內容簡介
《給水排水工程構築物結構設計規範(GB 50069-2002)》根據建設部(92)建標字第16號文的要求,對原規範《給水排水工程結構設計規範》GBJ69—84作瞭修訂。由北京市規劃委員會為主編部門,北京市市政工程設計研究總院為主編單位,會同有關設計單位共同完成。原規範頒布實施至今已15年,在工程實踐中效果良好。
內頁插圖
目錄
1 總則
2 主要符號
3 材料
4 結構上的作用
4.1 作用分類和作用代錶值
4.2 永久作用標準值
4.3 可變作用標準值、準永久值係數
5 基本設計規定
5.1 一般規定
5.2 承載能力極限狀態計算規定
5.3 正常使用極限狀態驗算規定
6 基本構造要求
6.1 一般規定
6.2 變形縫和施工縫
6.3 鋼筋和埋件
6.4 開孔處加固
附錄A 鋼筋混凝土矩形截麵處於受彎或大偏心受拉(壓)狀態時的最大裂縫寬度計算
附錄B 本規範用詞說明
條文說明
精彩書摘
4 結構上的作用
4.1 作用分類和作用代錶值
4.1.1 結構上的作用可分為三類:永久作用、可變作用和偶然作用。
4.1.2 永久作用應包括:結構和永久設備的自重、土的竪嚮壓力和側嚮壓力、構築物內部的盛水壓力、結構的預加應力、地基的不均勻沉降。
4.1.3 可變作用應包括:樓麵和屋麵上的活荷載、吊車荷載、雪荷載、風荷載、地錶或地下水的壓力(側壓力、浮托力)、流水壓力、融冰壓力、結構構件的溫、濕度變化作用。
4.1.4 偶然作用,係指在使用期間不一定齣現,但發生時其值很大且持續時間較短,例如高壓容器的爆炸力等,應根據工程實際情況確定需要計人的偶然發生的作用。
4.1.5 結構設計時,對不同的作用應采用不同的代錶值:對永久作用,應采用標準值作為代錶值;對可變作用,應根據設計要求采用標準值、組閤值或準永久值作為代錶值。
作用的標準值,應為設計采用的基本代錶值。
4.1.6 當結構承受兩種或兩種以上可變作用時,在承載能力極限狀態設計或正常使用極限狀態按短期效應標準組閤設計中,對可變作用應取其標準值和組閤值作為代錶值。
可變作用組閤值,應為可變作用標準值乘以作用組閤係數。
4.1.7 當正常使用極限狀態按長期效應準永久組閤設計時,對可變作用應采用準永久值作為代錶值。
可變作用準永久值,應為可變作用的標準值乘以作用的準永久值係數。
前言/序言
本規範根據建設部(92)建標字第16號文的要求,對原規範《給水排水工程結構設計規範》GBJ69—84作瞭修訂。由北京市規劃委員會為主編部門,北京市市政工程設計研究總院為主編單位,會同有關設計單位共同完成。原規範頒布實施至今已15年,在工程實踐中效果良好。這次修訂主要是由於下列兩方麵的原因:
(一)結構設計理論模式和方法有重要改進
GBJ69—84屬於通用設計規範,各類結構(混凝土、砌體等)的截麵設計均應遵循本規範的要求。我國於1984年發布《建築結構設計統一標準》GBJ68—84(修訂版為《建築結構可靠度設計統一標準》GB50068—2001)後,1992年又頒發瞭《工程結構可靠度設計統一標準》GB50153—92。在這兩本標準中,規定瞭結構設計均采用以概率理論為基礎的極限狀態設計方法,替代原規範采用的單一安全係數極限狀態設計方法,據此,有關結構設計的各種標準、規範均作瞭修訂,例如《混凝土結構設計規範》、《砌體結構設計規範》等。因此,《給水排水工程結構設計規範》GB]J69—84也必須進行修訂,以與相關的標準、規範協調一緻。
(二)原規範GBJ69—84內容過於綜閤,不利於促進技術進步
原規範GBJ69—84為瞭適應當時的急需,在內容上力求能概括給水排水工程的各種結構,不僅列入瞭水池、沉井、水塔等構築物,還包括各種不同材料的管道結構。這樣處理雖然滿足瞭當時的工程應用,但從長遠來看不利於發展,不利於促進技術進步。
給水排水工程構築物結構設計規範(GB 50069-2002)—— 深度解讀與應用指南 前言 給水排水工程作為城市基礎設施的重要組成部分,其構築物的安全與穩定直接關係到人民群眾的生命財産安全和城市的可持續發展。隨著城市化進程的加速和科技的不斷進步,給水排水工程的規模日益擴大,結構形式日趨復雜,對工程設計的科學性、可靠性和經濟性提齣瞭更高的要求。中國工程建設標準化協會發布的《給水排水工程構築物結構設計規範》(GB 50069-2002)自頒布以來,便成為我國給水排水工程領域結構設計的重要技術依據。 本書深入剖析GB 50069-2002規範的精髓,旨在為廣大給水排水工程的設計者、研究者、施工人員及相關管理人員提供一套全麵、係統、實用的技術指導。本書並非對規範的簡單復述,而是通過翔實的解讀、理論與實踐的結閤,幫助讀者深刻理解規範的各項規定、設計原則和技術要求,並能靈活運用到實際工程設計中,提升工程的質量與安全水平。 第一章 規範概述與核心理念 本章首先對《給水排水工程構築物結構設計規範》(GB 50069-2002)的製定背景、適用範圍、基本原則進行梳理。重點闡述規範在保障構築物承載能力、變形控製、抗震性能、耐久性等方麵的核心理念。通過對規範的總則、基本規定等內容的解讀,引導讀者建立對規範的整體認知框架。我們將探討規範如何體現結構安全、適用、經濟、綠色等現代工程設計的基本要求,並簡要介紹規範體係與其他相關國傢標準和行業標準的銜接關係,為後續章節的學習奠定堅實的基礎。 第二章 構築物荷載與作用 荷載是結構設計的基礎。本章將詳盡解讀GB 50069-2002規範中關於給水排水工程構築物各類荷載的取值、組閤及計算方法。內容涵蓋: 靜荷載: 構築物自重、覆土、水壓力(靜止水、動水)、設備荷載等。詳細講解各種荷載的確定依據,例如水壓力如何根據水深、密度等因素計算,覆土荷載如何考慮其性質和密度。 活荷載: 操作檢修人員、車輛等活荷載的取值原則及應用。 動力荷載: 泵、風機等設備産生的振動荷載,以及水錘、風振等動力作用的分析與計算。 特殊荷載: 冰荷載、雪荷載、溫度作用、不均勻沉降等特殊不利荷載的處理方法。 荷載組閤: 詳細介紹規範中規定的各種荷載組閤原則,包括基本組閤、準永久組閤等,以及不同組閤下的荷載效應計算。 通過本章的學習,讀者將能夠準確地確定構築物在各種工況下的荷載,為後續的結構分析和設計提供可靠的輸入。 第三章 結構材料與構件設計 本章聚焦於給水排水工程構築物結構設計中所使用的主要材料,並深入探討各類常用結構構件的設計方法。 材料性能: 詳細闡述混凝土、鋼筋混凝土、砌體、鋼材等結構材料的力學性能、物理性能及耐久性要求。分析不同材料在給水排水環境中的適用性,例如耐腐蝕性、抗凍性等。 混凝土結構設計: 基礎設計: 獨立基礎、條形基礎、筏闆基礎、樁基礎等的設計原則和計算方法,特彆關注地基承載力、沉降控製等問題。 牆體結構設計: 剛性基礎、重力式擋土牆、懸臂式擋土牆、錨杆擋土牆等的設計要點,以及防水、防滲的要求。 闆與殼體結構設計: 矩形闆、圓形闆、拱形闆、圓筒形殼體等在水池、水槽、隧洞等構築物中的應用,重點講解彎麯、剪切、撓度等驗算。 梁與柱設計: 梁的配筋計算、受力分析;柱的承載能力、穩定性計算,以及連接節點的設計。 砌體結構設計: 磚砌體、塊體砌體在構築物中的應用,以及強度、穩定性、防水等方麵的設計要求。 鋼結構設計: 鋼筋混凝土結構中的鋼筋配置原則、錨固、搭接等細節處理。 構件耐久性設計: 結閤給水排水工程的腐蝕性環境,重點介紹如何通過材料選擇、保護層厚度、混凝土配閤比設計等措施,提高構築物的耐久性。 第四章 特定構築物結構設計 本章將針對給水排水工程中常見的、具有代錶性的構築物類型,詳細解讀GB 50069-2002規範中的具體設計要求和方法。 水池與水箱: 儲水構築物(蓄水池、清水池、消防水池)、調節構築物(調節池)等的設計。重點分析水壓力、地麵荷載、溫度應力等作用下的設計,以及防水、防滲、防裂縫的處理。 水井與進水構築物: 飲用水水源井、取水構築物(進水塔、進水閘)的設計。關注水流動力作用、流速控製、防淤堵、防破壞等問題。 配水構築物: 配水井、分水井、水頭損失控製構築物等的設計。研究流體力學與結構設計的結閤,確保水流分配均勻、能量損失閤理。 泵房與附屬構築物: 泵房、變配電間、管理用房等結構設計,考慮設備安裝、運行、檢修的空間需求,以及隔音、減震的要求。 管道支架與穿越構築物: 管道支架(固定支架、滑動支架)、管道穿牆、穿頂構築物的設計,重點關注管道的位移、熱脹冷縮、地震時的變形對構築物的影響。 沉澱池與過濾池: 沉澱池(平流沉澱池、竪流沉澱池、輻流沉澱池)、過濾池(快濾池、慢濾池)等結構設計,考慮泥沙淤積、颳泥設備運行、水流均勻性等因素。 構築物連接與變形縫: 構築物之間的連接方式,以及伸縮縫、沉降縫、抗震縫的設計原則和構造要求。 第五章 結構抗震設計 鑒於地震對基礎設施可能造成的災難性影響,本章將重點闡述GB 50069-2002規範中關於給水排水工程構築物抗震設計的相關規定。 抗震設防要求: 根據構築物的重要性等級和地理位置,確定相應的抗震設防烈度和設計地震分組。 地震作用計算: 介紹不同構築物類型(例如剛性構築物、柔性構築物)的地震作用計算方法,包括反應譜法、等效側移法等。 構件抗震設計: 鋼筋混凝土構件的抗震構造措施,例如箍筋的配置、連接節點的設計等。 構築物整體抗震性能: 分析構築物在地震作用下的整體穩定性、變形能力,以及構築物之間的相互影響。 抗震措施: 針對水池、水箱、管道等關鍵構件,提齣具體的抗震加固或構造要求,例如防滑移、防傾覆等。 抗震設計實例分析: 通過具體案例,演示抗震設計的過程和方法。 第六章 構築物防水與防腐設計 給水排水工程構築物長期處於潮濕、腐蝕性環境,防水和防腐設計至關重要。本章將詳細介紹規範中關於這方麵的要求。 防水設計: 防水材料選擇: 聚閤物水泥砂漿、瀝青防水捲材、橡膠防水捲材、聚氨酯防水塗料等在不同部位的應用。 防水構造: 迎水麵防水、背水麵防水、結構自防水、塗膜防水、捲材防水等多種防水方式的組閤應用。 細部構造處理: 變形縫、穿牆管道、陰陽角等細部節點的防水處理是關鍵,本章將進行深入探討。 地下構築物防水: 針對地下水位、土壤侵蝕性等因素,提齣相應的防水設計策略。 防腐設計: 腐蝕性環境分析: 評估給水、排水介質的腐蝕性,以及土壤、大氣對構築物的腐蝕影響。 材料防腐: 混凝土的抗腐蝕性能提升,鋼筋的防銹措施(例如環氧塗層鋼筋、鍍鋅鋼筋)。 塗層防護: 采用耐腐蝕塗料保護混凝土錶麵,延長構築物使用壽命。 犧牲陽極保護與陰極保護: 在特定環境下,對鋼結構或金屬構件的防腐措施。 第七章 結構監測與維護 構築物的長期安全運行離不開有效的監測與維護。本章將介紹規範中關於結構監測和維護的要求。 結構監測: 監測內容: 沉降、位移、裂縫、滲漏、應力應變等關鍵參數的監測。 監測方法: 沉降觀測、位移監測(水準、GPS、全站儀)、裂縫觀測、滲漏水觀測、應變片監測等。 監測頻率與周期: 根據構築物的特點和使用情況,確定閤理的監測方案。 結構維護: 日常檢查: 定期對構築物進行外觀檢查,發現潛在問題。 定期檢測: 對構築物的結構性能進行定期、係統的檢測評估。 病害處理: 針對齣現的裂縫、滲漏、腐蝕等病害,采取有效的修復措施。 結構加固: 在構築物承載能力不足或齣現嚴重損壞時,進行結構加固設計與施工。 健康診斷: 結閤監測和檢測結果,對構築物進行健康診斷,預測其使用壽命,並製定相應的維護策略。 第八章 規範應用實踐與案例分析 理論聯係實際是學習的關鍵。本章通過選取實際的給水排水工程項目,詳細展示GB 50069-2002規範在設計實踐中的應用。 案例一:某城市給水廠清水池結構設計。 從荷載計算、材料選擇、構件設計、防水防腐、抗震設防等方麵,詳細解析設計過程,並與規範條文一一對照。 案例二:某汙水處理廠調節池結構設計。 重點分析汙水介質的腐蝕性對防腐設計的影響,以及大體積混凝土的溫控防裂措施。 案例三:某抽水站泵房結構設計。 突齣設備安裝、減震降噪、通風采光等特殊要求在結構設計中的體現。 通過這些案例的深入剖析,讀者將能更直觀地理解規範的應用,掌握解決實際工程設計問題的思路和方法。 第九章 發展趨勢與展望 最後,本章將對給水排水工程結構設計的發展趨勢進行探討,並展望未來。 智能化設計: BIM技術、參數化設計在構築物結構設計中的應用。 綠色與可持續設計: 節能降耗、材料循環利用、生態友好的設計理念。 高性能材料與技術: 新型混凝土、復閤材料等在給水排水工程中的應用前景。 智能化監測與運維: 物聯網、大數據、人工智能在構築物健康監測與管理中的應用。 應對氣候變化的設計: 極端天氣事件(如洪澇、乾旱)對給水排水構築物結構設計的影響。 結語 《給水排水工程構築物結構設計規範》(GB 50069-2002)是我國給水排水工程領域的一部重要技術規範。本書通過對該規範的深入解讀與應用指南,旨在幫助廣大工程技術人員更好地理解和掌握規範內容,提升工程設計水平,確保給水排水工程的安全、可靠、經濟和可持續發展。希望本書能成為您在給水排水工程結構設計道路上不可或缺的參考助手。