4结构上的作用4.1作用分类和作用代表值4.1.1水池结构上的作用主要可分为永久作用和可变作用两类。永久作用应包括结构自重、土的竖向压力和侧向压力、水池内的盛水压力、结构的预加应力、地基的不均匀沉降等；可变作用应包括池顶活荷载、雪荷载、地表或地下水压力（侧压力、浮托力）、结构构件的温（湿）度变化作用、地面堆积荷载等。4.1.2当结构承受两种或两种以上可变作用，承载能力极限状态按作用效应基本组合计算或正常使用极限状态按作用效应标准组合验算时，应采用标准值和组合值作为可变作用代表值。可变作用的组合值应为可变作用的标准值乘以作用组合值系数。4.1.3当正常使用极限状态按作用效应准永久组合验算时，应采用准永久值作为可变作用代表值。可变作用准永久值应为可变作用的标准值乘以准永久值系数。4.2永久作用标准值4.2.1结构自重的标准值，可按结构构件的设计尺寸与相应材料单位体积的自重计算确定，钢筋混凝土的自重可取25kN/m3；素混凝土可取23kN/m3。水池梁、板上设备自重的标准值，可按设备样本提供的数据采用。在构件上设备转动部分的自重及由其传递的轴向力应乘以动力系数后作为标准值，动力系数可取2.0。4.2.2作用在地下式水池上竖向土压力标准值，应按水池顶板上的复土厚度计算，并乘以竖向压力系数，压力系数可取1.0；当水池顶板的长宽比大于10时，压力系数宜取1.2。一般回填土的重力密度可按18kN/m3采用。:6·

4.2.3作用在水池上侧向的土压力标准值，对水池位于地下水以上的部分可按朗金公式计算主动土压力，土的重力密度可按18kN/m3采用。对水池位于地下水以下部分的侧压力，应为主动土压力与地下水静压力之和，此时土的重力密度应按有效重度计算，可按10kN/m3采用。4.2.4水池内的水压力应按设计水位的静水压力计算。对给水处理的水池，水的重力密度可取10kN/m"；对污水处理的水池，水的重力密度可取10～10.8kN/m。对机械表面曝气池内的设计水位，应计入水面波动的影响，可按池壁顶计算。4.2.5施加在水池结构构件上的预加力标准值，应按预应力钢筋的张拉控制应力值扣除相应张拉工艺的各项应力损失采用。当构件按承载能力极限状态计算且预加力为不利作用时，由钢筋松驰和混凝土收缩、徐变引起的应力损失不应扣除。4.2.6地基不均匀沉降引起的永久作用标准值，其沉降量及沉降差应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007确定。4.3可变作用标准值、准永久值系数4.3.1不上人水池顶盖的活荷载标准值可取0.7kN/m，准永久值系数可取0；上人水池顶盖的活荷载标准值可取1.5kN/m，准永久值系数可取0.4。4.3.2水池顶盖设计时，应根据施工条件验算施工机械设备的荷载，其标准值可按设备的使用重量采用，准永久值系数可取0。4.3.3雪荷载标准值及其准永久值系数，应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用。当顶盖上的活荷载大于雪荷载时，应只采用活荷载，反之应只采用雪荷载。4.3.4地下水（包括上层滞水）对构筑物的作用标准值，应按下列规定采用：1水池各部位的水压力应按静水压力计算。2地下水的设计水位，应根据勘察部门提供的数据采用可能·7·

出现的最高和最低水位公厕标准，并宜根据近期内变化和补给的趋势确定。 3水压力标准值的相应设计水位，应根据对结构的不利作用 效应确定取最低水位或最高水位。当取最低水位时，相应的准永 久值系数应取1.0；当取最高水位时，相应的准永久值系数，对地 下水可取平均水位与最高水位的比值。 4地表水或地下水对结构浮托力的标准值，应按最高水位乘 以浮托力折减系数确定。浮托力折减系数，对非岩质地基应取 1.0；对岩石地基应按其破碎程度确定，当基底设置滑动层时应取 1.0。

1地下或设有保温措施的有盖水池，可不计算温度、湿度变 化作用；暴露在大气中符合本规程有关变形缝沟造要求的水池池 壁，可不计算温、湿度变化对壁板中面的作用。 2暴露在大气中的水池池壁的温度变化作用，应由池壁的壁 面温差确定。壁面温差应按下式计算：

式中△t 壁板的内外侧壁面温差（℃）； h 壁板的厚度（m）; 入 混凝土壁板的导热系数，按表3.0.8采用； 混凝土壁板与空气间的热交换系数，按表3.0.8采 用； Tn一 壁板内侧水的计算温度（℃），按年最低月的平均水 温采用； 壁板外侧的大气温度（℃），按当地年最低月的统计 平均温度采用。 3暴露在大气中的水池池壁的壁面湿度当量温差 △t 可按

10C米用。 4温度、湿度变化作用的准永久值系数中qt宜取1.0计算。 4.3.6地面堆积荷载的标准值可取10kN/m，其准永久值系数 可取 0. 5。

5.1.1各种类别、形式的水池结构构件，均应按承载能力极限状 态计算。

温度作用应包括壁面温差和湿度当量温差，两者应取其中较 土算。

.1.5矩形多格水池应根据具体应用条件计算，一般按间格

5.1.6水池的地基反力，可按直线分布计算。 5.1.7 当地基承载力较高，且池底位于最高地下水以上时，池壁 基础可按独立基础设计。

5.1.6水池的地基反力，可按直线分布计算。

1矩形水池池壁的水平向计算长度应按两端池壁的中线距 离计算。 2 圆形水池池壁的计算半径，应为中心至池壁中线的距离。 3 池壁竖向的计算高度应根据节点构造和结构计算简图确 定：

1)池壁与顶、底板整体连接时，计算应按整体分析。池壁上下 端为弹性固定时，池壁竖向计算高度应为顶、底板截面中线距离； 池壁上端为弹性固定，下端为固定时，池壁竖向计算高度应为净高 加顶板厚度的一半。 2)池壁与底板整体连接，顶板简支于池壁顶部或二者铰接，池 壁与底板为弹性固定时，池壁竖向计算高度应为净高加底板厚度 的一半；池壁下端固定、上端自由时，池壁竖向计算高度应为净高。 3)池壁为组合壳时，池壁竖向计算高度的一端应计算至组合 壳中线的连接处。

5.1.9池壁与底板（基础）连接，底板（基础）视为池壁的固定支承

5.2承载能力极限状态计算

5.2.1水池结构构件按承载能力极限状态进行强度计算时，应采 用下列设计表达式：

式中结构重要性系数。在一般情况下水池安全等级取二 级,重要性系数取1.0; S一作用效应组合设计值； R一一结构构件抗力设计值，按现行国家标准《混凝土结构

设计值应按下列规定确定： 1按承载能力极限状态计算的作用效应基本组合，应按下式 计算：

S=YcCGiGik+c(CwFwk +CsvFsv,k+Cep · Fep,k +C,· Fpk +C,△sk)+YQ1 Cgwqgw,k+deYQ(CQQi +Cm9mk +C, : Fk) (5.

2按承载能力极限状态计算时，作用效应基本组合设计值应 根据水池型式及其工况取不同的作用项目组合。不同项目组合可 参照表5.2.2确定

表5.2.2强度计算的作用组合

注：1表中有“√”的作用为相应池型与工况应予计算的项目；有“^”的作用为应 按具体设计条件确定采用，当外土压无地下水时不计qgw； 2表中未列人地下式有盖水池池内有水的工况，但计算地基承载力或池壁与 池顶板为弹性固时计算池顶板，须予考虑； 3不同工况组合时，应考虑对结构的有利与不利情况分别采用分项系数； 2.3 当水池池壁采用独立基础，池壁按挡土（水）墙设计时，应

三：1表中有“√”的作用为相应池型与工况应予计算的项目；有“△”的作用为 按具体设计条件确定采用，当外土压无地下水时不计qgw； 2表中未列入地下式有盖水池池内有水的工况，但计算地基承载力或池壁

5.2.3当水池池壁采用独立基础,池壁按挡土(水)墙

符合下列规定： 1池壁基底的地基反力可按直线分布计算，基底边缘的最小 压力不宜出现负值（拉力），并应进行抗倾覆稳定验算。验算时作 用均取标准值，倾覆抗力系数不应小于1.5。 2当池壁基础与底板间设置变形缝时，应进行抗滑稳定验 算。验算时荷载均取标准值，抵抗力只计算永久作用，滑动抗力系 数不应小于1.3。 5.2.4当水池承受地下水（含上层滞水）浮力时，应进行抗浮稳定

验算。验算时作用均取标准值，抵抗力只计算不包括池内盛水的 永久作用和水池侧壁上的摩擦力，抗浮抗力系数不应小于1.05。 水池内设有支承结构时，还须验算支承区域内局部抗浮。

5.3正常使用极限状态验算

5.3.1水池结构构件按正常使用极限状态设计时，应分别按作用 效应的标准组合或准永久组合进行验算。结构构件的变形、抗裂 度和裂缝宽度计算值应满足相应的规定限值。

5.3.1水池结构构件按正常使用极限状态设计时，应分别按作用

裂度，并取作用效应的标准组合按下列规定确定： 1按正常使用极限状态验算时，作用效应标准组合的设计值 应按下式计算：

Sa=CGG1k+CwFwk+CsFsv,k+CepFep,k+C,Fp

2按正常使用极限状态验算时，作用效应标准组合的设计 值，应根据水池型式及其工况按表5.2.2选取不同的作用项目组 合

5.3.3当水池结构构件处于受弯、大偏心受压或大偏心受拉时

Sa=CcG1k +CwFwk +CsvFsv,k +Cep Fep.k +C, Fpk +CAsk +yaQCQQk+am Cm Qmk +daw Cgw Igw,k + datC,Fik

式中qQ 顶板活荷载的准永久值系数； qm一一地面堆积荷载的准永久值系数； qw一一池外水压的准永久值系数； qt一温(湿)度变化作用的准永久值系数。 2按正常使用极限状态验算时，作用效应准永久组合的设计 值，应根据水池型式及其工况按表5.2.2选取不同的作用项目组 合。

清水池、给水水质净化处理构筑物0.25mm； 污水处理构筑物0.20mm。 5.3.5钢筋混凝土水池结构构件处于轴心受拉或小偏心受拉时 应按下式进行抗裂度验算：

清水池、给水水质净化处理构筑物0.25mm； 污水处理构筑物0.20mm。

钢筋混凝土水池结构构件处于轴心受拉或小偏心受拉时 下式进行抗裂度验算： 对轴心受拉构件，应满足，

Nk

Nk 构件在作用效应标准组合下，计算截面上的纵向力 (N); ftk 混凝土轴心抗拉强度标准值（N/mm），按现行国 家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定采 用； An 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（mm）； αE 钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值； αct 混凝土拉应力限制系数,取0.87

2对小偏心受拉构件，应满

Nk: eo

式中eo 纵向拉力对截面重心的偏心距（mm）； 构件换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩（mm3）； A。 构件换算截面面积（mm）； Y 受拉区混凝土的塑性影响系数，按现行国家标准《混 凝土结构设计规范》GB50010的规定采用，矩形截 面取 1. 75 。

疑工绍构议 面取 1.75。 5.3.6钢筋混凝土水池结构构件处于受弯、大偏心受压或大偏心 受拉时，其最大裂缝宽度可按附录A计算确定。 5.3.7当钢筋混凝土水池构件支承竖向传动装置时，应按作用效 应准永久组合进行变形验算，其挠度计算值应符合下式要求：

式中 W 支承构件的挠度计算值（cm）； 支承构件的计算跨度（cm）。

5.4预应力混凝士水池计算

5.4.1预应力混凝土水池结构构件均应采用后张法

5.4.1预应力混凝土水池结构构件均应采用后张法施工，王要来 用千斤顶张拉（包括无粘结预应力）与绕丝张拉（仅用于圆形水池） 两种。

5.4.2预应力混凝土水池的主体结构构件应按承载能力和正常 使用极限状态进行设计，同时应结合具体情况进行施工阶段验算。 5.4.3预应力钢筋的张拉控制应力值con，应按现行国家标准 《混凝土结构设计规范》GB50010的规定采用。 5.4.4施加预应力时，混凝土的立方抗压强度不应低于设计混凝 土强度等级的75%。混凝土立方抗压强度应经试验确定。

和相应阶段预应力钢筋的应力，可按下式计算： 由预加应力产生的混凝土截面边缘法向应力.

相应阶段预应力钢筋的有效预应力α

式中A. 混凝土净截面面积（mm）； 混凝土净截面惯性距（mm） epn 混凝土净截面重心至预应力钢筋及非预应力钢筋 合力点的距离（mm）； yn 混凝土净截面重心至所计算纤维处的距离（mm）； Ocon 预应力钢筋张拉控制应力（N/mm）； 01 相应阶段的预应力总损失值（N/mm）； N. 后张法构件预应力及非预应力钢的合(1N)

月 合力点的距离（mm）； 混凝土净截面重心至所计算纤维处的距离（mm）； 预应力钢筋张拉控制应力（N/mm）； i一相应阶段的预应力总损失值(N/mm）; N。一后张法构件预应力及非预应力钢筋的合力(kN)。 5.4.6千斤顶张拉（包括无粘结预应力）时预应力钢筋中的预应 力损失，可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010与现 行行业标准《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ/T92的规 定计算。

5.4.6千斤顶张拉（包括无粘结预应力）时预应力钢筋中的预应

力损失，可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010与现 行行业标准《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ/T92的规 定计算。 5.4.7绕丝张拉预应力混凝土圆形水池时，预应力钢筋各阶段预

表5.4.7各阶段预应力损失的组合

计算，但预应力总损失的取值不应小于150N/mm；

式中u 钢筋与混凝土的摩擦系数，取0.65； ——锚具变形影响区中钢筋曲线段弧长的中心夹角（弧 度），

Si 钢筋锚固处至钢筋与池壁接触点的直线长度（mm）； α 锚具变形值（mm），对绕丝张拉一般采用的锥形锚夹 具,取5mm; R1 水池中心至预应力钢筋中心的距离（mm）； E。 钢筋弹性模量（N/mm）； Ss nin2 数，n2为锚固槽的个数）。 2混凝土局部压陷引起的预应力损失α12，可按下式计算；

Ocon 0.20)αcor 13= (0. 40 fptk

式中fptk一预应力钢筋强度标准值； 一一系数,对一次张拉取1.0;对超张拉取0.9。 4环向预应力钢筋由于混凝土收缩、徐变引起的预应力损失 值 a14 ,可按表 5. 4. 8 采用。

表5.4.8混凝土收缩、徐变引起的预应力损失值（N/mm

pc为混凝土的预压应力，此时预应力损失仅考虑混凝土预压前（第一批）的 损失，

2表中fcu为施加预应力时混凝土的立方抗压强度。 5环向预应力钢筋由于分批张拉引起的平均预应力损失值 ，可按下式计算：

O15=0.5αEμ0con

式中y 环向预应力钢筋的配筋率； αe一一钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值。 5.4.9装配式预应力混凝土圆形水池池壁与杯环的连接，在预加 力张拉阶段，池壁的环向力可按池壁底端为自由边界计算，竖向弯 距宜按池壁底端为铰接时计算弯矩的50%～70%采用。在闭水 试验和使用阶段，池壁的环向力和竖向弯矩均应按池壁底端为铰 接计算，但池壁底端的竖向弯矩宜按池壁沿高度的最大计算弯矩 采用。

5.4.10预应力混凝土水池结构构件的抗裂度，应按布

Osk 在荷载效应标准组合下，计算截面边缘的法向应 力； αcp 预压效应系数，对现浇混凝土结构取1.15；对预制 拼装结构取 1. 25。

结构的计算简图可按下列规

1散口水池 1)水池顶端无约束时应为自由端；水池与底板、条形基础或斗 槽连接时均可视池壁为固端支承。 2)池壁顶端以走道板、工作平台、连系梁等作为支承结构时， 应根据支承结构的横向刚度确定池壁顶端的支承条件为铰支或弹 性支承。 2有盖水池 1)当顶板为预制装配板搁置在池壁顶端而无其他连接措施 时，顶板应视为简支于池壁，池壁顶端应视为自由端；当预制顶板 与池壁顶端有抗剪钢筋连接时，该节点应视为铰支承；当顶板与池 壁为整体浇筑并配置连续钢筋时，该节点应视为弹性固定；当仅配 置抗剪钢筋时，该节点应视为铰支承。 2)池壁与底板、条形基础或斗槽连接，可视池壁为固端支承 对位于软地基上的水池，应考虑地基变形的影响，宜按弹性固定计算。 3当池壁为双向受力时，相邻池壁间的连接应视为弹性固定。 6.1.2池壁在侧向荷载作用下，单向或双向受力的区分条件应按 表 6.1.2 的规定确定

续表 6. 1. 2

注：表中LB为池壁壁板的长度，H，为壁板的高度

3当四边支承壁板的长度与高度之比大于2.0或三边支承 自由壁板的长度与高度之比大于3.0时，其水平向角隅处日 负弯矩Mcx应按下式计算（图6.1.3）

式中Mex 壁板水平向角隅处的局部负弯矩（kN·m/m）； me 角隅处最大水平向弯矩系数，按表6.1.3采用； 均布荷载值或三角荷载的最大值（kN/m） 9

3角隅处最大水平向弯矩系数m

注：表中hi、h分别为壁板底端及顶端的厚度

图6.1.3壁板水平向角隅处的局部负弯矩

当利用池壁顶端的走道板、工作平台作为池壁的支承构件 道板、工作平台和池壁的计算应符合下列规定（图6.1.4）： 走道板或工作平台的厚度不宜小于20cm，并应对其横向

5.1.4当利用池壁顶端的走道板、工作平台作为池壁的支承构件

受力进行计算。 2走道板或工作平台宜作为池壁的弹性支承。该弹性支承 的反力系数可按下式确定：

αT HB 6+ 128

图6.1.4走道板、工作平台作为池壁的支承构件

HB ng≥0.25ml b

6.1.5四边支承的双向板，在侧向荷载作用下的边缘反力，可按 下列规定确定(图 6. 1. 5):

下列规定确定（图6.1.5）：

下列规定确定（图6.1.5）：

（b）四边铰支承双向板承受三角形荷载

【α）四边铰支承双向板承受均布荷载（b）四边铰支承双向板承受三角形荷载

c）四边铰支承双向板承受边缘弯矩

图6.1.5四边支承双向板的侧向荷载

图6.1.5四边支承双向板的侧向荷载

1四边铰支承的双向板，在均布或三角形荷载作用下的边缘 反力，可按下式计算：

RLm=αLmqHB Ro=αtogHe

RHm=αHmqLB RHo =αH.qLB

中RLm 板LB边缘上的最大边缘反力（kN/m）； αLm 板LB边缘上的最大边缘反力系数，按附录B采用 RLo 板LB边缘上的平均边缘反力（kN/m）； αLo 板LB边缘上的平均边缘反力系数，按附录B采用 RHm 板HB边缘上的最大边缘反力（kN/m）； αHm 板HB边缘上的最大边缘反力系数，按附录B采 用； 板HB边缘上的平均边缘反力（kN/m）； αHO 板HB边级上的平均边缘反力系数，按附录B采用； 均布荷载值或三角形荷载的最大值（kN/m）。 2四边铰支承的双向板，在边缘弯矩作用下的边缘反力，可 下式计算：

RLs= βLsHe M RLo=βLo He M Mo RHs=βHs LB Mo

式中RLs 板LB边缘上中点的边缘反力（kN/m）； βLs一 板LB边缘上中点的边缘反力系数，按附录B采用； RLo一 板LB边缘上的平均边缘反力（kN/m）； BL.o 板LB边缘上的平均边缘反力系数石化标准，按附录B采用； RHs 板HB边缘上中点的边缘反力（kN/m）； βHs 板HB边缘上中点的边缘反力系数，按附录B采 用； RHo 板HB边缘上的平均边缘反力（kN/m）：

图6.1.6三边固定、顶端自由双向板的侧向荷载

6.1.6三边固定、顶端自由双向板的便

RLm=LmqHB RLo =LoqHB RHm=HmqLB Ro=YHoqLB

式中YLm 板LLm边缘上的最大边缘反力系数，按附录C采用； YLo 板LLm边缘上的平均边缘反力系数，按附录C采用； YHm 板HB边缘上的最大边缘反力系数，按附录C采用； 板HB边缘上的最大边缘反力系数，按附录C采用； 6.1.7在四边支承的双向受力壁板间，节点按弹性固定作整体连 续分析时，宜按四边铰支的双向板在侧向荷载和各种边缘弯矩共 同作用下迭加组合计算。四边铰支的双向板，在边缘弯矩作用下 的跨中弯矩，可按下式计算（图6.1.7）：

5.1.7在四边支承的双向受力壁板间，节点按弹性固定作整体连

城镇建设标准M, =mxM M, =m,M

7 四边铰支双向板在边缘弯矩作用下