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中华人民共和国行业标准


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P                                     (JJ 105 2005

城馈供热管网结构设计规范

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2005 09 16 发布            2005 12-01 实施

中华人民共和国建设部

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中华人民共和国行业标准

城镇供热管网结构设计规范

for StnJCtUntl design Of healing PiPelineS In City and town

CJJ 105-2005

J 457-2005

批准部门:中华人民共和国建设部

实施日期:2()5年〔21 H

中国建筑工业岀版社

2005北京

中华人民共和国建设部

公 告

367

建设部关于发布行业标准《城镇供热管网 结构设计规范》的公告

现批准《城镇供热管网结构设计规范》为行业标准,编号为 CJJ 105- 2005,2005 12 M 1 Fl起实施。其中,第 2.(). 6., 2.0.72.0.114. 2. 14.2. 66. 0. 6 (A)条(款)为强制性 条文,必须严格执行。

本规范巾建设部标准定额研究所组织中国建筑匚业出版社出 版发行。

中华人民共和国建设部

2005 9 J] Ifi [1

屮华人民共和国行业标准

城镇供热管网结构设计规范

Cυde for SIrueIural design Of hcaτing PiPeIineS in CiTy and town

CJJ 105-2()0^

中国建貌工业出版社出版、发彳ʃ (北京I再郊门万击} 新华 B店经销 北京密右幺I光制版J ,制版

化朮巾-兴顺印刷厂印刷

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幵木*Wall龄毫米]/32印张:)数:成>「字

Wx)SIlH第一版 以风年11月第-次印刷 印数1 IgoO册   定价*1Atw

统-拉号“512 * m)3()

版权所有翻印必究

如有印装质蛍问题「可寄本社退换

〔邮政编码100037)

木社网址;htip /7Www∙ cabp* CorrL Cn

网书½ : http//WWw- ChiTIa bUiIding, corn. Cr)

1 总则

2材料

3结构上的作用

3.1作用分类及作用代表值

3.2永久作用标准值

3.3可变作用标准值及准永久值系数

4基本设计规定

4.1 一般规足

1.2璃载能力极限状态计算规足

4.3正常使用极限状态验算规定

5静力计算

*1 管沟及检查室

5.2架空曾道支架

6 构造要求

附录A管沟及检查室结构受热温度计算方法

附录B管沟及检査室结构十压力标准值的确定

附录GIfli车辆荷载対管沟及检查宰结构作用标准

值的计算力法

附录L)柔性支架,刚性支架的判别

附录E钢筋混凝土矩形截面处于受弯或大偏心受拉

(压)状态时的最大裂缝宽度计算

本规范用词说明

条文说明

H

根据建设部建标Γ2OO21 号文的要求.规沌编制组在广 泛调査研究,认真总结实践经验"参考仃关标准敢基础上,制定 了本规范。

本规范的主要技术内容:L总则;2.材•料;3.结构上的作 Jlb 4-基本设计规定;5.静力计算;6.构造賑求。

本规范巾建设部负责管理和对强制性条文的解释.由i编单 位负责具体技术内容的解释..

本规范主编单位:北京市煤气热力工程设计院有限公司(地 址:北京巾西单北大街小酱场胡同甲40号;邮政编码: 100032)

本规范参编单位;北京市市政工程设计研究总院

北京交通大学

中国市政工程东北设计研究院 中国市政I程西北设计研究院 北京/L维地下工程右限公河

本规范主要起草人:陆景慧雷杠泰翟.荣屮杨成永

IH淞英刘安樊锦仁陈浩生

1总、

ι.o. 1为在城镇供热管网结构设计中贯彻执行国家的技术经济 政策,做到技术先进、经济合理、安全⅛m.确保质量,制定本 规范。

1.0.2本规范适用于城镇供热管网工程屮下列结构的设计:

1放坡开挖或护壁施匸的明挖管沟及检查室;

2独立式管道支架,包括固定支架、导向支架及活动支架。 I-0- 3直埋敷设热力管道固定墩结构设计及检查室结构抗倾覆、 抗滑移稳定验算应符合国家现行标准《城镇直埋供热管道匸程技 术规m CJJ/T 81的规定。

L 0-4城镇供热管网结构设计,除应符合本规范外,尚应符合 国家现行有关标准的规定。

2.0.4混凝土的抗渗等级

戢大作川水头勺混凝土构件N度比值5

抗渗等级Pi

<-.10

PI

Iof :归

IY

.>30

F8

注:抗滲等皴PI的定义系指龄期为2&1的混凝E构件.施jjllʃ ZO. IMK1水原后满

足不渗出指标。

2.0.5最低月平均气温低于TC的地区.受冻融影响的结构混

凝土应满足抗冻要求,并按表2. 0. 5的规定确定,

2.0.5混凝土的抗冻等级

'、、、  「作条件

位十水位廊落区及以卜-部位

位于水位涨落 区以I-一部位

IS

M平均气温

冻融循环 总次数(}0

冻繼循环 总次数<100

低于-IE:

F300

F2{jt)

■- IoT:

F2⅛0

Fl 50

注> 1混凝土的抗冻等级Fi.華指岭期为28d的混凝土试件经冻融循坏,次作用 后.其强度降低不趙过25%.車:段损失不超过5%

2冻融循邸总次数系指…年内气温从十:洩:以上降至一31:以下,然后问升至 I 3°CL的交替次数.

2.0.6结构混凝土中的碱含量不得大于3.()kg∕m

2. 0,7结构混凝土中的氯离子含量不得大于().2%

2.0.8在混凝七中掺用外加剂的质量及应用技术应符含现行国 家标准《混凝土外加剂》GB 8076,《混凝土外加剂应用技术规 范》GB 50119的规定。

2.0.9在管道运行阶段,当受热温度超过2(}Tfl4,管沟及检查 室结构混凝上的强度值及弹性模崑值应予以折减,不同温度作用 下的折减系数应按表2. 0. 9的规定确定。结构构件的受热温按叮 按本规范附录A的规定计算确定。

2. 0.1结构丁.程材料应根据结构类型、受力条件、使用要求和 所处环境等选用。

2.0.2结构混凝七的最低髄度等级应满足耐久性求,14不应 低「表2.0.2的规定。对于接触侵蚀性介质的混凝土,其最低强 度等级尚应符合现行有关标准的规定。

2.0.2结构混凝土的最低强度等级

结构类别

最低儷慌等级

管沟及榆査宰

盖板、底板、側墙及梁、柱结构

以,

架牛營道支架

柱下独立HE

C20

______支架结构______

C

:非严寒和II寒冷地区露天邱境的架空管道支架.其支架结构混擬土的段低强

度箸级诃降低一个等⅛L

2.0.3混凝上、钢筋的设计指标应符含现行国家标准攻混凝十一 结构设计规范》GBS(X)JO的规定“

钢材的设计指标应符合现行国家标准义钢结构设计规范》 GB 50()17的规定。

砌体材料的设计指标应符合现行国家标准《砌体结构设计规 范》GB 5()003的规定。

2.0.4位于地下水位以下的管沟及检査塞.应釆用抗渗混凝土 结构,混凝七的抗渗等级应按表2.0. 4的规定确定。相应混凝七 的骨科应选择良好级配;水灰比不应大f 0-5,

当混凝土满足抗渗要求时,可不做其他防渗处理。对接触侵 蚀性介质的混凝土,应按现行有关标准戒进行专门试验确定防腐 措施。

3结构上的作用

31作用分类及作用代表值

3.1.1结构上的作用可分为F列三类:

1永久作用,主要包括结构自直、竖向土压力、侧向土压 力、热力管道及设备自重、地基的不均匀沉降等。

2可变作用,主要包括地面车辆荷载、地面堆积荷载、地 去水或地下水的静水压力(包括浮托力)、固定支架的水平推力、 导向支架的水平推力、管道位移在活动支架结构上产生的水平作 用、架空管道支架上的风荷载、检修操作*台上的操作荷载、温 度影响、吊装荷载、流水压力、融冰压力等。

3偶然作用,指在使用期间不一定出现.但发生时其值很 大Fl持续时间较短,如爆炸力、撞击力等,应根据工程实际情况 确定需要计入的偶然作用。

3. L 2结构设计时,对不同作用应采用不同的代表值:对水久 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“

作用的标准值,应为设计采用的基本代表值。

对偶然作用应根据工样实际情况,按结构使用特点确定其代 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 限状态按基本组合设计或IE常使用极限状态按标准组合设计中, 对可变作用应按组合规定,釆用标准值或组合值作为代表值。

可变作用组合值,应为可变作用标准值乘以作用组合系数。

3.1.4 iE常使用极限状态按准永久组合设计时,应釆用准永久 值作为可变作用的代表值。

可变作用准永久值,应为可变作用标准值乘以作用准永久值

2.0.9混凝土在温度作用下强度值及弹性模員值的折减系数

折诚项H

受热温 (V)

受热温度的取值

ZCl

IUO

轴心抗压强度

LO

CL

0. 80

轴心芟JI及轴心受R时取计算截面的平均

轴心抗抑强度

1. U

C. 70

温度,弯Im堂压时取表血最商受热温度

弹性模•址

1.0

S %

O- 75

承载能力•扱限状态计算时,取构件的平均 温度,正常使用极限状态.捻算时.取内应JfU' ⅛⅛⅛⅛A

注:当受热温度为中间值时.折减系数值叫线性内插求很。

2.0.10 位于地下水位以上的管沟及检g⅛∏]采用砌体结构。

2.«. 11砌体结构管沟及检查室的砌体材料,应符合下列规定:

1烧结普通砖强度等级不应低于MlJlO;砌筑砂浆应采用 水泥砂浆,其强度等级不应低于M7. 5o

2石材强度等级不应低于MU30;砌筑砂浆应采用水泥砂 浆,其强度等级不应低于M7.5o

3蒸压灰砂砖强度等级不应低于MU15砌筑砂浆应采用 水泥砂浆,其强度等级不应低于MIOO

4混凝土砌块强度等级不应低于MU7.5;砌筑砂浆应采用 砌块专用砂浆,其强度等级不应低于M7.5o混凝土砌块砌体的 孔洞应采用强度等级不低于Cb20的混凝土灌实。

设计规范》GB 50007的有关规定计算确定。

3.3可变作用标准值及准永久值系数

3.3.1地面车辆荷载对管沟及检査室结构的作用标准值及准水 久值系数应按下列规定确定:

1地而车辆载重等级、规格形式应根据地面车辆运行情况 并结合规划确定。

2IHi车辆的载重、车轮布局、运行排列等,应按国家现 行标准《公路桥涵设计通用规范》JTG [)60的规定确定。

3地面壬辆荷载对结构的竖向压力及侧向压力标准值,可 按本规范附录C的规定计算确定。

4地面车辆荷载准永久值系数由应取0.5O

3.3.2地面堆积荷载标准值可取10kN∕nr ,其准永久值系数电 可垠0.5

3.3.3埋设在地表水或地下水以下的管沟及检查空结构,应计 算作用在结构上的静水压力(包括浮托丿J),作用标准值及准永 久值系数应按卜冽规定确定:

1水压力标准值和应的设计水位,应按水文部门或勘察部 I' J提供的数据采用。

2地表水或地卜水的静水压力标准值应按设计水位至计算 点的水头髙度勺水的重力密度的乘积计算。

3地表水的静水压力水位宜按设计频率1 %采川。相成准 永久值系数,当按最高洪水水位计算时,可取常年洪水位⅛⅛ι⅛ 洪水位水压头高度的比值。

4地卜水的静水压力水位,应考虑近期内变化的统计数据 及对设计基准期内发展趋势的变化进和综合分析.确定其可能出 现的最髙及最低水位,

应根据対结构的作用效应,选定设计水位,,相应的准永久值 系数,当采用最髙水位时,可取平均水位⅛M¾水位的比值"当 采用ιi⅛低水∖ V-T也应取1 * () C

系数。

3.1.5使结构或构件产生不可忽略的加速度的作用.应按动态 作用考虑,可将动态作用简化为静态作用乘以动力系数后按静态 作用计算。

3.2永久作用标准值

3- 2.1结构向重标准值,可按结构构件的设计R 'J 材料单位 体积的自重计算确定。

3. 2.2管沟及检查室结构上的竖向土压力及侧向土压力标准值, 应按本规范附录B的规定计算确定。

3.2.3热力管道及设备自重标准值,应按下列规定计算确定:

1热力管道及设备自車标准值,应为管材、保温层、管内 介质及管道附件自車标准值之和。

2蒸汽管道的管内介质自重标准值,在管道运行阶段,应 根据管道运行丄况和疏水设备布置情况进行分析,汽可能有冷凝 水积存时,应考虑管道内的冷凝水积存量;在管道试压阶段,应 按管道充满水计算。

3作用在管道支架结构上的管道自重标准值.应计入管道 失跨的影响,作用标准值应按下式计算:

G =也L              (3.2.3)

式中G——支架结构上的管道自重标准值(kN)

A  管道失跨系数,一般取L 5,当有诃靠T.程经验时,

可迁当减小;

q一单位长度管道自車标准值(kN/rn)

L-- W道跨距(m),若更架两侧的跨距不等时,可取平 均值。

对恭汽管网紧邻管道阀门及弯头的管道支架,在管道运行阶 段,作用在结构上的管道自重标准值直按动态作用考虑,动丿J系 数可取1.5.

3.2.4地基的不均匀沉降,应按现行国家标准《建筑地基基础

3.3丄 不同材料之间的摩擦系数

材料类别

摩據系数

沿钢滑动

CL 3—0. 3Fi

钢沿混擬土滑动

0. 6

聚四範乙烯沿不锈钢或懒铭钢滑动

0. 1

钢沿钢滚动

0. i

注:IrUT管沟及检査室内或室外露天环境的活动支架,钢沿钢稲动摩擦系数徉按 高限取值C

3柔性支架上的水平作用,其标准值应按公式3&6-33- 3. 6-4计算,荷载作用点取管托底面,

L   3 y&

(3. 3. 6-3)


-F

_ 3EJ

(3. 3∙ 6-4)


"-Ri              -------- '

式中Ftx, Fty -一分别为管道位移在柔性支架柱匸产生的沿 截面厶3,物主轴方向的水平作用标准值 (N)

E'Efy-  分别为支架柱対T ʃɪ丿两主轴的截面刚度

(N *mm2),对钢筋混凝土柱分别取 0. 85EJX√O. 85EJy. E为支架柱材料的弹 性模量(N∕mn√ ),虬为混凝土的弹性模 量;

Ii—— 白支架基础顶面至管道管托底面的支架高度 (mm)

4 悬吊支架上的水平作用,其标准值应按公式3. 3. 6-53. 3. 6-6计算,荷载作用点取吊杆支座。


(3. 3. 6-5) (3. 3. 6-6)

5浮托力标准值应按最高水位至结构底板底面(不包括垫层) 的水头高度与水的重力密度的乘积计算。对岩石地基,当有可靠工 程经验时,浮托力标准值可根据岩石的破碎程度适当折减。

6地表水或地下水重力密度标准值可取10kN∕m

3.3.4固定支架的水平推力,其标准值应根据管网的布置及运 行条件确定;相应的准永久值系数们可Jfe 1-0„

3-3-5导向支架的水平推力,其标准值应根据管网的布置及运 行条件确定;相应的准永久值系数们可取1.0

3.3.6管道位移在活动支架上产生的水平作用,其标准值应按 下列规定确定;相应的准永久值系数也可取1.。。

1对于支架柱嵌固于基础的独立式活动支架,应对支架结 构进行刚性支架、柔性支架的判别,判别方法应符合本规范附荥 D的规定。

2刚性支架上的水平作用,其标准值应按公式3. 3. 6-13.3.42计算,荷载作用点取管托底面。

Ftn. = --          μG (3. 3. 6 1)

VZ(TyAJ 2 I- ( K∆y)z


-,- Jf一…. μG χ/ C ∕y∆x )2 4' C 1 κ∆y )^^

(3. 3. 6-2)


式中 FEJ爲---分别为管道位移在刚性支架柱上产生的沿 截面:rN两主轴力向的水平作用标准值 (kN)

厶厶一-分别为管道在支架处沿支架柱截而八丿两 主轴方向的位移值(mm),应根据管网的 布置及运行条件确定;

μ--摩擦系数。不同材料之间的摩擦系数可按表 3. 3. 6的规定确定。

ΛJy——分别为支架柱截而对于.ty两主轴的惯性 矩(mτn1) O

3.3. 11跨越河流、湖泊的架空管道支架杜上的流水压力标准 值.应根据设计水位按下式计算:

咒心=K「穿A        (3.3- ID

2g

式中氏心流水压力标推值(kN)

Kt 一支架柱形状系数,可按⅛3.3. 11的规定确定;

VV-■-水流的平均速度m/s)

g—.审:力加速度In∕s2

A --支架柱阻水面积n?),应计算至最低冲刷线

3. 3.11支架柱形状系数Kr

形状

方形:

矩:形

圆形

尖端形

氏圆形

Kl

L 47

L 28

0. 7«

S 39

流水压力标准值的相应设计水位,应根据对结构的作用效应 确定取最低水位或最高水位。当取最商水位时,相应的准永久系 数可取常年洪水位LJ最高水位的比值.当取最低水位时,5 取 1.。。

3-3.12跨越河流、湖泊的架空管道支架柱上的融冰压力,其标 准值可按下列规定确定。简载的准永久值系数.东北地区和新疆 北部地区旳可取0. 5;其他地区电叮取饥,

1作用在具有竖直边缘支架柱上的地冰压力标准值,明按 F式计算:

Flk = mt,∕ι⅛              (3. 3. 12 -1)

式中Flfc——竖直边缘支架柱上的通冰压力标准值kN)

mh-  支架柱迎水面的体形系数,方形时为1.0;圆形时

0.9尖端形时应按表3.3, 12的规定确定;

一冰的极限抗压强度(kN∕m≡),当初融流冰水位时 可按750kN∕n√采用;

I支架柱在设讣流冰水位线匕的宽度m)

IJ

式中F血、% ——分别为管道位移在悬吊支架吊杆上产生的沿 截面尤、了两主轴方向的水平作用力标准伯: (kN)

LR-------吊杆长度(InnI) O

5 管道滑动支墩上的水平作用,其标准值应按公式

3. 3- 413. 3. 6 2计算,荷载作用点取管托底Ifik

3.3.7架空管道支架结构设计应考虑由管道传来的横向风荷载, 其标准值应按下列规定确定;相应的准永久值系数⅛⅛可垠0

1作用标准值应计人管道失跨的影响,并应按下式计算:

FWii = AWlj)L                  (3. 3. 7)

式中FWk  管道支架”的风荷载标准值(kN)

λ——管道失跨系数.应按本规范第3.2.3条的规定确 定;

Sk―-风荷载标准值(kNΛ√),应按现行国家标准《建 筑结构荷载规范》GB託鵬9的规定确定;

D--一含保温层的管道外径(m)

L——管道跨距(m),若支架两侧的跨距不等时,Uj取 平均值。

2荷载作用点取管道中心。

3.3.8热力管道检修操作平台上的操作荷载,包括操作人员、

•般工具、零星材料的自重,可按均布荷载考虑,其标准值可収

2. 0kN∕mj ;荷载准永久值系数勤可取0.6 O

对于露天检修操作平台.当按本规定取用操作荷载时.可不 考虑宓荷载的作用O

3.3.9混凝土结构管洶及检査宰,应专虑在管道运行阶段结构内、 外壁面温差対结构的作用。壁面温差作用标灌值可按本规范附录A 的规定计算确定;温度影响作用的准永久值系数饱仰取1.0“

3-3- 10对「通行管沟及检查室结构,应考虑管道安装及检修阶 段的吊装荷载,荷载标准值釆用所起吊管道、设备的自重标准 值;荷载准永久值系数⅛⅛可取()。

IO

4基本设计规定

4. 1 一般规定

4.1.1本规范釆用以概率理论为基础的极限状态设计方法,除 验算结构抗倾覆、抗滑移及抗浮外,均应采用含分项系数的设计 表达式进行设计。

4.1. 2结构设计应计算下列两种极限状态:

1承载能力极限状态:在管道安装、试压、运行及检修阶 段,对应于结构达到最大承载能力,结构或结构构件及构件连接 因材料强度被超过而破坏;结构因过量变形而不能继续承载或丧 失稳定(如横截面压屈等);结构作为刚体失去平衡(如滑移、 倾覆、漂浮等八

2正常使用极限状态:在管道运行阶段,对应于结构或结 构构件正常使用或耐久性能的某项规定限值,如结构变形、影响 耐久性能的控制开裂或局部裂缝宽度限值等。

4.1.3管沟及检查室结构及结构构件的承载能力极限状态设计, 应包括下列内容:

1管道运行阶段结构构件的承载力计算。对通行管沟及检 查室,尚应进行管道安装或检修阶段起吊管道、设备时结构构件 的承载力计算;对需揭开盖板进行管道检修的管沟及检查宰尚 应进行管道检修阶段结构构件的庶载力计算;对设冇固定支架的 管沟及检查宅结构、蒸汽管网设冇活动支架的管沟及检査室结 构.尚应进行管道试压阶段结构构件的承载力计算。

2设有固定支•架.导向支架及活动支架的管沟及检查室结 构,管道运行阶段结构作为刚体的抗滑移、抗倾覆稳定验算。对 设有固定支架的管沟及检查室结构、蒸汽管网设有活动支架的管 沟及检查室结构尚应进行管道试压阶段结构作为刚体的抗消

——冰层厚度m),应按实际情况确定。

3.3.12尖端形变架柱体形系数n⅛

尖端形支槃柱迎水流向角度

60°

75"

IΞtΓ

h

0. 6

0. 63

0, 69

0. 73

0.81

2作用在具有倾斜破冰棱的支架柱上的融冰压力标准值, 可按下列公式计算:

FIek = ʃiwiɪ               (3- 3. 12-2)

Fitlkk = fthgθ             (3. 3. 12-3)

式中Fg  -竖向冰压力标准值(kN)

Fm.k---水平向冰压力标准值kN);

—冰的弯曲抗压极限强度kN∕π√),可按0.7JG 采用;

O--破冰棱对水平线的倾角(°)。

4. L9对结构的内力分析,均应按弹性体系计算,不应考虑由 非弾性变形所引起的蜩性内力車分布

4.2承载能力极限状态计算规定

4. 2.1结构按承载能力极限状态进行设计时,除验算结构抗倾 覆、抗滑移及抗浮外,均应采用作用效应的基本组合,并应釆用 下列设计表达式进行设计:

‰S≤R               (4. 2. 1)

式中Yo——结构的重要性系数,不应小于LO;

S——作用效应基本组合的设计值; R——结构构件抗力的设计值。

4.2. 2作用效应駐木组合的设计值,应按下式计算:

M                          TT

S =7λfS<√k ⅞⅛J                 (4. N. 2)

T 1                 「T

式中•一第I个永久作用的分项系数;

7⅛    J个可变作用的分项系数;

SCtk -按第,个永久作用标准值G,"计算的作用效应值;

S臥  按第J个可变作用标准值Q,k计算的作用效应值;

Ψ~∙可变作用的组合系数,可取饱=0∙9;

m——参与组合的永久作用数;

…参与组合的可变作用数。

4- 2.3永久作用的分项系数.应符合下列规定:

1当作用效应对结构不利时,对结构自重应取1.2,其他 永久作用均应取1.27

2当作用效成対结构有利时,均应取1.0

4. 2.4可变作用的分项系数均应取1. 4

4.2.5结构上的作用组合工况应符合F列规定:

1管沟及检查室结构上的作用组合,应按表4. 2. 5-1的规 定确定。

移、抗倾覆稳定验算。

3当结构位『地下水位以下时,管道运行阶段的结构抗浮 稳定验算。对需揭开盖板进行管道检修的管沟及检查室,尚应进 行管道检修阶段的结构抗浮稳定验算。

4预埋件设计。

4. 1.4固定支架、导向支架及活动支架结构及结构构件的承载 能力极限状态设计,应包括下列内容:

1管道运行阶段结构构件的承载力计算。对固定支架及蒸 汽管网的活动支架,尚应进行管道试压阶段结构构件的承载力计 算。

2管道运行阶段架空管道支架基础的抗滑移、抗倾覆稳定 验算及地基承载力计算。对固定支架及蒸汽管网的活动支架,尚 应逬行管道试压阶段支架基础的抗滑移、抗倾覆稳定验算及地基 承载力计算。地基承载力计算应符合现行国家标准《建筑地基基 础设计规范》OB 50007的有关规定。

3预埋件设计。

4.1.5预制混凝土滑动支墩的结构设计,应包括下列内容:

1管道运行阶段墩体及其底部坐浆的承载力计算.对蒸汽 管网尚应进行管道试压阶段墩体及其底部坐浆的承载力计算。坐 浆承载力计算应符合现行国家标准《砌体结构设计规范》 GB 5∞03的有关规定。

2管道运行阶段墩休的抗倾覆稳定验算。对蒸汽管网尚应 进行管道试压阶段墩体的抗⅛St覆稳定验算。

3预埋件设计。

4.1. 6混凝十.结构构件上的预埋件设计应符合现行国家标准 《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。

4.1.7管沟及检查室的预制盖板、钢筋混凝土预制装配式管道 支架,应进行构件吊装的承载力验算,构件上的作用按其自牽乘 以动力系数计算,动力系数可取∙5°

4.1.8架空管道独立式活动支架不宜采用钗接支架及半饺接支架。

续表 4. 2. 5-2

结构 类翠

I况及邸境

i

k久外

怦道 及设 ⅛π

地埴 的不 均勻 沉降

饰宣 水平 作川

操作

荷载

F

横何 风荷 载

:用

流水

⅛ lli 支架

管沟或检査 室内支栗

架个「I或上 支架「-天-帀

VZ

、了

Δ

V

j∆

v__

活动 支架

管價 运彳丁 I,

管沟或检査 室内支架 FF I Ml.r.

V

V

____

Vz

V

£

√ _

"2Γ'q

×/

牢内

V

•/

v`

V

V'

试压

I

V

V

架空 支架•

2αT.^

V

V'

V

釆屮

V

I

/\

_ Vz _

X/.

/<

江:1占中扣的作用为相应工况及环境应r计算的项I",∕δγ' rt⅛fr川 应按JHΨ⅛il⅜件确建采用,

2对于活或殳架.h管道试压■「祝卜应计人莒道偏心安装的κ⅛i f,l^∙M½ 彳「「况H⅛i-Λn道运行时热膨胀引起的偏心影响.普道偏心距应根据管 网的⅛K'√⅛⅛ifj∙条件确定。

4. 2.6结构在组合作用下的抗倾覆、抗滑移及抗浮验算,均应 采用含设计稳定性抗力系数K)的设计表达式。K*值不应小 于表4. 2.6的规定。验算时,抗力只计入永久作用;抗力和滑动 力、倾覆力矩、浮托力均应采用作用的标准值。

4. 2.6结构的设计稳定性抗力系数K,

_ ____ 结构失稳特__ ___

设计稳性抗力系K _

金构承受水菖乍用F有浦基底滑动可丽

___    1.3     _

结构承受水平作用, 有倾覆可能性

i   管沟、检查室 __

___     L5__

滑动支嫩桑空管道动旻寂

2.0

架空管逾固宼薮向姦"

2.5______

管淘或检查室漂浮

i曹道检阶段一―~—

______ L 05     _

—I道运行航段  -

I. I

4. 2. 5 1管沟及检查室结构上的作用组合

工况 类别

X •作!

fl

可变作用

结构円車一

管道 及没 备口

■U.IUJ

一基不匀降一

-地的均沉

地面车辆

地面堆积

静水压 力(包 括浮托 力)

佇道水 平作用

温度

膨响

吊装

荷载

操作

优载

竖 向

側 向

~δ~

v'

VJ

Jz

V

_A_

V

V

»

Jj)_

V

/

WJ

Vz

-•

IZ

V

V

V

V

z

V

V

7~∑—

⅛: 1 T.况类别:1为管道运狂上况* ⑵为揭开盖板进汀管边检修丄况; ⑶为通行管沟及⅛f⅞⅛在管道安装或检修阶段起吊借适、设备丄况; U)为管道试压「一况;

2表中打b+t,的作用为相成T一况应『计算的项口;打“△”的作用应按具 体设计条件确定采用;

3地面车翘荷载和地面堆积荷载不应同时计算・应根据不利没计条件计入其 中一项;

4 一匚况 以)在计算静水任力及浮托丿J时,地卜水位不应高于恻墙侦端:

5工况<2在计算结构闩重时,不应计入预制盖板

&管道水平作用・包括固定支架的水Yffl-Jj.导向支槊的水平推丿J及管谊位 移在活动支架结构I•一产生的水平作用;

ʃ操作荷载系指检修操作甲-合L的操作荷载.

2管道支架结构上的作用组合,应按友1.2.5-2乾规定确定。

4. 2.5-2管道支架结构上的作用组合

结构

类型

.丄况及环境

永久作用-

可变作用

结构向«一

道设自貫 管及备

地基 的本 均匀 沉降

作载 操荷

横向

风佝 载

水力 流压

融冰 压力

固定 支架

道行况

一管运工

I

管沟或检査 室内支架

架空

1

V

V

ʌ

V

V

水中

7

V

Δ

v"

、財

骨道 试压 工况

管淘成检査 室内支架

V

V

架空 支架

陆上

V

V

A

V

水中

V

V

V

Δ

2检查室及管沟结构承受管道水平作用时的抗滑移稳定可 按F式验算(图4.2.7)

d(KJAtk — 2//KElytk)2 + (KHFyk 2∕^ι EFLXhk

≤ Glk + (Gk +GQ∕⅛              (4.2* 7-2)

式中F土- 沿检查室结构κ•轴方向(或管沟结构纵向)的管

道水平作用标准值kN)

FM—-沿检查室结构X轴方向(或管沟结构横向)的管

h)结构平面受力简图

4.Ξ-7检査室(管沟)结构抗滑移稳定验算示意

4.2.7进行结构承受水平作用的抗滑移稳定验算时,抗力应计 入由管道及设备自重、结构自重、结构上的竖向土压力形成的摩 阻力,对管淘及检查室结构,尚应计入侧向土压力形成的摩阻 力;对岩石地基,当采取可靠嵌固措施时,尚应计入岩石对结构 的嵌固作用。结构的抗滑移稳定验算应符合下列规定:

1架空管道支架结构承受水平作用时的抗滑移稳定可按下 式验算:

+ F* W(M+GQ产     (4. 2. 7-1)

式中FlA——沿支架结构ɪ轴传至基础顶面的水平柞用标准值

(kN)

Fyk—沿支架结构轴传至基础顶面的水平作用标准值 (kN)

Nfe——支架结构自重与管道及设备自重标准值之和 (kN)

Gk——基础自重和基础上的土車标准值(kN),位于地 下水位以下部分应扣除浮托力;

μ—土对基础底面的摩擦系数,可按 4. 2.1-1的规 定确定。

3S4. 2. 7-1 土对混凝土结构表面的摩擦系数

土的类别

摩擦系数

黏性土

…一

4

0.號〜0. 30

硬 塑

0. 30—0. 35

坚 硬

0. 35—0. 45

粉 土

0÷ 30—0. 40

屮砂、粗砂、砾砂

θɪ 40—0. 50

碎石土

0÷ 40—0. 60

软质岩

O. 40—tk 60

I邮粗糙的硬质岩

O.        75

管沟及检在室在管道检修阶段揭并盖板时的结构抗浮稳定验 算,抗力应只计入结构(不包括预制盖板)自瓦

当采取其他抗浮措施时,可计入其有利作用„

4.3正常使用极限状态验算规定

4-3. 1结构的正常使用极限状态验算.应包括变形、抗裂及裂 缝宽度等,并应控制其计算值不超过相应的规定限值。

4.3.2结构穿越铁路、土要道路及建(构)筑物时,应按现行 有关标准的规定进行受弯构件的挠度验算。

4-3.3钢筋混凝土结构构件在组合作fflT.计算截面的受丿J状 态处于受弯或大偏心受拉(压)时,截面允许出现的最大裂缝宽 度限值应为2mm

4.3.4対正常使用极限状态,作用效应的标准组合设计值应按 卜,式计算:

W                                     ??

S = ɪj ⅛a + SQIk + ⅛ SQ⅛       4. 3.1)

式中Sg———诸可变作用的作用效应中新控制作fflΛ;

——可变作用的组合系数,应按本规范第1- 2. 2条的 规定确定。

4.3.5正常使用极限状态验算时,结构上的作用组合工况应按 本规范第1. 2. 5条中管道运行工况下的作用组合确定。

4.3.6钢筋混凝土结构构件在标准组合作用下,计算截面处于 受弯或大偏心受拉(压)时,其可能出现的最大裂缝宽度可按本 规范附录E的规定计算确定.并应符合本规范第1. 3- 3条的规 定.

4.3.7铜筋混凝土结构构件在组合作用下,构件截面处于轴心 受拉成小偏心受拉时,应按不允许裂缝出现控制,并应取作用效 应的标准组合按下式验算:

Nk (.;'丄)*/        4.3.7)

道水平作用标准值(kN)

Kay,k…•作用在1J检査室结构丁轴垂IrL侧墙(或管洶结构 侧墙)上的主动土压力标准伉kN),应按本规 范附录R的规定计算确定;

Eastk-——作用在S检查室结构ʃ轴垂直侧墙上的主动上压 力标准值CkN),应按本规范附录H的规定计算 确定;对于管沟结构,取KaXhk ^0

(;止 检竟宰(或管沟)结构上部覆土审标准值kN), 位「地下水位以下部分应扣除浮托力;

(心—检查室(或管沟)结构Iil.重'J管道及设备fi車:标 准值之和kN),位「地下水位以下部分应扣除 浮托力

他、内分别为上対结构侧面、顶面、底面的摩擦系数, 其中土混凝上结构表面的摩擦系数∏ΓM 4. 2. 7-1的规定确定,上对砌体结构表面的摩擦系 数可按表4. 2.7-2的规定确定。

注:当 KSFXk — 2/q Jflv.k <、0 时■取 K*F*k — 2/a EIIBk -- 0KFyk …

2EgkV: 0 时,取 K,, FiIt2EBI,< • (.>„

4. 2. 7-2 土对砌体结构表面的摩擦系数

摩擦

血怙况

上的类别

...........——— ——

I-燥的

潮湿的

砂或卵打

0. 50

0. ,1JO

粉   土

U. 55

0. 40

黏性七

(j. ii()

0.

4.2.8结构在管道试压及运行阶段承受水平作用时的抗倾覆稳 定验算,抗力应计入管道及设备自車、结构IT重及结构I』勺竖何 十.压力,并应対地卜水位以卜部分扣除水的浮托力。

4. 2.9管道运行阶段结构抗浮稳定验算,抗力应计入管道及设 备白重、结构自重、结构上的!紧向十.压力。

5静力计算

5.1營沟及检查室

5.1.1钢筋混凝土整体现浇矩形管沟的结构计算简图,河按下 列规定确定:

1盖板与侧墙、侧墙与底板的连接均应视为刚接.应按闭 合框架进行计算。

2底板地基反力可按均匀分布简化计算。当管沟净宽度大 「3m时,宜考虑结构与地基七的共同工作。

5.1.2钢筋混凝土槽形管沟的结构计算简图.可按下列规定确 特:

1预制盖板可按两端与侧墙饺接的单向板计算。

2侧墙与底板的计算应考虑管道运行及管道检修揭开盖板 两种工况,荷载作用效应应按两种工况的不利者取用。

在管道运行阶段,侧墙L:端可视为不动饺支承于盖板,侧墙 下端与底板的连接应视为刚接。

在管道检修揭开盖板时,侧墙上端应视为自由端、下端与底 板的连接应视为刚接,,

3底板地基反丿J可按均匀分布简化计算。当管沟净宽度大 F3m时,宜考虑结构与地基土的共同工作。

5.1.3砌体结构矩形管沟的结构计算简图,可按下列规定确定:

1盖板可按两端与侧墙钗接的单向板计算。

2侧墙与底板的计算应考虑管道运行和管道检修揭开盖板 两种工况,荷载作用效应应按两种工况的不利者取用。

在管道运行阶段,侧墙上端可视为不动皎支承于盖板,侧墙 下端与底板的连接,当管沟的净宽不大于3m时,"视为固定支 承于底板;当管沟的净宽大于3m时,侧墙与底板的连接宜视为

式中Nk——作用效应的标准组合下计算截面上的轴向力N) ¾'…轴向力对截面重心的偏心距mm)

7——混凝土构件的截面抵抗矩塑性影响系数,按现行 国家标准《混凝土结构设计规范》GB 5()0】。的规 定确定。对短形截面,y=l∙75;

Wo — -换算截血受拉边缘的弹性抵抗矩(mn?.

AU-——计算截面的换算截面积mπ?);

a«  混凝土拉应力限制系数,可取0.87

k-----混凝土轴心抗拉强度标准值(N/mm2) „

根据洞口位置、洞门尺寸及洞口加强措施等条件具体确定。

5底板地基反丿J可按均匀分布简化计算“当底板短边的净 长度大于3m时,宜考虑结构与地基七的共同工作。

5.1.6位于城市緑地或人行道下的砌体结构检查宅,当净空高 度不大于2比、覆上深度不大于2. -Im时.砌体侧墙厚度可按表 5∙ L 6的规定确定。

5. 1.6砌体结构检查室侧墙厚度

側墙净KJ⅞w.m

最小墙厲ISM

小:3 6

37(}

3* ⅛⅛∕-<.5, 6

I木友仅块体为烧结普通砖或,⅛⅛,砂砖.砌筑砂浆为水泥砂颦的砌 体侧墙;

2材料强度等级地符合本规范第2. O. ɪl条的观,定,

5.2架空管道支架

5. 2.1柔性支架及刚性支架结构的计算简图,何按下列规定确 定:

1单柱式支架结构,应按卜.端自由、下端同建进行计算。

2沿管道纵向为单柱式、沿横向为框(排)架式的支架结 构,沿管道纵向,应按上端n⅛,下端固定进行计算;沿管道横 向,可按根(排)架逬行计算。

3沿管道纵、横冏均为框(排)架的支架结构,M分解为 单片平面框(排)架进行计算。

5. 2. 2支架柱计算氐度,可按下列规定确定:

i钢筋混凝上结构支架柱计算佼度.可按表5. 2. 2【的规 定确定。

2钢结构支架柱,沿管道纵向计算长度.可按表5. 2.2-1 的规定确定;单层单跨钢结构支架枉沿管道横润计算长度,可按 表5. 2. 2-2的规定确定。

刚接。

在管道检修揭开盖板时,侧墙应按上端自由.F端固定支承 于底板进育计算。

3底板地基反力可按均匀分布简化计算。当管沟净宽度大 于3 m时.宜考虑结构与地基土的共同匸作。

5.1.4钢筋混凝上结构检查室的结构计算简图,可按F列规建 确定:

1当盖板为预制装配时,盖板可按简支于侧墙进行计算; 侧墙与底板计算应考虑管道运行和管道楡修揭开盖板两种匸况. 荷载作用效应应按两种匸况的不利者取用。

侧墙上端在管道姑行阶段,可视为不动饺支承于盖板.在管 道检修揭开盖板时应视为巾由端,侧墙与侧墙、側墙与底板的连 接均可视为刚接。

2盖板、底板与侧墙为整体浇注时,侧墙与盖板、侧墙可 侧墙、侧墙与底板的连接均可视为刚接。

3当盖板、底板或侧墙上开有孔洞时,其结构计算简图成 根据洞n位置、洞口尺寸及洞口加强措施等条件具体确定。

4底板地基反力可按均匀分布简化计算。洋底板短边的净 长度大于3m时,宜考虑结构与地基土的共同工作。

5-1-5砌体结构检查室的结构计算简图,可按下列规定确定:

1盖板可按简支于侧墙进行"I十算。

2当盖板为预制装配,在管道检修阶段需妾揭开盖板时, 侧墙与底板计算应考虑管道运彳亍和管道检修揭开盖板两种匚况, 荷载作用效应应按两种工况的不利者取用。

侧墙上端在管道运行阶段,可视为不动餃支股于盖板,在管 道检修揭开盖板时应视为自由端,侧墙与侧墙的连接可视为饺 接,侧墙下端可视为固定支承于底板。

3盖板为整体现浇时,侧墙与盖板、侧墙与侧墙均可视为 逾接,侧墙下端可视为固定支承于底板.

4当盖板、底板或侧墙上开有孔洞时,其结构讣算简图应

5.2.3矩形或圆形截面的钢筋混凝土结构支架柱,其最小截面 尺寸应符合下列规定:

1固定支架及导向支架按下列公式验算:

矩形截面:

⅛ ≤ 30 H ⅛  30Omnl       (5. 2.3-1)

b

旦翌 30 h 2 3OOmm       (5* 2. 3-2)

h

圆形截面:

jy ≤ 30 ft £/ ≥ 30Ornm        (5 2. 3-3)

式中 HL -支架柱对主轴工的计算长度mm)

HOy-一支架柱对主轴丿的计算长度mm)

H0- -Hta. H时二者中的较大值Tnm)

b—— 支架柱在工轴方向上的宽度尺寸(mm): K——支架柱在丿轴方向上的宽度尺寸mm) d——圆形柱截面直径mm)

2活动支架按下列公式验算:

矩形截面:

⅛ < 40 a 6 ≥ 300Tnm       (5 2. 3-4)

b ”

≤ 40 h } 30Omm         2* 3-5)

圆形截面:

≤ 40 fl c/ m 30Onlm        (5* 2, 3-6)

d            『

5.2.4钢结构支架柱,允许长细比应符合现行国家标准《钢结 构设计规范》GB 50017的规定,

⅛ 5.2.2-1支架柱计算长度

2简图2∙1的计算长度值,只IS用于梁与柱的线性刚度比王2的情况;

3 Hy-JK架柱的髙度,可按下列规定堰值:

n简图I2H值,为支架梁顶面至某础顶阿的髙度;

2 简图3H億,为支架WSi⅛⅛:基础顶闽的高度;

3) 简图456H值,为支架柱水平艾点间的距.离。

⅛5. 2.2-2钢结构支架柱沿横向计算长度

柱与基础 连援方式

__上端横梁线刚度y柱线刚度的出值

O

0. 1

0. :⅛

0. 5

1

3

5

MU

刚接

Z OH

]ɪ G7/J

L 4H

LH

].I6H

L 06H

1. 03 FJ

L 02/

饺接

h46H

OlH

2. 61H

Ξ.H

Ξ. IIH

2. 07 H

2. OH

注:1本表仅茹用于梁柱节点为刚接情况;

2梁柱节点为刚接的多层钢结构支架柱,支架底琮柱沿横向的计算此度按本表 计算;当梁坷枉的线性刚度比32时,其他层柱可按表5. 2. 21简图1取值.

1施工缝宜设置在构件受力较小的截面处.

2施工缝处应有可靠的措施,保证先后浇筑的混凝土间良 好固结,必要时宜加设预埋止水板或设置遇水膨胀的橡胶止水条 等止水构造。

6- 0. 6钢筋的混凝上保护层厚度应智合F列规定:

1钢筋混凝土结构构件纵向受力的钢筋,其混凝土保护层 厚度不应小于钢筋的公称直径,并应符合表6.0.6的规定。

6.0.6纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度

管沟及检査室

结构类别

盖 板

底板

上层

保护层最小厚度 (mm)

30

下层

上屋

35

50

下度

40

侧墙内、⅛Mβ___

30

梁、柱

35

架空管道支架

柱下混凝土 独立基础

有垫层的下层筋

40

垫房的下层IrI

70

_____混凝土支架结构

35

注:管淘及检査室底板下应设有混擬土垫层。

2箍筋、分布筋和构造筋的混凝土保护层厚度不应小于 20mm o

3对接触侵蚀性介质的混凝土构件,其混凝土保护层厚度 尚应符合现行有关标准的规定。

6.0.7钢筋混凝土结构构件纵向受力钢筋的配筋率,应符合现

6构造要求

6.0.1管沟及检査室结构防水应符合卜列规定:

1结构位「地下水位以卜时,应采用抗渗混凝土结构、并 根据需要增设附加防水层或其他防水措施。

2位「地下水位以上的混凝上结构成砌体结构,应考虑地 发水及毛细管水等作用,釆取可靠的防水措施“

3柔性防水层应设置保护层匸

6.0.2管沟沿线府设置伸缩缝、"对土质地基,伸缩缝的间距应 符合下列规定:

1对钢筋混凝土结构管沟,其间距不宜大于25mo

2对砌体结构管沟,其间距不宜大于40m,, 6.0. 3管沟沉降缝的设置应符合下列规定:

1管沟的地基土有显薯变化或承受的荷载差别较大时,直 设置沉降缝加以分割。

2检疚室沟I I外与管沟结合部应设置沉降缝,其距检査宰 结构外缘不宜大于2Hlo

3沉降缝与伸缩缝可结合设置。

6.0.4伸缩缝与沉降缝的构造,应符合卜列规定:

I縫宽不宜小于30mm,并应贯通全截面。

2伸缩缝与沉降缝应由止水板材、填缝材料及嵌缝材料二 部分构成,并应符合下列规定:

D止水板材宜釆用橡胶止水带。当采用中埋式止水带时. 在缝两侧各不小于40OrnmIB内,混凝土结构的厚度不应小于 300mm对砌体结构管沟,在缝两侧各不小于IOOmm范围内, 应采用混凝土整体现浇结构.其与砌体墙接触面应釆用在砌体墙 上预留马牙槎接合

附录A管沟及检查室结构 受热温度计算方法

A-O-2地面空,(温度应按下列规定确定:

1确定混凝上的设计强度及弹性模量在温度作用F的折减 系数时,应采用管网运行时的最高月平均气温;

2计算衬砌内外壁温差肘.应采用管网运行时的最低月平 均气温。

A-O-3结构层计算点的受热温度(图A.0.3),可采用平壁法 按下式计算:

TJ r TtfLiLRi        (A. 0. 3)

Rt i-'-0

式中TI- H-算点的受热温度(笆);

L 一管沟内空气温度°C)

匸-地面空气温度Ie),当计算结构底板的受热温度 时为地温:当计算底板最高受热温度时,取二= 15X2当计算底板内外壁温差时,取Ta = IOoC;

R 一结构层、防水层及订算土层等的总热阻(电• r/w);

Rl •第 £ 层热阻(tnE*V/W)o

A.0.4结构层、防水层及计算土层等的总热阻应按下列公式计 算:

th

R, =¾ + ∑K∙+Rs +Ra (A.0.4-1)

T- 1

RK = 1                (A, 0,4-2)

行国家标准《混凝土结构设十十规范》GB 50010的规定。

6.0.8管沟结构的现浇钢筋混凝土构件,其纵向构造钢筋应符 合F列规定:

ɪ构件里、外侧构造钢筋的配筋率均不应小ro.i5⅜0

2钢筋间距不'廿大于200mmO

3钢筋的搭接、锚固应符合现行国家标准《混凝土结构设 计规范》GB 50010中对于受拉钢筋的有关规定。

4当结构位于软弱地基以卜一时,其盖、底板纵向构造钢筋 的配筋量应适当增加。

6.0.9采用钢结构的管道支架、钢梯、钢平台及预埋件,其暴 露在大气中的构件表面,应采取防锈措施。

6.0.10管沟及检査室内管道支架釆用钢结构时,支架立朴根部 应釆用混凝土包裹,其保护层厚度不应小于50mm,包裹的混凝 土高出底板高度,在管沟内不应小于15Omm,在检查室内不应 小于 30OnIrnn

A5--计算土层厚度(m)

4——计算土层外表面的放热系数[W/ (π√ •功丄M

按表A. 0.4的规定确定。

A.0.4计算土层外表面的放热系数敏

放热系数环[昭W - V)J

夏 季

12

23

A-0.5结构层、防水层及计算上层等的导热系数,应按实际试 骑资料确定。当无试验资料时,対儿种常用的材料,T燥状态下 可按表A. n 5的规定确定。具体取值时应考虑湿度对材料导热 性能的影响。

Λ,0,5干燥状态下常用材料的导热系数人

材料种类

导热系数λfw∕<m- DJ

烧结普通砖砌体

0. 81

普通钢筋混凝上

1.7-1

普通混凝上    _____

I.

水泥砂浆

().93

油 毡

(). 17

沥 青

(}. 76

软质聚氯乙歸

CL 032

硼匝聚翎乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯.聚氨酯

0. ()-14

Fl燃「燥砂h

().35—1. 28

ITI燥黏上

0.沛一• I. -15

___________Ftr燥黏上夹砂__________

θɪ 69^-L Z6

A-O-6计算上层厚度(图A.().6)可按下列公式计算:

1计算结构盖板时.取盖板顶面至设计地面的距离(rn)o

2计算结构侧墙时:

A. ().3传热简图

式中

H,

-兀

(A. 0.4-3)

RS

__也

(ʌ. 0.4-4)

%

(A. 0.4 5)

一结构层内表面的热阻(m. r/W) i

Ra-

-计算土层的热阻

(n√∙ eC/W)

RL计算土层外表面的热阻(r∏2 ∙°C∕W);

«B-―结构层内表面的放热系数EW/ (m2 •¥;)],取

J2W/ (HIE -°C)

AL—结构层及防水层的导热系数QW/ (m - °C)]

2 一计算土层的导热系数CW/ (m∙ °C)J;

hi——结构层及防水层厚度(In)

附录B管沟及检査室结构土压力标准值的确定

1当设计地面高于原状地面,作用在结构上的竖向上压力 标准值应按下式计算:

= C^Hi           (B.O. 1-1)

式中Kλ-结构顶面每平方米的竖向七压力标准值(kN/m)Q.  填埋式土压力系数,与导、结构地基土及冋填

土的力学性能有关,可取1.2-1.4

K   回填土的重力密度(kN∕m3),可取18kN.∕m3;

//,——管沟或检查室盖板顶面至设计地面的距离(m) Br——管沟或检查室的外缘宽度<m)o

2对由设计地面开槽施工的管沟或检查室,作用在结构上 的竖向土压力标准值可按下式计算:

Fsv,k ==ZtHS                (B- 0- 1-2)

式屮Ma -竖向土压力系数,通常当结构平面尺寸长宽比小于 或等了TO时,可取1.();当结构平面尺寸长宽比大 于10时,宜取1. 2

B.0.2作用在管沟和检査室结构上的侧向土压力标准值,应按 下列规定确定(图B.0.2)

1应按主动土压力计算。

2当地面平整、结构位于地下水位以上部分的主动土压丿J 标准值可按下式计算:

ET = KHZ          CB-0.2-1)

知=加=O. 5O5H-O. 325 + 0. 05OB ∙ Il

(A. 0. 6-1) 式中加一一侧墙外计算土层厚度(ɪn);

H——结构底板上皮至设计地面竪向距离<m)f B——结构净宽(m)

3计算结构底板时:

Λs = hi                 (A. 0. 6-2)

式中hi 一底板下侧计算土层厚度(m},当计算底板最高受 热温度时,取A3=O. 3mi当计算底板内外壁温差 时 ft≥=0. 2mo

附录C地面车辆荷载对管沟及检査室结构 作用标准值的计算方法

1单个轮压传递到结构顶面的竖向压力标准值可按下式计 算(图 C.(). 1-1)

zl>QvΛk                              , ■ -> ,■( I I

ʧʧi, —------------------ (t.-∙ 0. I-! J

1    (aj+1.4H)(⅛ + 1.4H)

或中-轮压传递到结构顶面处的哆向压力标准值(kWm*

Q.,k-——车辆的i个车轮承担的单个轮压标准值(kN)

ai- f个车轮的着地分布长度(m)

l>l——,个乍轮的着地分布宽度(m)

H—-覆土深度(m)

Z⅛ -一动力系数,可按表C. 0. 1的规定确定。

C. O- 1-1单个轮压的传递分布图


(1>)顺轮胎着地&度的分布


K 0.2管洵或检査室侧墙L的主动h 压力分布图

3结构位「地下水位以下部分的侧向压力应为主动土压力 与地下水静水压力之和,此时主动十.压力标准值可按下式计算:

F/ = KBEZW+7,(Z …Zw)]    (Li-O- 2-2)

式屮E<1,λ-—地下水位以上的主动土压力标准值kNUm∙;

,'<1l, F4立以卜-的主动土压力标准值k N ∕m2

KL…K动土压力系数,应根据上的抗剪独度确定,当 缺乏试验资料时,对砂类土或粉土可取!;对茹 性土甘〔取身〜+ ;

Z 自设计地面至算截面处的深度m)

ZW——自设计地而至地卜水位的距离m)

K  地下水位以下回填上的有效車度,可取IOkN∕m

ʤ-沿车轮着地分布长度方向,相邻两个车轮间的净距 (m) O

C 0.2对钢筋混凝土整体现浇矩形管洶,地面车辆荷载的影响 可考虑结构的整体作用,此时作用在结构上的竖向压力标准值可 按下式计算(图C. 0. 2):

Qve,k = ʧvk ~                  (C- ɔ- 2)

式中‰k-专虑结构整体作用时车辆轮压传递到结构底面的 竖向压力标准值(kN∕m2);

LP —轮压传递到结构顶面处沿管沟纵向的影响K(m)

J” 一管沟纵向承受轮压影响的有效长度(nι), ∏TU = LII+ 2Hp. HP为管沟总高度(m)o

C. 0.2考虑结构整体作用时车辆荷载的竖向压力传递分布

C 0.3地面车辆传递到结构匕的侧压力标准值,M按下式计 算:

如丄=K/A"           (G.0.3 1)

式'P ‰,k --地面以下计算深度M处墙上的侧压/J标准值

GO. 1动力系数f⅞

覆土深度H(m)

().35

θɪ 30

Or 40

CL 50

θɪ 6U

Q 70

动力系数户W

1. 30

1. 2G

L

L 15

1. OB

lɪθθ

2两个或两个以匕单排轮压综合影响传递到结构顶面的竖 向压力标准值,M按下式计算(图C. 0. 1-2):

(iiʃ 1. 4Z∕)(∕a⅛i r〉:CZI)I+1.4H

式中十-车轮的总数量;   J

dhl -沿车轮着地分布宽度方向,相邻两个车轮间的净距

(a)歟轮胎肴地宽度W5>⅛          0>}顺轮胎着地长度的分∙

Cql-2两个以上单排轮压综合影响的传递分布阁

3多排轮压综合影响传递到结构顶面的竖向压力标准值. 叫按下式计算:

ʃr

⅛Qvr ÷ Ii

i 1

"f ~-----b

(ɪɔ+ ɪj drAj + J - 4 H) ( ɪɔ biɪJ t⅛ L I H)

Γ- I               j 】                                       Γ `i               √ ■ 1

(C.(丄 1-3)

式中mii沿车轮着地分布宽度方向的车轮排数:

皿 一沿车轮着地分布长度方向的车轮排数菱

附录D柔性支架、刚性支架的判别

D-0.1本规范的柔性支架及刚性支架,均指支架⅛⅛Λ1 f∙¾础 的独√.Xf⅛⅛支架.其屮柔性支架系指支架的刚度较小,支架位 移能适应倩道变形要求,柱顶与管道没冇和对位移;刚性支架系 指支架的刚度较大,位移较小,管道通过管托在支架、'"主或横梁 上滑动或滚动。

Il 0. 2柔性支架、刚性支架的判别.应按下列规定确定:

Ki ■■::> F1 时,为柔性支架        (L). 0.2 1}

En WE时,为刚性支架      (1).().2-2)

Fg =Q             (D. 0.2 -3)

FI = ~ Vz(^L∆v)2 + <Hy∆Jir (D. 0. 21) HJ

式中Frn—-作用在支架上的摩擦力(N)

FL- 支架位移反弹力(N)i

μ  摩擦系数,可按本规范第3∙3.6条取值;

G-一•作用在管道支架结构上的管道n审标准值(N), 应按本规范第3. 2. 3条取值;

EJy 分别为支架柱对于y两主轴的截IfH刚度 (N ∙ mH),对钢筋混凝土柱分别取0.8.5 EjX. 0. 85FJi.,E为支架柱材料的弹性模量(N∕nιπτi), E为混凝土的弹性模暈;

II  没架高度(热力管道管托底面至支架基础顶lfil)(mɪɪɪ)

厶、△,-一分别为管道在支架处沿支架柱截面C y两主轴方 向的位移值(mm),应根据管网的布i⅛及运行条 件确定。

(kN∕m2),

YEk——地面以下计算深度H处的竖向压JJ标准值 (k∕m2);

K*… 主动土压力系数,按本规范第B.0.2条取值。

当管沟结构覆土深度很小墙顶处Fh地面车辆荷载作用产生 的竖向压力标准值霖分布长度小「墙侧土体的破坏棱体长度 (LJ时,墙上的侧压力标准值可按卜列公式计算:

⅛,k = ZΛ,K.             (G. 0. 3-2)

/ʃs = HK«                (C. 0. 3 - 4)

式中匚  墙侧土体破坏棱体在墙顶处的长度(m);

Λs——墙顶处上体破坏棱体上车辆传递畦向压力的等代土 高(m)

ʌev -墙顶处上体破坏棱体K车辆传递竖向压力的作用面

(m,)

附录E钢筋混凝土矩形截面处于受弯或 大偏心受拉(压)状态时的最大 裂缝宽度计算

E-0.1受弯、火偏心受拉(压)构件的最大裂缝宽度,可按下 列公式计算:

WrnHK = 1.帥竽11 —ʌ(l +cη)ι> (E, O÷ IfI) '                   PXt f

f 1 ] O* 65∕t⅛                  1∙r H OV

φ=Λ--(K CL 1-2)

式屮mw--最大裂缝宽度(mm)

Ψ—裂缝间受拉钢筋应变不均匀系数,当 g. 4时, 应取0.4;≠>1.0时,应取1.0

Sk -按标准组合作用计算的截面纵间受拉钢筋应力 (N∕mrn2)

E,——钢筋的弹性模量(N∕mm2)⅛

L—-最外层纵向受拉钢筋的混凝土保护层厚度 Cmm);

Cl 纵向受拉钢筋直径(mm)当釆用不同直径的钢 筋时,应取d=W' “为纵向受拉钢筋截向的总 周长(mm)

PL 以有效受拉混凝上截面面积计算的纵向受拉钢筋

配筋率,即ptf. = 3;》为截面计算宽度 (mm),∕ι为截面计算髙度(mm) A,为受拉钢 筋的截面面积(mn√),对偏心受拉构件应瑕偏 心力-侧的钢筋截间面积;

«1 -.......系数,对受弯、大偏心受压构件4⅛ «1 =0

大偏心受拉构件可取aɪ =0- 28 "+J ;

V 一纵向受拉钢筋表面特征系数,对光面钢筋应取 1.0;对变形钢筋应取0.7

U-一混凝土轴心抗拉强度标准值(N∕mm2),

旳一系数,对受弯构件可取曲= 1.0对大偏心受压

构件可取死= 1—0. 2知;对大偏心受拉构件可

Q2 = 1+0. 35-

4

¾——向力对截面重心的偏心距(mm)q

E-0-2受弯、大偏心受压、大偏心受拉构件的计算截面纵向受 拉钢筋应力<,可按下列公式计算;

1受弯构件的纵向受拉钢筋应力:

r _ Mk

σk = 6帀顽

式中


式中


式中


Mk 一在标推组合作用下,计算截面处的弯矩

(N ∙ mm)

如   计算截【前的冇效高度(mm) CI

大偏心受压构件的纵向受拉钢筋应力:

’ _ ʌʃk 0* 35Nk(ZllJ Ck 3⅛⅛)

(R 0. 2-2)


CL 87AjlQ

Nk在标准组合作用下,计算截面上的纵向力(N)

大偏心受拉构件的纵向钢筋应力:

/Vft + Ck 5 Nk (ho E--Q )

曲= AΛhfj-ar)


(Ei 0. 2-3)


α'- 位于偏心力一侧的钢筋合力点至截面近侧边缘的距

(mm).

中华人民共和国行业标准

城镇供热管网结构设计规范

UJ 105 - 2005

条文说明

本规范用词说明

1为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度 不同的用词说明如R

1 ZK很严格,非这样做不可的用词:

正知词采用“必须”,反而词采用“严禁”;

2) 表示严格,在F常情况卜均应这样做的用词:

I JfIJTiij采用"成',反面词采用“不应”或“不得”;

3) 表示允许稍冇选择,在条件许可时首先应这样做的用 词:

正面词采用“宜”.反面词釆用“不'r';

表示有选择.在-定条件卜,可以这样做的,采用 “可"“

2规范中指定应按其他有关标准、规范执行时,写法为 “应符合……的规定”或“应按……执行”。

3结构上的作用

4基本设计规定

5静力计算

6构造要求

附录A 管沟及检查室结构受热温度计算方法

前 月

《城镇供热管网结构设计规范》CJJ 105 - 2005经建设部 2005916 口以建设部第367号公吿批准、发布。

为便于广大设计、施工、科研、学校等单位冇关人员在使用 本标准时能正确理解利执行条文规定,《城镇供热管网结构设计 规范》编制组按章、节、条顺序编制了本规范的条文说明,供便 用者参考。在使用中如发现本条文说明有不妥之处,请将意见函 寄北京市煤气热力工程设计院有限公司(地址:北京市西单北大 街小酱坊胡同甲40号;邮政编码:IoOo32)u

定墩结构设计的有关规定,检査室结构设计的其他内容可参照 本规范执行,但应考虑上述稳定验算所采用的迎面被动土压力 对结构的作用。

1总 则

1.0.2城镇供热管网主要有三种敷设方式,即地下管沟敷设、 直埋敷设及架空敷设。

地下管沟敷设根据施匸方法可分为明挖及喑挖两大类,其中 明挖施工主要有放坡开挖及采用护壁桩、地下连续墙或喷锚支护 等护壁施工方式,暗挖施匸H前主要有矿山法、顶进法等。

对暗挖施工的管沟及检查室结构,应根据结构或构件类型、 使用条件及荷载特性,结合施工条件等,选用与其特点相近的结 构设计规范和设计方法,并參照本规范进行设计。

热力管道架空支架戚采用的结构形式较多,其中独立式支架 是应用最为广泛的基本结构形式,本规范仅针对独'X式支架提出 了要求。为了加大管架间距,架空管道支架还可采用组合式跨越 结构,如纵梁式、桁架式、悬索式、吊索式、悬臂式等,其结构 设计应根据其结构类里、使用条件及受力特点进行结构分析与设 ih并应符合现行冇关标准的规定。

按本规范设计时,有关构件截面计算和地基基础设计等,应 符合现行有关标准的规定;对于穿(跨)越河流、铁路的供热管 网结构设计及兴建在地震区、混陷性黄土或膨胀上等地区的供热 管网结构设计’尚应符合现行冇关标准的规定

1.0.3行业标准《城镇直埋供热管道工程技术规程》CJJ/T81 対直埋管道固定墩结构设计作出K具体规定,但对检查室结构 设:计木提出要求。考虑到直埋管道检疔室在固定支架水平推丿J 作用下允许出现一定址的位移,以获得迎而被动土压力,提高 结构抗倾覆、抗滑移稳定的能力,故本规范提出设有固足支架 的宜埋铮道检査室,其结构抗倾覆、抗滑移稳定验算应符合现 行行业标准《城镇直埋供热律道工程技术规程》CJj/T 81 Φ

用最的7分率。

2-0.8热力管沟从结构类型、荷载特性及受热环境条件等方面 与地下烟道比较接近。本条主要是参照现行国家标准《烟囱设计 规范》GB 50051- 2002中的有关规定提出的,该规范给出了不 同弧度等级的混凝土在不同受热温度作用下的轴心抗压、轴心抗 拉强度标准值及混凝土在温度作用下的材料分项系数。

为便于使用,本条对混凝土受热时的设计强度釆用折减系数 的方法确定,其基本值按《混凝十.结构设计规范》GB 50010 - 2002 采用。折减系数值是通过对《烟囱设计规范》所给岀的混凝土在 温度作用下的强度标准值及材料分项系数(取值为L 4)进行推 导后得出的。同吋,考虑到供热管网在运行状态下,沟内空气温 度一般在40~80V之间,U结构混凝上受热温度低于沟内空付 温度,故木条仅给出了混凝土受热温度在201()0K时的折减系 数,满足设计需要。

按《烟囱设计规范》及本规范采用的受热混凝土设计强度值 数据対比见表2. 0. 及表2. 0. 8-2o

从表中数据对比结果看,最大相差约2. 7%

本条中提出的混凝土受热时的弹性模量折减系数,直接按 《烟囱设计规范》采用。

2. 0.8-1按《烟国设计规范》釆用的受热混凝土设计强度值(MPa)

巍温度

IoOV

混凝上强度等级

W 一

C30

ClD

C20

(25

C3C

(.MO

轴心抗压

lθɪ J t

tl.⅛⅛

15.

7. 64

9. 37

IL 14

M. 93

轴心抗拉

0.

1. Ol

I. 12

1.33

CL 11

().88

O- 98

I. 16

2.0. 8 2按本规范釆用的受热混凝土设计强度值(MFa)

受热温度

的P

混凝上撷度顽

(2() I C25 I (:M

3. 16 10. 12 12. 16

C40

16. 24

Cl

嘗。

Cl(J

轴心抗

7. 63

9. 52

IL M

15. 28

M心抗拉

0. 88 TOrT 1. 14 ____________________________! ;____________________________

I. 37

CL 77

0. 89

1. 00

I. 20

2. 0.2混凝土的最低强度等级要求,主要是根据供热管网结构 的…般环境条件、现行有关标准的规定及T.程实践提出的。

I管沟及检查室结构,考虑到供热管网匚程冬季供热的特 点,旦结构埋设于地下,即使是在严寒地区,通常情况下不需要 考虑结构混凝土的冻融问题。

2兴建在寒冷或严寒地区的架空管道支架,支架结构混凝 上需要满足抗冻要求。

2.0.4^2.0.5结构混凝土的抗渗及抗冻要求,主要是根据现行 国家标准《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB 50069 -2。"和行业标准K普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55 - 2000 的有关规定提出的。

2.0.6-2. 0.7根据工程调查,热力管沟及检查室的钢筋混凝土 构件内表面主筋出现锈蚀、保护层混凝土崩落的情况较多,尤以 蒸汽管网管沟盖板卜表面为甚。主妥原因是结构所处环境温度及 湿度较高,结构设计对混凝土强度等级、材料耐久性、构件裂缝 宽度控制及保护层厚度等要求偏低。为此,本规范对材料、温度 作用、构件裂缝宽度控制、混凝土保护层厚度等分别作出了明确 的要求,以确保结构的耐久性。本条文对混凝土屮的碱含量及氯 离子含量提出了具体限值要求,

目前,供热管网大M采用不锈钢材质的补偿设备,根据T.程 调査的情况,外部氯离子腐浊是设备破坏的主要原因之一.适当 控制管沟及检查室结构混凝土中的最大氯离子含量,减少氯离子 的析出,有利于减轻其对设备的侵蚀.

混凝土中碱含量的计算方法参见姐昆凝上碱含崖限值标准》 CECS53的规定;结构混凝土中的最大氯离子含址系指其占水泥

3结构上的作用

3.2永久作用标准值

3. 2.2本条是依据现行国家标准《给水排水工程管道结构设计 规范》GB 50332-2002提出的。

3.2.3管道失跨,主罢是考虑受管道支架顶血高程施工误差、 管道与设备安装误差、不同支架间的地基沉降差及管道在运行时 局部可能出现的竖向位移等因素的影响,同时管道自身具有淀 的刚度,某些支架将不能充分发挥其支承作用甚至会退出工作。 与其相邻的支架,实际承受的管道与没备自重作用值会大于按支 架跨距分配的现论计算值。

管道失跨发生的位置是随机性的,支架设计时难以准确判 断,故需要在结构设计时对每个支架结构均计入管道失跨的影 响。在以往实际工程中,管道失跨系数一般取为人=L 5,当有 可靠工程经验时可适当减小。

3.3可变作用标准值及准永久值系数

3.3.1~3.3.3本条是依据现行国家标准《给水排水工程管道结 构设计规范》GB 50332 - 202提出的。

管沟及检查室结构上可能岀现的地面可变荷载包括地面车辆 荷载、地面堆积荷载及人群荷载。现行国家标准《给水排水T.程 管道结构设计规范》GB 50332 -≡2规定地面堆积荷载标准值 可取Iokwm七人群荷载可取4kN∕m2o正常情况下,地面车辆 荷载与地面堆积荷载或人群荷载不同时出现,地Ii堆积荷载与人 群荷载大面积同时出现的可能性也很小,故本条仅要求考虑地面 车辆荷载与地面堆积荷载影响,同时在本规范第4. 2. 5条中规 定,上述两项荷载不应同时计算,应根据不利设计条件计入其屮

2. O. IO位于地卜水位以下的砌体结构管沟及检査室,根据以往 工程实践,其防水问题难以解决,本规范不推荐釆用。

2.0.11 本条主要是根据《砌体结构设计规范》GB 50003 -2001的有关规定提出的。

3.3.6钢沿钢滑动摩擦系數实测值

件号


摩擦系数值


实测值


(J


266


¥均值


0. 266


最大值


0. 266


条件件号


摩擦系数值


实测值平均值最大值

u.耳源


未加:|的一'l'钢板 - 有焊渣


294


308


308


277


252


(}


266


294


()


301


308


337


34-1


337


0. 3()4



(X 301



0. 323   0, 315    0. 323


0. 308


0.277


Or 308


0. 341


7

涂—

8

丹——

9


0. 323

0. 30S

t). 323   U.3I5    0,323

0. 323

0, 238

0. Ξ38   0. Ξ1S    。.如0

0. 260


Ch 238

252   0+ 248    0÷ 253


QZ53


3.3.9混凝土结构管沟及检查室,多为超静定结构,壁面温差 作用会在结构内引起内力及变形。根据实际丄程的计算,其作用 效应通常比较明显,应计入在管网运行阶段其对结构的作用。

由于结构周围土壤的保温作用,结构壁面温差在管网运行期 间,具有-定的稳定性。其对混凝土结构的作用,在管网运行期 间是始终存在的。故本条规定其准永久值系数"取I-Oo 3.3.∏~3. 3.12本条是依据现行国家标准《给水排水工程构筑 物结构设计规范》GB 50069 - 2002提岀的。

一项。

3.3.4~3.3.6固定支架的水平推力、导向支架的水平推力及活 动支架处的管道位移,在管网运行中,其实际作用值的大小会随 着运行工况的变化而出现变化。如在采暖季以采暖热负荷为主、 非采暖季以热水供应或制冷热负荷为主的管网,其运行工况在采 暖季与非采暧季会右很大变化,固定殳架的水平-推力、导向支架 的水平推力及管道伸移将有明収差异;即使同在釆暖季或非釆暖 季,供热介质参数的调整也会对其产生影响。因此将其列为可变 作用比较适宜。

本条规定上述几种作用的准永久值系数均可取1.。,主要是 基于下列情况:

1作为管沟及検査宰结构内支架结构卜一的惟-水平作用及 架空管道支架结构上的主要水平作用,上述儿种作用在管网运行 中是始终存在的;

2对于热水管网,供热介质参数的调整对上述儿种作用的 影响程度与管网的运行调节方式冇关,当采用某一特定的运行调 节方式时,有可能出现管网&时间在不利工况卜运行,从而使支 架结构在相应的时间内所承受的作用接近或达到其标准值;

3以工业用汽负荷为主的蒸汽管网有可能按设计热负荷常 年基木稳定运行-

钢沿钢滑动摩擦系数的取值,有关规范多釆用0∙3,3.3.6条提出的摩擦系数t要依据是北京市煤气热力工程设 计院的有关实验资料,该实验模拟了滑动支厘的几种常见工作条 件,如未加工的平钢板、滑动IfIi上有焊渣、钢板外露面上涂橙丹 等。实验结果见表3. 3. 6

根据实验结果,本条对摩擦系数的高限稍偏大取值为 0. 35 O

刚性支架、柔性支架在管道位移的约束影响下,沿支架柱截 面两个主轴方向分别同时发生水平位移时,具冇斜弯曲变形特 征。本条及附录D均是根据斜弯曲问题的力学方法提出的。

压、运行两个阶段分别进行结构及结构构件的承载力计算。此类 固定支架的水平推力值往往很大,且对支架的临时加固应在永久 结构已经完成、管道及设备安装完毕后进行,加固工作具有一定 的难度,并需占用一定的上期.同时根据以往实际工程情况,采 用临时加固的方法所耗费的材料量也较大,本规范不建议采用。 故本条提出应按管道试压、运行两个阶段分别进行支架结构及结 构构件的承载力计算。

蒸汽管道的固定支架及活动支架,因采用充水试压,在试压 阶段其管道及设备自重标准值将明显大于管道运行阶段,应按管 道试压、运行两个阶段分别进行支架结构及结构构件的承载力计 算。

4.1.8皎接支架系指支架柱脚沿纵向采用完全钗接构造,支架 顶端沿纵向位移与管道位移相等,支架的位移反弹力为零"半钗 接支架系指支架柱脚沿纵向采用不完全饺接(半饺接)构造,支 架顶端沿纵向位移与管道位移相等,艾架的位移反弹力可忽略不 计。供热管网运行温度较高,管道热膨胀位移值较大,最大位移 值徉往会达到数百毫米。采用饺接支架或半钗接殳架,管道位移 后支架的倾斜度较大,视觉明显,易给人以误解或不安全感.本 规范不建议采用。

4.2承载能力极限状态计算规定

4.2.1结构重要性系数*,的确定主要基于以下两个方面:首 先,城镇供热管网工程结构破坏町能产生严重后果,如导致管道 破坏,高温热水或蒸汽喷齊造成人身伤亡事故,停热造成较大社 会影响等,根据《工程结构可靠度设计统一标准》GB 50153 92,将其安全等级确定为二级比较适宜;其次,考虑到以往实际 工程结构设计能很好的满足安全使用要求,结构重要性系数按不小于1.0取值,可保证不低于原安全度水准。

4.2.2~4.2.4供热管网结构的结构类型、荷载特性等均更接近 于给水排水结构,故本条的制定主要依据《给水排水工程构筑物

4基本设计规定

4. 1 —般规定

4.1.1对结构抗倾覆、抗滑移及抗漂浮稳定验算,本规范规定 均采用含设计稳定性抗力系数KQ的设计表达式进行设计, 与《建筑地基基础设计规范》GB 50007 - 2002及《给水排水工 程构筑物结构设计规范》GB 50069 - 2002相协调。

4. 1.3-4.1.5本条规定当结构位于地下水位以下时,对需揭开 盖板进彳T管道检修的管洶及检查室,尚应进行管道检修阶段的结 构抗浮稳定验算,主耍是针对常规的管道检修受环境条件限制, 往往难以实施冇效降水的情况提出的。但为了满足检修需要,本 规范在第4. 2.5条规定其地下水位不应高于侧墙顶端。

根据《城市热力网设计规范》CJJ 34 - 2002的规定,计算固 定支架的水平推力时,应考虑升温或降温,选择最不利的工况和 最大温差进行计算。固定支架的水平推力值应包括下列三部分:

1管道热胀冷缩受约束产生的作用力,对架空敷设、管沟 敷设管道,系指活动艾座摩擦力在管道中产牛的轴向丿J;

2内压产生的不平衡力,即固定支架两侧铮道横截面不対 称在内压作用卜产生的不平衡力;

3活动端位移产生的作用力,如补偿器弹性力等。

管道的试压压力均高于管道运行STf-.1作压力,同时介质温 度远远低于管道运行阶段,根据以往实际工程情况,对于以承受 管道内压产生的不平衡力为主的固定支架,在试压工况条件下h 述二项作用力合成后的水平推力值可能会高于管道运行阶段。i I 前对于此类固定支架在管道试压阶段的结构处理主要有两种方 法:其一,固定支架设计仅考虑管道运行阶段水平推力,管道试 压时,对固定支架进行临时加固;其二,固定支架设计按管道试

4.2.6设计稳定性抗力系数K)取值,主嬰是根据以往实际 工程经验提出的,并与《建筑地基基则设计规范》GB 50007 -202及《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB 50069 - 2002 相协调“

需要揭开盖板进行管网检修的情况不多,且时间较短,故本 条提出抗漂浮稳定验算的设计稳定性抗力系数KQL)5, 略小于管网运行阶段的设计稳定性抗力系数。

4.2.74.2.8管网采用管沟敷设时,管沟及检查宰结构承受水 平推力时的抗滑移、抗倾覆稳定验算,其抗力不包括迎而被动土 压力。迎面被动土压力的产生以结构沿推力方向出现较大位移从 而引起足够的土的压缩变形为前提,而设有固定支架的管洶或检 查室结构,显然是不允许与相邻结构之间出现较大的相对位移 的。

4. 2. 7-1⅛ 4. 2. 7-2是分别根据《建筑地基基础设计规 范》(;B 500()7-2002、《砌体结构设计规范》B 50003 - 2001给 出的。

4.3正常使用极限状态验算规定

4.3. I4.3.2结构穿越铁路及主要道路时,往往需遵照相关标 准要求进行结构.变形验算。现行行业标准《铁路桥涵设计基本规 范》TB IO(X)2. I- 1999等铁路桥涵设计系列规范及《公路桥涵 设计通用规范》JTGL)6() 2004等公路桥涵设计系列规范,分别 对穿越铁路、公路的结构变形验算及变形限值等作岀了貝体规 定,结构设计应遵照执行。

4.3.3本条对构件的裂缝宽度控制提出广明确的要求,以确保 结构的耐久性。相关说明见本规范第2. 0. 62. 0. 7条条文说明。 4.3.6本条主要是根据《给水排水工程构筑物结构设计规范》 GB 50069 2002提出的。该规范对于计算截面处于受弯或大偏 心受拉(压)的钢筋混凝土结构构件的最大裂缝宽度计算,沿用 了《给水排水工程结构设计规范》GBJ 69 84的计算模式。该

结构设计规范》GB 50069 - ≡2a考虑到对不同的结构构件, 其起控制作用的可变作用往往会不尽相同,为便于设计人使用, 作用效应基本组合的设计值釆用了简化计算公式,其结构安全度 水准等同于《给水排水工程构筑物结构设计规范》。

对于固定支架的水平推力、导向支架的水平推力及管道位移 在活动支架结构卜.产生的水平作用,因缺乏足够的实测数据,难 以对其建立随机过程概率模型进行分析与描述。考虑到以往实际 丄程的支架结构设计能很好的满足安全使用要求,其荷载分项系 数主要通过工程校准,维持原安全度水准确定。

本条规定可变作用的分项系数均应取1.4,组合系数可取 0-9o对于钢筋混礙土结构管道艾架,其匸程校准过程可参见现 行国家标准《给水排水匸程构筑物结构设计规范》GB 50069 -20()2有关条文说明。下面対钢结构管道支架,以受弯构件为例 进行校准验算。

按原《钢结构设计规范》TJ 17-74进行计算可得:

讐=CcrlI = 17OOkg∕cm2 — 170N∕mmz (4. 2. 4 ■ 1)

按《钢结构设计规范》GB 50017-2003计算可得:

,—    -------- = ' = Z1 ɔ 1\ / rτιr∏'j

W

M == MGk + M<⅛

⅛ = S 9

(4.2.4-2)

(4,2.4-3)

可得:

/gM⅛ + 0. 9/_ 215 _ ] 27

Mo1 + MRk      17°

<4, 2.4-1)

作用在支架上的永久作用有热力管道及设备自重、支架结构 自审,其屮支架结构自重一般情况下远远小「热力管道及设备自 車,实际工程屮通常可忽略不计,取TG = I.27,代入式4. 2. 4-4 可得:

0. 9Tq -- 1 * 27

Zti 4 1' 4

5静力计算

5,1管沟及检查室

5. L 1-5.1.6本条主要是根据以往实际工程经验提出的,并与 有关的现行标准相协调。

钢筋混凝土槽形管沟系指采用现浇钢筋混凝上侧墙,底板及 预制装配式钢筋混凝土盖板的矩形管沟。

5- 1.6是根据北京市煤气热力工程设计院的已冇计算成 果,已在大量工程中采用。

5∙2架空管道支架

5.2.25.2.3本条给出的柱计算高度要求、钢筋混凝土结构支 架柱允许氐细比及最小截面尺寸要求,主要是综合攻冶金工业管 道支架设计规程》YS 13-77、《化工厂管架设计规定》HGJ 22 -89、《钢结构设计规范》GB 50017 - 2003等有关标准、资料后提 出的,并已在以往实际程中釆用。

计算模式经过20年来在给水排水工程实践中应用,情况良好。 考虑到供热管网结构从结构类型、荷载特性、环境条件及裂缝控 制等级等方面均更接近于给水排水结构,因此采用该计算模式是 比较适宜的。

在供热管网工程中,很多结构构件的受力条件以可变作用为 主,如管道支架结构以管道水平作用为主、位于城市主十道下冃一 覆土深度很小的管洶或检査室盖板以地面车辆简载为主。对此本 条提出,结构构件的最大裂缝宽度按作用效应的标准组合进行计 算,可保证计算结果与《给水排水工程结构设计规范》GBJ 69-84基本一致。

4.3.7设有固定支架的管沟或检住宰,当固定支架的水平推力 较大时,往往会出现管沟或检查室结构全截面受拉(轴心爱拉或 小偏心受拉)的情况,此时应进行结构的抗裂验算。本条是依据 现行国家标准《给水排水工程管道结构设计规范》GB 50332 -2002提出的。

12. Sm蛀范围内沿管沟长度方向可假定为三角形分布,端部 摩阻力最大。按本规范第3.2.2条确定构上的哆向土压力及侧 向上压力,上对管洶底板的摩擦系数取0.5, 侧墙及盖板的摩 擦系数取0- 3,计算其端部每米管沟上的最大摩阻力标准值:

管沟盖板上的竖向土压力标准值

1. 2X18X4.3X6-557. 3kN∕m

管沟侧墙上的侧向土压力标准值

--ɜ X18X —2^^X2X2. 5 = 217. 5kN∕m

管沟自重标准值

(4. 3X2. 5- -3. 6X1. 8) X25 = 134. 4kN∕m

土对管沟底板的摩擦力标准值

(557. 3+134. 4) X0. 5 = 345. 8kN∕m

土对管沟侧墙及盖板的摩擦力标准值

(557. 3+217. 5) X0. 3-232. 4kN∕m

土对管沟端部的最大摩阻力标准值

345. 8+232. 4=578. 2kN∕m

最大拉应力截面上的轴向拉力标准值

Nk = §X578. 2X12. 53614kN

混凝上按最低强度等级要求取C25,按本规范笫4. 3. 7条进行混 凝土抗裂验算:

NI  ____ 3614 X _____

AlJi 430OX 2500—3600 X1800

8 5N / πιm2 <.ac ∕rk ʌ" 0 ■ 87 XL 78

-■ L 55N∕mπr

根据验算结果,对钢筋混凝土结构管沟、当伸缩缝间距不大

Γ 25m时,在一般覆上条件下能够满足混凝上抗裂要求“

fl实世纪8。年代初期以来,北京市的供热管网工程中对钢 筋混凝土结构管沟的伸缩缝间距大多按不大于25m釆用,从工 程调査情况看,尚未发现结构出现沿全截ifU的贯通裂缝。

6构造要求

6.0.1采用管沟敷设的热力管道,其保温层往往不具右防水,性 能,在浸水或高湿环境卜,,保温性能将明显卜降,同时也会引起 管道锈蚀,影响管网的正常运行。管沟及检查室的防水应予以足 够重视。

6.0.26.0.4热力管淘在管网升温运行阶段,会产生一定的热 膨胀;在管网检修期间,沟内温度显著下降,结构将发生冷缩, 结构在冷缩过程中将受到周围土体约束,造成管沟结构沿纵向受 .,伸缩缝间距越大,其最不利截面上的拉力值也随之增加,直 至开裂。

考虑到钢筋混凝土结构管淘需要有较高的结构自防水性能, 在管网检修期间,针对结构因冷缩受到纵向拉力,管洶截面应按 不允许裂缝出现控制。

下面以某一具体的整体现浇通行管沟为例,作近似的理论验 算。

管沟覆土厚度阮1、净空尺寸3.6m X 1.8m、结构壁厚 0.35m,伸缩缝间距为25m,最大拉应力出现在该沟段中间部 位,其截面上的拉力为单侧12.5m氏范围内十对结构表面的摩 阻力之利。管网检修与管网运行两个阶段的结构平均受热温度的 责值按SV计.该沟段沿管沟佼度方向各点的收缩位移量呈二 角形分布,端部的位移量最大,该点的位移屋约为:

12500X4OXlXIoT =Smm

根据华南T.学院、南京丄学院等院校编写的《地基及基础》. 相应于土对结构表面的摩阻力达到极限值所需的位移虽约为 IOmm (黏性土约为4~6mm砂土约为610mm)。偏于安全 并为简化计算取其为5mm,则结构外表面与土的摩叽力在懷沟

附录A管沟及检查室结构受热温度计算方法

A.0.1管沟内空气温度的具体取值,应根据管网布置、供热介 质温度、管道保温设计及管道与衬砌内壁的距离等因素计算确 定。

A. 0.3由于热力管沟断面•般为矩形,并ILIm外轮廓的宽和 高比衬砌厚度大得务,釆用平壁法计算温度,计算结果能够满足 工程精度要求。

平壁法的温度计算公式是根据热⅛r⅜条件,企I、冽假设∣< 推导出来的:热流传送稳定不随时间变化;管沟内空汽的温度及 热流大小保持恒定;材料为勻质体.冃四周为无限长的平咐墙雎 (平壁)。

A.0.4鉴「热力管沟内的空气温度一般不超过8", IL流动性 很小.因此衬砌内表面的放热系数取12W/ (n√ ∙ V')<,

A.0.5导热系数代表材料传递热量的能丿J,是建筑材料的热物 理特性指标之•,单位是瓦(特)每平方米(摄氐)度LW/ (m'5L导热系数的离散性较大,除与材料的重力密度、温 度有关外,还与湿度有关。材料重力密度小,其导热系数小。材 料受热温度髙,导热系数增大。由于管沟温度•般不高,温度対 导热系数的影响可以忽略。材料湿度大,其导热系数就愈大。由 于管沟位亍地下.致使材料均有…定混度,所以应根据经验考虑 湿度对导热系数的影响。

A. 0. 5中的数据主要是参照&烟囱设计规范》GB 50051 -20021994年中国建筑匸业出版社出版的《新型建筑材料施 丄手册》和1991年屮国建筑工业出版社出版的《建筑材料手册》 给出的。

A. 0.6管沟顶板、侧墙及底板讣算上层厚度的确定直接采用了

在管网升温运行时,钢筋混凝上结构管沟的伸缩饉间距不大 于25m、伸缩缝宽度为30mm,能够满足结构膨胀量的要求, 尚有较大余量。

对于砌体结构管淘,本条提出其间距不宜大「40m,主要是 基于以卜-儿点:

1根据工程调查,砌悻结构管沟在管网检修揭开盖板时, 通常会在砖墙上出现重直的通R裂缝,墙体顶部裂缝宽度较底部 略大,裂缝间距约在IOm左右.同时,钢筋混凝土现浇底板也 会出现横向通长裂縫,但与侧墙相比,其间距要大一些。

妥从根本上解决这一问题,主要右两种处理方式:其-是将 伸缩缝间距调整J IOm左右;其二是在砖墙顶端设置钢筋混凝 上压梁同时釆用适当的伸缩缝间距。但两种处理方式均存在增加 施工难度、提高工程造价等问题,难以在规范中规定釆用。

2位于地下水位以下的砌体结构管沟,因防水间题难以解 决,木规范限制采用。位于地下水位以上的砌体结构管沟,即使 因管网检修造成结构冷缩开裂,出现少也渗漏, 一般可以通过定 期的机械排水解决(热力管沟及检查室内均有不小P 2%,的纵向 排水坡度坡向集水坑,集水坑上方设有人孔,具备集中排水条 件L而且在管网检修完毕也新恢复运行后,结构受热膨胀,裂 缝会存在弥合的可能,対结构的正常使用影响不大。

伸缩缝间距不大「40m,伸缩缝宽度采用30mm,可确保在 管道升温运行时管沟膨胀坦能满足伸缩缝宽度条件。

6.0.6本条对结构的混凝土保护层厚度提岀了具体要求,相关 说明见本规范笫2. 0. 62. (). 7条条文说明。

6.0.8热力管沟在管道检修期间,结构将发牛冷缩受拉。现浇 钢筋混凝土构件的纵向构造钢筋除应满足一般构诰要求外,尚应 起到一定的抵抗温度收缩应力的作用,减少现浇混凝土因温度收 缩而开裂的叮能性。本条与现行标准《混凝土结构设计规范》 GB 50010-2002a «给水排水工程管道结构设计规范》GB 50332 -2002的有关规定相协调。

《烟囱设计规范》GB 50051 • 2002的规定。

在本规范编制过程中采用ANSYS程序对管沟的温度场诳行 r二维数值模拟,在底板的计算上层厚度取值上得到的结果Li 《烟囱设计规范》有-定出入.但本规范编制在这力面的研究匸 作尚不充分,并且缺乏实那资料的支持,因此本规范宜接采用了 《烟囱设计规范》的有关规定。该问题在冇条件时宜进行进一步 研究。

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