承载力、变形、稳定)除应符合本规程第5.4节的规定外，尚应按现行国家标准 建筑地基基础设计规范G B 5 0 0 0 7的有关规定执行。4.1.6 水塔结构构件按承载能力极限状态进行强度计算时，结构上的各项作用均应采用作用设计值。作用设计值，应为作用分项系数与作用代表值的乘积。4.1.7 水塔结构构件按正常使用极限状态验算时，结构上的各项 1 0作用均应采用作用代表值。4.1.8 根据现行国家标准 工程结构可靠度设计统一标准 G B5 0 1 5 3 的规定，水塔结构的安全等级应按二级建筑物采用。4.2 承载能力极限状态计算4.2.1 水塔结构构件按极限状态设计时，应采用下列设计表达式:y.S(R (4.2.1)式中Y o 结构重要性系数，安全等级为二级时采用 Y o=1.0;对次要的小型水塔或临时性水塔为三级建筑结构.采用 Y o=0.9;对功能特别重要的水塔需要提高安 全等级时.采用7.=I.1;5 作用效应组合的设计值;R 结构构件抗力的设计值，按现行国家标准 混凝土结 构设计规范A G B 5 0 0 1 0,砌体结构设计规范 GB 5 0 0 0 3,(钢结构设计规范 GB 5 0 0 1 7的规定采用。4.2.2 水塔的作用效应组合的设计值应按下列规定确定和计算:1 水塔的水箱、地板、平台等可不计算风荷载效应，作用效应组合值应按下式计算:S 一艺Y,C c iG i,+0 _ 习Y(XA,k (4.2.2-1)i-;i=j式中G;,第 I 个永久作用的标准值;C c 第 i 个永久作用的作用效应系数;Y u 第 个永久作用的分项系数，当作用效应对结构不 利时，对结构和设备自重应取 1.2、水荷载应取 1.2 7;当作用效应对结构有利时应取 1.0;Q jk 第i 个可变作用的标准值;C Q i 第i 个可变作用的作用效应系数;Y Q;第J 个可变作用的分项系数，应取1.4 0;1 1 o,.一一 可 变作用的 组合系数，可 取。9 0.2 对水塔 的支承结构(支架、支筒)、基础等，风荷载为第一可变荷载，作用效应组合的设计值应按下式计算:“一 答 Y e.C c G.k+4(C Q IQ lk 十“6 馨 吼 Q 刁 (4.2.2-2)式中C Q、Q、风荷载的作用效应系数、标准值。对刚度较小的支承结构，尚应计人结构变位引起的二阶效应(重力附加弯矩)，按本规程第 5.3.1 条 4款计算。4.2.3 水塔可不进行倾覆稳定和滑动稳定计算。在特殊情况需要验算时，组合作用下的稳定抗力系数 K,，对抗滑动稳定不应小于 1.3，对抗倾覆稳定不应小于 1.5.验算时，抵抗力应只计算永久作用，不计算可变作用(活荷载)和摩擦力;抵抗力和滑动力、倾覆力均应采用标准值。43正常使用极 限状态验算4.3.1 对正常使用极限状态，水塔结构构件应根据不同情况分别按作用效应的标准组合或准永久组合进行验算，并应满足变形、抗裂度、裂缝宽度、应力等设计值不超过相应的规定限值的要求。1 钢筋混凝土水箱在组合作用下，当截面处于轴心受拉或小偏心受拉状态时.应按不出现裂缝控制，并应取作用的标准组合进行验算;当截面处于弯曲受拉或大偏心受压状态时，受拉边应按限制裂缝宽度控制，井应取作用的准永久组合进行验算。2 钢筋混凝土水箱和其他构件的最大裂缝宽度应符合表4.3.1-1 的规定。表4.3.1-1 钢筋混凝土水箱和其他构件的最大裂缝宽度限值构件.大砚缝 宽度 限值(m m)水箱、壳体 墓础、板 式甚础(处于地 下水 以下)0.2 0水塔 支承结构 的梁、柱 及地板、平台、基翻 无地下 水0.2 5 3 在风荷载作用下.水塔结构任意点的水平位移不得大于该点 距 地 面 高 度 的1;地 基 沉 降 和 不 均 匀 下 沉 的 倾 斜 率 应 符 合 第.,.,w.,1 0 0“一”一一 一 一一一-5.4.3 条的要求。4 水塔各部位梁、板的最大挠度应符合表 4.3.1-2的规定。襄4.3.1-2 水塔中梁、板的挠度限值构件类型镜度限值水箱平 顶盖、整体 平 台、扶梯Io2 5 0是胃平 台Io3 0 0水塔支 架的祖 梁In5 0 0注:式 中 1。为构件 的计 算跨度。4.3.2 对正常使用极限状态，作用效应标准组合和准永久组合的设计值 S a 应分别按下列公式计算:1 标准组合 当计人风荷载时:S,一艺C c;G、+Co,Q.+0.6 艺C Q;Q、(4.3.2-1)，=1 钾 2当不计人风荷载时:S,一艺 C c,G,+见 C I Q,k .分 1少一 12 准永久组合:S a 一又 C c;G;,+艺 C Q O a Q(4.3.2-2)(4.3.2-3)式中 k 第，个可变作用的准永久值系数4.3.3 钢筋混凝土构件处于轴心受拉或小偏心受拉应力状态时，应按下列公式进行抗裂度验算:1 对轴心受拉构件应满足:N:A+a F A,-a I l k(4.3.3-1)式中Nk 构件在作用效应标准组合下计算截面上的轴向力 (N);A 混凝土净截面面积(mm );A验算截面内纵向受拉钢筋的总截面面积(m m);五k混凝土轴心抗拉强度标准值(N/mm )，应按现行国 家标准 混凝土结构设计规范 G B 5 0 0 1 0的规定采 用;a.-钢筋弹性模量与混凝土弹性 模量的比 值;久混凝土拉应力限制系数，可取。.8%2 对小偏心受拉构件应满足:N k t Y W.众)-;几修正后的地基承载力特征值(k N/m)，应按现行国家标准 建筑地基基础设计规范 G B 5 0 0 0 7 的规定采用。2 4.2 地基承受偏心受压荷载时，基础边缘的压力应满足下式要P ma、一 N,k+G +A f 箫-1.2 f.(5.4.2-2)P m i.=N,+Gf k A丁M f _ _一 前,U(5.4.2-3)式中 P.I N.基础边缘的 最大、最小压力(k N/m );Mf k 作用在基础底面的力矩设计值(k N m);Wf 基础底面的抗抗矩(m),5.4.3 水塔地基的变形应符合下列要求:1 水塔地基沉降量、沉降差(倾斜)的计算值，应满足表5.4.3规定的地基变形限值。表 5.4.3 水塔结构的地基变形限值水塔 总高度 月(m)沉 降量限值(m m)倾 斜限值 g o高压缩 性枯 性土低、中压缩 性粘性 土、砂土H 2 0400200蕊 0.0 0 8毛0.0 0 62 0 H 5 0 2 地基最终沉降量应按现行国家标准 建筑地基基础设计规范 G B 5 0 0 0 7 的 规定计算。计算时不考虑风荷载的作用。3甚础倾斜 应按下列计算:t g。一 S式中t g e 一 一 基础倾斜度;二Sd f(5.4.3)S,.S z 基础倾斜方向两边缘的最终沉降量(mm);踌圆板(环)基础的直径(mm)，当矩形或多角形时为 基础倾斜方向的宽度(m m).5.4.4 当刚性基础的宽度b与高度h比(图 5.4.4)符合表 5.4.4中的限值时，可不进行基础强度验算。一 一图5.4.4 刚性基础裹5.4.4 剐性基翻台阶宽离比限值基 础材料材 料等级基础底 面平 均压 力 P m(k P a)p-1 0 0 一 1 0 0 ，二(2 0 02 0 0 y 簇3 0 0混凝 土 一1:11:1.2 5C 2 01:11，11:1砖砌 体砖 不低 于 MUl o砂 浆不 低于 M 7.51.1.51.1.51:1.5毛 石石 不低 于 MU 3 0砂 浆不 低于 M7.51:1.51:1.51:1.55.4.5 钢筋混凝土板式基础的 设计计算应符合下列要求:1 钢筋混凝土板式基础(圆板及圆环)的外形尺寸宜符合下列要求(图5.4.5);H小 (a)圆环cl*础(b)圆板墓础(0组合 圆板基础 图5.4.5 板式基础 (1)圆板基础外半径 r 1 与支筒中心半径 r.之比不宜小于1.5;(2)圆环形基础的形心宜与支筒中心重合。2 板式基础的内力可按周边有悬臂的弹性圆板或弹性环板计算。3 圆板、环板基础的厚度应满足冲切验算要求。4 板式基础的钢筋网宜采用圆环向和放射向(径向)配筋，可在圆板基础中心处采用分离式网片覆盖。5 框架式水塔基础板(环)上的圈梁，可按多支点连续环形梁计算内力。5.4.壳体基础的设计计算应符合下列要求:1 壳体基础可采用锥壳基础、M形壳基础、球壳基础。锥壳基础可用于支筒直径较小的水塔;M形壳基础可用于支筒直径较大的水塔;球壳基础可用于砖支筒水塔(图5.4.6),2 球壳基础的砌砖(石)部分可按刚性基础的要求设计。球壳和环梁为钢筋混凝土结构时，球壳可只计算薄膜力，环梁可按本规程(5.2.3-ll式计算，荷载应采用基础 上各种荷载在球壳底面产牛 的反 力。讯(7(azq x4 5 6 9.5(a)锥 壳 基 础(b)M 形壳幕础(c)珠壳燕础 图 5.4.6 壳体基础1支筒;2地板;3 上环 梁;4外锥壳;5 下环 梁6 一 内 锥 壳 1 7 一 砖支筒 和基础:8-球 壳环 梁;9-倒 球壳6 基本构造要求6.1 一 般 规 定6.1.1 水塔结构中钢筋的混凝土净保护层厚度应符合表 6.1.1的规定。表6.1.1 水塔结构钢筋的混凝土净保护层最小厚度(m m)部位构件 名称及 工作 条件翩 筋类别保护 层厚度)m m)顶 益受 力锅筋20水 箱壁饭、底板、倒镬 壳、球 壳与 水接触 面受力钢筋3 0不 与水接 触面受 力钥筋2 5支筒壁受 力钥筋3 0框 架柱、梁受 力翩筋35又月爪 Jan工作 平台受力 钢筋2 0基 础 板有 垫层 下层钢 筋受 力 翩 筋40无垫层 下层翩 筋受力 钢筋7 0保温 板板 壳)构造钥 筋1 5肋果受力铜 筋25注:1 当水 箱与水 接触 的混凝 土表面 有水 泥砂 架 防水 层或 其他 可旅 涂料 防 水 时，其保 护层.小厚度 可酌，减小 但 不得 小于处 于正常 环境 时的要 求。2水箱环 梁.小保护 层厚度 与框 架梁相 同。6.1.2 钢筋的锚固应符合下列要求:1 纵向受拉钢筋的锚固长度不应小于表 6.1.2规定的数值，并在任何情况下不得小于 2 5 0 mm;2 光面H P B 2 3 5 受力钢筋的末端应设弯钩。受压钢筋在构件中截断时，应伸至按计算不需要该钢筋的截面以外不小于 1 5 d.2 s襄6.1.2 纵向受拉钢筋.小锚固长度L,(.)钢 筋 类 型混 凝 土 强 度 等 级U PC 2 5-C3 0HP B 2 3 53 0 d2 7 d2 4 dH RB 3 3 54 0 d3 5 d3 0 d注:当采用 滑模施 工时，锚 固长度 应拓 于表 中数值 增加 5 d,.1.3 钢筋接头应满足下列要求:1 钢筋接头宜优先采用焊接接头，并应满足现行国家标准 棍凝土结构工程施工质量验收规范 GB 5 0 2 0 4的有关规定。当无条件采用焊接接头时，可采用搭接接头;2 弯曲受拉钢筋的搭接长度不应小于表 6.1.2中锚固长度L 4的1.2 倍，且不小于 3 0 0 m m。受压钢筋不小于。.S 5 L a，且不小于 2 0 0 mm;3 轴心受拉钢筋宜优先采用焊接接头。当采用非焊接接头时，其搭接长度不应小于4 0 d，且不小于3 5 0 m m;4 受力钢筋接头的位置应相互错开。当采用非焊接搭接头时，在任一搭接长度区段内受力钢筋接头面积占受力钢筋总截面面积的百分率:受拉区不得超过 2 5%;受压区不得超过 5 0%。当必要时，受 拉区非焊接接头面积百分率可加大到5 0%，但相应搭接长度应增加 1.3倍。当采用焊接接头时，受拉区不得超过5 0%,受压区不限。.2水箱6.2.1 水箱各部位的总体尺寸可按下列要求采用:1 水箱正锥壳顶盖的坡度宜选取 1，3 或 1，4。球壳顶盖和 水 箱 底 的 矢 高 与 直 径 比 宜 取 告 一 会;2 圆筒壳或英兹式水箱的高度和直径之比宜选取0.5-0.7.水箱直径与水箱下环梁中 心直径之比 宜选取1.4 1.5。倒锥壳 3 0的水平倾角宜为 2 5 -4 5 。当建筑造型上有特殊要求时，可不受此限。6.2.2 水箱各部件的尺寸不宜小于表6.2.2 的要求。裹 6.2.2 水箱各部件的最小尺寸(mm)部件名 称厚度 r宽度 n高度 k正锥壳 及球壳 顶盖卜 7 0下 1 0 0平板顶 盖1 2 0及140 直 径上 环梁(顶 盖边端)2 5 0 及 1.5 倍箱 壁厚1.5 倍 环梁宽圆筒壳 水箱壁1 5 0倒锥 壳 水 箱 壁(底)锥角2 5 一3。13 0锥角 3 5 0 -4 5 014 0球形水 箱16 0中环梁(英 兹式 水箱筒 壳下及倒 锥壳水箱 璧上)2 5。及 1.5 倍 筒 壳或锥 壳壁厚 度平 均不 小 于1.5倍 环 梁下 部宽度下环梁(水 箱支 承结构处)2 5。及砌体厚、柱宽1.5倍 环 梁宽 注 保 温水塔 水箱 的上环 梁和 中环梁 宽度 不应 小 于壁厚 加保 温 层厚高度不 应小于宽 度。6.2.3 水箱各部位的 配筋应满足下列要求:1 水箱的贮水部分宜采用双层钢筋网配筋。对平板、正锥壳、倒锥壳、球壳，钢筋网宜采用由环向和径向钢筋组成的钢筋网。2 平板顶(底)应按板端固定要求配置端部钢筋网;在正锥壳上 下 两 端 粤 壳 斜 长 范 围 内 应 配 双 层 钢 筋 网，壳 下 端 的 环 向 钢 筋 按一 J，3 ，一 尸 一 “一“一 一 一 一”一 一-，-一轴心受拉确定搭接长度;倒锥壳水箱壁应全部配双层钢筋网，在下端 6 壳 斜 长 范 围 内 水 箱 壁 应 力“厚 根 据 厚 度 不 应 小 于 壁 厚 的，倍厚度按线性变化;球形水箱应全部采用双层钢筋网，在下部 2 0 0-3 0 0 范围内箱壁厚度应加大，不应小于上部相应部分的 1.3 倍。3 水箱最小配筋盆应符合表 6.2.3的要求。表6.2.3 水箱最小配筋，部 件名称直 径根 数间距(m m配筋 率%)正锥 壳和 球壳顶 盖怀2 50单 层 0.2平 板 顶 盖帕2 50单层 0.1 5上 环 梁(谁、球 壳、顶盖环 梁 环 筋 中 1 0摘筋 怀62 500.3球形 水箱今 1 02 0单层 0.2团 筒壳水 箱壁4,82 00环 筋 0.4竖 筋 04倒锥 壳 水箱壁【底)环 向 中1 0径 向 中 S:环 筋 0.4径 向筋 0.4中 环 梁(英 兹式 水 箱筒 壳下 和倒 锥壳 水箱璧 上)环 筋 中 1 2箍筋 帕B2 000.3下 环 梁(水 箱 支 承 结构 处)环 筋 今1 0箍 筋 中 吕B2 000.46.3支承结构6.3.1 支承结构的形式和尺寸应符合下列要求:1 支承结构的形式应根据水箱容积、地基和施工技术等条件确定，不同的结构(支筒式结构、框架式结构)应分别满足相应的构造要求。3 2 2 钢筋混凝土倒锥壳水塔支筒的直径不宜小于2.0 m，容量不小于 l o o m 的倒锥壳水塔的直径不宜小于2.4 m。采用滑模施工时，支筒 直径 尚应考 虑模 数化、标准 化，其外径模数 可取8 0 0 m m。英兹式水箱水塔或筒壳式水箱水塔，水箱与支筒中心直径之比 可取1.4-1.5 0 3 支筒式水塔的支筒可采用直筒式或正截锥式，截锥的倾斜率 可 取 _1 14 0 5 0 0 框 架 式 水 塔 的 支 架 可 采 用 垂 直 式 或 倾 斜 式，倾 斜式 支 架 的 倾 斜 率 可 取 1 一 _ 12 0 3 0 06.3.2 支筒式水塔应符合下列要 求:1 支筒的最小截面厚度和配筋量应符合表 6.3.2的要求。表6.3.2 支筒的最小截面厚度和配筋皿 2 支筒式水塔的下部门洞宜设门框加固。当不设门框加固时，钢筋混凝土支筒应在门洞两侧设置加强筋，其截面面积不应小于洞口切断钢筋的1.2倍。在门洞角处应设置不小于 2 圣 1 2的斜向钢筋。在其他洞 口四周应设置加强筋和斜向钢筋，均不小于2 丸2。砖支筒水塔在门洞上宜设圈梁，在上部每隔 5-8 m设一道圈梁，圈梁的最小高度可取 1 8 0 mm，主筋直径不应少于4 价 1 0,箍筋郁 间距 2 5 0 mm。砖支筒下部宜设钢筋混凝土地板。3 3 3 对采用滑升模板施工的支筒，应在纵向钢筋外侧每隔 1.01.5 m增设 乡 1 2环筋一道，并应与纵筋点焊。支承滑升设备的纵向钢筋不宜小于0 2 5，其接头应采用对焊后加绑条焊。4 当采用地面预制水箱提升法施工时，应设置支承水箱的环托梁或环托板。当采用环托梁支承水箱时，可在支筒外周围设预埋件与环托梁的箍筋焊接形成整体，并在支筒上预留钢支承孔洞和支筒内设环形内套筒加固。当采用环托板支承水箱时，其厚度不应小于2 5 0 m m,5 在水管穿过水箱内支筒或环托板外，宜设钢套管并在其周围设置不少于 2 价 1 2的环形加固筋，且加固筋应与切断的钢筋焊接。6.3.3 框架式水塔的框架应符合下列要求:1 框架式水塔架的构件最小截面尺寸和配筋f应符合表6.3.3 的要求;衷 33 框架构件的最小截面尺寸和配筋f 2框架式水塔 的梁柱宜设腋角。腋角高 度不应小于2 0 0 mm，宽度不应小于 4 0 0 m m。每层框架的高度可采用4-6 m;3 框架高度大于 2 0 m时，在框架中部宜设一道整体式平台或在柱间设置水平连系梁。又 46.4墓础6.4.1 对刚性基础，当采用砖砌体时每个 台阶宽度不宜大于6 0 mm;当采用石砌体时每个台阶宽度不宜大于3 0 0 m m.6.4.2 钢筋混凝土板式基础应设混凝土垫层，其厚度不应小于1 0 0 mm 板的最小厚度和配筋量应符合表 6.4.2的要求。盛 .4.2 钢筋混凝土板式基础的厚度和配筋t6.4.3 壳体基础宜设厚度 2 0 一 3 0 m m的水泥砂浆垫层。锥壳的几何尺寸和配筋应按照现行国家标准 建筑地基基础设计规范G B 5 0 0 0 7 的规定采用。球壳基础的厚度不应小于2 0 0 m m;环梁尺寸不应小于4 0 0 mm X 4 0 0 mm。球壳的配筋不应少于$1 0、间距2 0 0 mm;在根部配双层钢筋网，其范围不应小于球壳水平半径的豢球 壳 环 梁 的 环 筋 不 应 少 于 6 1 2,箍 筋 不 应 少 于”，间 距2 0 0 m m6.5其他6.5.1 各种孔洞处均应加固。砖筒壁窗孔洞的上下配筋不宜少于3 小 8，并伸入两端不应小于 1.O m.钢筋混凝土支筒的窗洞周围应配不少于2 争 1 2加固钢筋。其他管道孔洞四周的加固钢筋，当孔洞尺寸不大于 3 0 0 mm时不应少于 2 小 1 0;当孔洞尺寸大于 3 0 0 mm 3 5时不应少干 2 小 1 2 06.5.2 水塔内的单向悬臂平台板，端部厚度不应小于 8 0 mm，根部不应小于1 2 0 m m。双层配筋整体板的厚度不应小于 1 2 0 mm.6.5.3 对钢筋混凝土水箱、支筒、框架、壳体基础等.混凝土的强度等级不应低于C 2 5;对板基础和其他结构，不应低于 C 2 0;对刚性基础.不应低于C 1 5;对基础垫层。不应低于C 1 0,6.5.4 水箱的混凝土抗渗等级应采用 凡:，壳体基础应采用凡;。6.5.5 用于混凝土的水泥宜采用普通硅酸盐水泥，其标号不宜低于 R4 2,5,6.5.6 在配置混凝土时采用的外加剂，应符合 混凝土外加剂应用技术规范 GB J 1 1 9的规定。6.5.7 水箱混凝土中的含碱里应符合 混凝土碱含量限值标准C E C S 5 3的规定。6.5.8 当支筒采用机制砖时，其强度等级不应低于 MU l 仇采用石材时，其强度等级不应低于 MU 3 0;砂浆均不应低于 M7.5.6.5.，用于水箱的钢筋宜采用 HP B 2 3 5，用于其他部位的钢筋可采用 H P B 2 3 5或 H R B 3 3 5附录 A 框架式多支柱水箱下环梁内力计算A.0.1 框架式多支柱水塔水箱下环梁的内力，应为在水箱的竖向荷载作用下环梁产生的内力与框架在水平荷载作用下环梁产生的内力之 和A.0.2 框架式多支柱水塔的水箱下环梁，可按在竖向均布荷载作用下多柱支承的环梁由表 A.0.2计算内力 表A.0.2 多柱支承的环梁在竖向均布荷载作用下的内力A.0.3 在水平荷载作用下支架环梁的内力，可按本规程第 5.3.3条的规定进行计算。附录 B 水塔结构基本 自振周期计算B.0.1 单水箱水塔的支承结构为等截面或截面变化不大时，其基本自振周期可按下式计算(图B.0.1):T=3.6 3H 3二 二 万 k 刀 7 时-u.乙 Sb H t 刀)N.1(B.0.1)式 中T-一基本 目振 周期(9);H一 一 水塔结构的计算高度(水箱质 量中心至基 础顶面 的高度)(m);E 支承结构 材料 的弹性 模量 (N/m);I 一一支承结构的截面惯性距(m )(对截面变化不大的框架支承 结 构，可 取 H2 处 的 等 代 截 面 简 化计算);。水箱的质量(k g);图B.0.1 单水箱水 塔 示 意 图 A 一 一支承结构的 计算截面面积(m );P 一 一 一 支承结构的 密度(k g/m )oB.0.2 双水箱水塔的支承结构为等截面时，其基本 自振周期可按下式计算(图B.0.2):_ _ 1 H T,一 3.6 3 V 渝(m,a;+m i+0.2 3 6 A H p)(B.0.2-1)。，一:6(H,一。5 1 丛、一 一k月)一 k月)(刀.0.2 一 2)式中，下水箱质量(k g);。:上水箱质量(k g);HI 下水箱计算高度(m)oB.0.3 单水箱水塔的支承结构为变截面时，其基本自振周期可按下式简化计算(图 B.0.3),T二2 n丫 m石(B.0.3)翔妇乏图B.0.2 双水箱图B.0.3 单水箱水塔变水 塔 示 意 图截 面 支 承 结 构式中 m。一一水箱和支承结构的 折算质量之和(m=m -m);m。一。结。，砖、磁二取 3 钢 筋 混 凝 土 支 筒、支 架 可 取 重 量 的 _I4 “一作用在水箱重心处的单位水平力在该点引起的位移，。一 森 J 二八形+h 乳 1L 一 1 下，式 中，I，为支 承第 i段 的惯性距,h为由水箱重心至第I 段截面处的高度(h。为水箱重心至基础顶面的高度)。附录 C 附加力矩计算C.0.1 倒锥壳水塔和其他支承结构刚度较小的支筒式水塔，在风荷载设计值、基础倾斜、施工偏差等影响下，结构发生变位后，由竖向荷载(水重、结构自重等)