【石油化工行业标准(SH)】 石油化工钢筋混凝土结构水池设计规范

ICs91.080.40
备察号：J244-2003
中华人民共和国石油化工行业标准SH/T3132—2002
石油化工钢筋混凝土水池结构设计规范Design specification for reinforced concretetanks in petrochemical industry2003-02-09
2003-05-01
中华人民社和国国家经济贸易委员会实施
2规范性引用文件
3基本设计规定·
4材料
4.1混凝士
4.2钢材
4.3外加剂
5作用及作用效应组合
一般规定
永久作用·
可变作：
地霆作用-
效应组合
6静力计算·
一般规定
矩形水池的静力计算
圆形水池的静力计算·
6.矩形水滟壁面温（湿）差作用的内力计算7抗裂及裂链宽度验算
了、1抗裂验算·
7.2裂缝宽度验算
8抗浮稳定设计..
一般规定·
8.2抗浮稳定验算
9构造要求
9.1一般构造要求·
9.2变形缝构造·.
9.3抗震构造措施
附录A（资料性附录）双向板在非齐项水（土）压力作用下的弯矩系数附录B（资料性附录）壁面温（湿）差作用下的奔矩系数-用词说明
条文说明
SH/T 3132—2002
SH/T3132—2002
本规范是根据中国石化[2000]建标字090号文的通知，由中国石化洛阳石油化工工程公司主编的。本规范共分九章和两个资料性附录，主要内容包括：范围、基本设计规定、材料、作用及作用效应组合、静力计算、抗裂及裂缝宽度验算、抗浮稳定设计及构造要求等。由中国石化巢团公司工程建设管理部组织审定。
本规范以黑体学标志的条文为强制性条文，必须严格执行。本规范在实施过程中，如发现需要修改补充之处，请将意见和有关资料提供给主编单位（地址：河南省洛阳市七果河063信箱，邮政编码：471003），以便今后修订时参考，本标准由主编单位负责解释。本规范主编单位：中国石化集谢洛阳石油化工工程公司参加编制单位：中国石油天然气集团大庆石油化工设计院主要起草人：于文章邓润辉冯迪李立昌H
石油化锻筋混凝土水池结构设计规范SH/T 3132—2002
本规范适用于石油化工企业中现浇钢筋混凝土水池的结构设计（顶盖可采用预制），非贮液池及地下式、半地下式象房的结构设计可参照执行。本规范不适用I装配式钢筋混凝土水池，预应力混凝土水池及沉井类结构设计，本规范不涉及水池地基处理方面的内容，建造丁软弱士、湿陷性黄士及膨胀土等特殊土层上的水池其地基处理应执行现行有关地基处理技术规范。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其新版本适用于本规范GB50010混凝土结构设计规范
GB50046工业建筑防蚀设计规范
GB50191构筑物抗囊设计规范
GB8076混凝土外加剂
GBJ119混凝十外加剂应用技术规范JGI52普通混凝主用砂质量标准及验收方法JGJ53
JC 476
通混凝土用碎石或卵石质量标准及验收方法混凝士谢胀剂
3基本设计规定
3.1水池按其埋置情况分为全埋式，地下式、半地下式，地面式利架空式五种，其划分方法应符合下列规定：
a）全埋式指池顶的项面标高位于地面以下，且顶部有短土的水池：b）地下式指池项标高与地面--致，或高山地面高度不超过300mm的水池：c）半地下式指池壁高度一半及一半以上位于地面以下的水池：d)地面式指池壁高度一半以上位于地面以上的水池：e）架空式指池底板与地面脱开，用柱基或条基架空的水池。3.2不设缝的单格矩形水池，按池壁长度与高度的比值划分为深壁池、浅壁池和双向板壁池三种、其划分方法应符合表1规定。bzxZ.net
3.3水池的防水等级按围护结构允许添漏水量划分为四级，划分标准应符合表2规定。贮液池均应进行闭水试验，并应达到表2规定的防水等级渗遍标准。1
SH/T 3132—2002
边界条件
双向深壁池
预达日由
三边支承
四边支承
L/H。0.5
L,/H。≤0.5
L/H。≤0.5
表1单格无缝矩形水池分类
单向深壁池
L,/H≤0.5
32 L,/H。20.5
L,/H。≤0.5
2 /H ≥0.5
双向浅壁池
L/H,>3
L/H,>3
L,/H。>2
L/H,>2
单向浅壁池
L,/H>3
32 ,/20.5
L,/H,>2
22 L/H,20. 5
注：表中L，为长向池晚计算长度，L,为颊向池壁计算长度，H。为池壁计算高度。表2水池防水等级渗漏标准
防水等级
不充许渗水，围护结构无湿渍
双向板壁池
33 /H。≥0. 6
33 L/H。=0. 5
23L/H,0.5
22 Lh/H 20. 6
不允许漏水，用护结构有少益混溃，湿渍总面积不应大于维护结构总面积的0.6%有少望漏水点，任意100m防水面积上的漏水点数不超过了处，不得有线流和漏泥砂，整个工程平均漏水量<0.5L/m.d
有漏水点，不得有线流和漏混砂，整个上程平均凝水母<2L/，d3.4石润化.1常用水泡的防水等级，定接表3规定采用（设有附加防水层对，可降低一级防水等级，们不低于四级）。当1艺在规定时，按工艺规走采用。表 3 石油化工水池防水等级
防水等级
地下式、半地下式泵房
架空式水池、人型设备片池、有侵蚀介质作用的污水类池如事故池。调节池、中和池等贮炜池、沉淀池、污青池、离油池、撤沫池、浮选池、暖气池、沉砂池、反应池、澄清池、气浮池、过滤池、清水池、雨水池、冷却水池、消防水池等3.5石油化工常用水池混凝土的抗渗等级应符合表4的规定。2
水池防水等级
混凝+抗渗等级（S）
表4水池混凝土的抗渗等级
二、三级
注1：表中「。为最大作用水头与池壁（或底板）厚度之比值：三、三级
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注2：表中S，为混凝上抗漆等级，系指龄期为28天的混凝土试件，施加IX0.1MPa水压后所满足的不水指标，3.6建于寒冷地区的地面式、架空式或半地下式水池的池壁及项盖，宜设置外保温设施，当池壁外露时，在最冷月月平均气温低于-5℃的地区，水池壁板及顶板混凝士的抗冻等级应符合表5的规定。表5水池混凝土抗冻等级
最冷月月平均气温
低于-15℃
-5℃~-15℃
混凝士抗冻等级(D,)
注1！表中D；为混凝土的抗冻等级，系指龄期28天的混凝土试件，在吸水勉和后，以抗压强度降低不超过25%，且量损失不超过6%时，所能受的最大冻融循环次数：注2：融循环次数系指一年内气温从5亡以上降至-5℃以下，再回升至5亡以上的交替次数。3.7水池混凝土的环境温度不得高于80℃。3.8当水池内介质的酸碱度（pH值）低于6或其它介质组分对钢筋混凝土产生强、中、弱等级腐蚀时应按现行工业建筑防魔蚀设计规范》GB50046的有关规定或进行专门试验采取防腐措施。当介质温度超过40℃时，尚应考虑温度对防腐层材料的影响3.9当现浇矩形钢筋混凝士水池的长度和宽度尺寸超过表6的规定时，应设置遁应温（湿）度变化作用的缩缝。
表6现溉矩形钢筋混凝土水池伸缩缝最大间距砂土或粘性土地基
混凝土种类
普通防水混凝土
补性收缩混凝土
地面式水池
地下式水池
或战有保温措施
半地下式水池
地面式水池
岩石或碎石土地基
地下式水范
或有保温措施
半地下式水池
注：当普通防水混凝士水池设有后浇带或补偿收缩混凝土水池设有膨胀混凝士加强带时，仲缩缝的间距可根粮据工程经验确定，不受表列数值限制。3.10石油化工常用水池的结构安全等级为二级，结构垂要性系数取1.0。按现行《构筑物抗凝设计规范》CB50191中规定的丙类构筑物进行抗震设计。3.11水池地基的沉降应能满足正常生产要求，一般情况下，地基的最大沉降值不宜大于300mm。3
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4材料
4.1混凝土
4.1.1水池混凝土可采用普通防水凝凝土或补偿收缩混凝士，4.1.2水池混凝士的砂率宣为35%～40%，灰比宜为1:2~1:2.5，水灰比宜小于0.5（有抗冻要求时应小于0.5)，落度不宜大于50mi（掺外加剂或采用泵送混凝土时不受此限制)。4.1.3当采用补偿收缩混凝土时，其性能应通过试验确定，并应满足现行混凝土外加剂应用技术规范》GBJ119中规定的补偿收缩混凝土性能的要求。4.1.4水池受力构件混凝土的强度等级不应低于C25：当要求混凝土的抗冻等级大于、等于D150时，混凝土的强度等级不应低于C30。4.1.5水池混凝土中使用活性骨料时，其碱含置应符合表7规定的限值。表了混凝士中最大碱含最限值
工作环境
于燥环境
潮湿环境
含碱环境
4.1.6水池混凝土中水泥材料的选用应符合下列规定：防水等级
二、三级
采用非洁性骨料
）当水池混凝土不受侵蚀性介质和冻融作用时，可选用普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥：
6）当水泄混凝士受陈融作用时，宜优先选用普通硅酸盐水泥，不得使用火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥：
e）当混凝十中掺用硫铝酸钙类膨胀剂（明矾石膨胀剂除外）、氧化钙类膨胀剂时，宜选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，如选用其它类水泥应通过试验确定：d）当混凝土中掺用明矾石膨胀剂时，宜选用普通硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥，如选用其它类水泥应通过试验确定；
e）每立方米混凝士中的水泥含量不应少于300k鸟。水泥中的总碱望应不大于0.6%。4.1.7水池混凝士中的细骨料和粗骨料除应符合现行普通混凝土用砂质量标准及检验方法》JGI52和《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》JGI53的规定外，尚应符合下列要求：a）细骨料宜选用中砂，其最人粒径不得超过5mm，含泥盘和云母含凿不应大于3%（按重量比）6）粗骨料应采用颗粒致密坚硬的卵石或碎石，最大粒径不应大于结构最小尺寸的1/4，且不得大下锅筋最小净距的1/2，并不得大于40mm；针片状题粒含量不应大于1%，含泥量不应大于1%（按重比），吸水率不应大于I.5%。4.2钢材
4.2.1钢筋直采用HRB40O、HRB335、HPB235级钢筋；钢材宜采用Q235类。4
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4.2.2直径大于10mmm的受力钢筋和承受温度应力的钢筋宜采用HRB400、HRB335级钢筋。4.2.3长期处丁中等和强腐蚀介质没蚀下的钢构件，应有可靠的防护措施。4.3外加剂
4.3.1水池混凝土中搭用外加剂时，应符合现行混避土外加剂应用技术规范》GBJ119中的有关规定。所用外加剂品种及质量标准尚应符合现行《混凝士外加剂》GB8076及各种外加剂的柏关标准中的有关规定。
4.3.2补偿收缩混凝避土中膨眠剂的掺入量应通过试验确定，混凝土膨胀剂应达到混凝土藤胀剂JC476中规定的性能指标要求。当水池混避土中案用活性骨料时，不应菜用总碱量大于0.75%的膨胀剂。4.3.3水池混凝土中不得使用氯盐及含氮盐的防冻炼剂、复合早强剂及早强减水剂等。混凝十中最人氟离子含不应超过水泷用量的0.2%。5作用及作用效应组合
5．.1一般规定
5.1.1水泄结构上的作用分为下列三类：a！永久作用：结构白重、十的竖向压力、十的侧向压力、池内水压力，池内物料压力，设备及管线重等：
b）可变作用：颠盖活荷载，设备操作荷载、安装检修荷载，地面堆积荷载、风荷载、雪荷载、地下水压力（包括侧压力、浮托力）、温（凝）度变化作用等：c）地震作用。
5.1.2进行水池结构计算时，可不考虑风荷载作用。5.1.3全理式、地下式水池和有保温设施的半地下式、地面式及架空式水池，可不考虑壁面温（湿）度变化的作用。
5.1.4无保温设施的半地下式、地面式及架空式的形水池和按本规范第3,9条规定设置了永久伸缩缝的半地下式，地而的矩形水池，可不计算温（湿）度变化对壁板中而的作用。5.1.5水池不考总整向地震作用。下列情况下，水池可不进行水平地震作用下的裁面抗震验算，但应满足抗震构造要求
a设防烈度为6度和7度时的各种水池b)
设防烈度为8度对的全埋式、地下式和半地下式水池：c）设防烈度为8度时的地面式圆形水池，5.2永久作用
5.2.1水池结构上的永久作用标推值应接下列规定计算：a）结构自重标准值，按构件尺寸与相应材料的重度计算b）水池顶盖短土的竖向土压力标准值，按覆土厚度与相应填土的重度计算，并乘以竖向土压力系数。当顶盖长宽比小于10时，竖向士压力系数取1.0：大于10时，取1.2;侧向士压力标值：地下水垃以上部分，按间填主的重度计算主动上压力；地下水位以下部分，c
按回填土的浮童度计算生动上压力：动土压力系数应根据土的抗剪强度确定，当缺乏试验资料时，对砂类十或粉土可取1/3，5
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对粘性土可取1/4~1/3，堆放焦炭可取1/3：鸿内水压力标准值，按设计水位高度的静水压力计算（对机械表面瞻气池，设计水位应按池顶d
计算)；
设备及管线重的标准值，按实际重量采用：转动设备重的标准值，按设备转动部分重量标准值囊以动力系数后的垂直静态作用计算：动力系数取值：对离心泵及电机类设备取2.0，对刮泥机类设备取1.2。各种永久作用的重度及其分项系数，应按表8规定取值。5.2.2
表8永久作用的重度及分项系数
作用名称
结构自重：
钢筋混凝土
紫混凝上
顶项盖竖向覆土压力
谢向士压力：
地下水以上部分
地下水以下部分
池内水压力：
一般水泄
污水池
妙黛池内焦炭
设备、管线重
转动设备重
5.3可变作用
重度，kN/m2
10. 0 ~ 10. 8
按实际
按 5. 2. 1 条第 f 项计算
分项系数
可变作用的标准值、分项系数、准永久值系数，应按表9规定取值。5.3.1
表9可变作用标准值、分项系数、准永久值系数作用名称
不上人顶盖活荷载
上人项盖活葡载
设备探作平台活荷载
顶益上安装捡修荷载
地面堆积荷载
地下水【侧压力、浮力】
温（湿）度变化作用
标准值，kN/m
按5.3. 2条，5.3.3条计算
分项系数
当作用对结构有利时，牙
项系数取 1. 0
雅永久值系数
5.3.2暴露在大气中的水池壁板的壁面温差应按下式计算：(TT)
式中;
,—池壁板内外侧壁面温差，℃：A池壁板博度，m:
1一—混凝土导热系数，按表10取值B—混凝十与空气词的热交换系数，按表10取值：SH/T 3132—2002
T—池壁板内侧水的计算温度（℃)，可按年最冷月月平均介质温度采用：TA
池壁板外侧的大气温度（℃），可按当地年最冷月月平均温度来用。表10混凝土的热工系数
系数名称
线膨胀系数α
导热系数2
热交换系数P
工作条件
温度在0℃100℃范围
两侧表面与空气接触
一侧表面与空气接触，另一侧表面与水接触冬季混凝土表面与空气之间
夏季混凝土表面与空气之间
5.3.3暴露在大气中的池湿度当最温差（αt）可取10℃计算，系数值
1×10-(1/℃)
1.55 (w/m+k)
2.03 [w/m-k]
23. 26 (w/m.k)
17.44 (w/m -k)
5.3.4计算池壁板面温（湿）度变化作用时，取壁面差与湿度当重温差中的敏大者（4r）计算。5.4地麗作用
5.4.1矩形地面式水池单位宽度池壁沿高度的水平地露作用标准值按下式计算：Feck =0. 45amxig sin
式中：
FFgk——单位宽度池壁沿高度的水平地罹作用标准值，kN/m。（见图1);aak——水平地麓作用影响系数最大值，8度时取0.5，9度时取1.0；9——池壁沿高度单位面积重力荷载标准值，kN/n：Z计算截面距池壁底端的高度，m;YI
第1振型参与系数，对等厚度池壁一般取 1.27。2
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a）沿高度分布
图1地面式水池池壁地爵作用分布5. 4. 2矩形地面式水池顶盖的水平地震作用标准值按下式计算：Feck = 0. 45nmx7,Geq
FE\-水池顶盖的水平地震作用标准值，kN。（见图1)Gea
一水池顶盖的全部等效重力荷载，kN。b）沿平面分布
5.4.3地震作用时矩形水池的动水乐力标准值及其沿水平地震作用方向的合力标准值，按下列公式计算：Fw-0.2amxwHufu
P, = D. 4αmxYwL,Hfa
式中：
——水泄动水压方标准值，kN/m；Fw
Lgv Lp
一动水压力沿水平地霆方向的合力标准慎，kN。（见图2)：一分别为沿水平地方向和垂直于地方尚的池壁计算长度，m：Yw
水的重度，N/m；
一水池的动水压力系数，按表11取值。表11地面式水池动水压力系数
5. 5效应组合
a）沿高度分布
图2矩形水池动水压力分布
5.5.1对结构构件作强度计算时，应采用下列极限状态设计表达式：YoSMR
式中：
--结构重要性系数，取1.0：
5—作用效应组合的设计值：
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b）裕平面分布
一构件承载力设计值，按现行《混凝士结构设计规范》GB50010规定采用。5.5.2对结构构件作抗震验算时，应采用下列极限状态设计表达式：SSRYg
式中：
承载力抗袭调整系数，取0.B。
5.5.3水池按承载能力极限状态设计时，作用效应基本组合设计值可按下式简化计算：YoSi
式中：
一按第/个永久作用标推值计算的作用效应，一第1个永久作用分项系数，按表8取值：一按第/个可变作用标准慎计算的作用效应：第 个可变作用分项系数，按表 9取值;一可变作用的组合系数，一般取0.9，当只有一个可变作用时，取1.0。5.5.4水池按承载能力极限状态设计时，地震作用效应组合设计值可按下式计算：(7)
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