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4.4 结构设计


4.4.1 一体化预制泵站主体结构的设计使用年限不应低于50年。

4.4.2 一体化预制泵站主体结构的顶盖、侧壁和底座应满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的验算要求。

4.4.3 一体化预制泵站抗震设计应符合现行国家标准《泵站设计规范》GB 50265的有关规定。

4.4.4 导流板宜采用和井筒相同的材质,应和井筒牢固连接,并应根据最大设计流量、流速、导流板的材质、形状和安装位置进行强度校核。

4.4.5 一体化预制泵站底座的设计应符合下列规定:

    1 质量不应小于水泵总质量的1.5倍;

    2 当质量达不到要求时,应与底板钢筋连接并进行二次浇筑;

    3 应设置防振构件。

4.4.6 一体化预制泵站主体底板的设计应符合下列规定:

    1 底板应采用钢筋混凝土结构;

    2 一体化预制泵站主体底板的尺寸应满足抗浮和结构强度要求,并应按下式进行抗浮计算:

    式中:
    W——一体化预制泵站主体、底板以上的回填土和底板总重力(N);

    KS——设计稳定性抗力系数,取1.05;

    F——一体化预制泵站主体、底板以上的回填土和底板总浮力(N)。

    3 一体化预制泵站主体的底座和钢筋混凝土底板应牢固连接,连接形式应根据抗浮计算和水泵稳定运行要求确定;
    4 多井筒一体化预制泵站主体和一体化预制泵站前后端构筑物宜采用同一个底板。

4.4.7 一体化预制泵站稳定分析、地基计算及处理应符合现行国家标准《泵站设计规范》GB 50265的有关规定。

4.4.8 一体化预制泵站基坑支护设计应综合考虑工程地质与水文地质条件、基础类型、基坑开挖深度、降排水条件、周边环境对基坑侧壁位移的要求、基坑周边荷载、施工季节、支护结构使用期限等因素,并应符合现行行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120的有关规定。


条文说明
4.4.1  一体化预制泵站主体结构指一体化预制泵站主体的顶盖、侧壁和底座。对于临时一体化预制泵站,设计使用年限可适当降低。
4.4.2  承载能力极限状态是指主体结构因材料强度被超过而破坏,井筒截面丧失稳定的状态。正常使用极限状态是指井筒的变形超过规定限值的状态。
   一体化预制泵站主体结构必须能承受永久作用和可变作用荷载而不破坏和变形。一体化预制泵站主体外部材质的应力计算应符合现行国家标准《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069的相关规定。
4.4.3  根据《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223的规定,城镇的给水、排水建筑应根据其使用功能、规模、修复难易程度和社会影响等级划分抗震设防类别。根据现行国家标准《泵站设计规范》GB50265的规定进行抗震计算。
4.4.4  目前,国内外通常采用有限元结构分析(FEA)对导流板强度进行校核。有限元结构分析(FEA)是对结构力学分析的一种计算方法。目前最流行的有限元分析软件有ANSYS、 ADINA、ABAQUS和MSC等。
4.4.5  一体化预制泵站底座的质量应不小于水泵总质量的1.5倍,防止水泵固定连接处产生振动和共振。如底座质量达不到要求,应采取底部灌浆和植筋等措施增加底座质量和基础牢固度,保证一体化预制泵站的稳定运行。防振构件包括防振垫、防振台等,防振构件的选择应根据水泵的形式确定。
4.4.6
     1  为防止一体化预制泵站上浮,一体化预制泵站主体底板应采用钢筋混凝土,可预先在地面浇筑或在现场基坑直接浇筑。一体化预制泵站主体底板的形状应根据一体化预制泵站基坑支护形式和一体化预制泵站安装的要求确定,宜采用和基坑底部相同形状的底板。
     2  在地下水位较高或暴雨频发的区域,存在一体化预制泵站上浮的风险。根据一体化预制泵站的直径和深度,设计适合尺寸的钢筋混凝土底板抗浮。基于抗浮计算,井筒可抵抗地下水的浮力而不会上浮,抗浮计算应按照现行国家标准《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069的相关计算方式,Ks按照现行国家标准《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069的相关规定取值1.05。
     在缺乏地下水水位资料时,为保证一体化预制泵站的安全性,假设地下水水位高至地面。一体化预制泵站自身重量和土的侧壁摩擦力作为安全余量考虑不计入一体化预制泵站总重力。
    3  井筒底座可设置法兰盘,采用螺栓和压板与一体化预制泵站底板连接。单独法兰盘连接无法满足一体化预制泵站抗浮和稳定运行要求时(当井筒直径较大且配套大型水泵),可对一体化预制泵站井筒底座进行植筋,在混凝土底板上部预留部分钢筋,并将两者进行二次浇筑,完成与井筒底座的连接。
    4   在经济许可的条件下,为防止地基不均匀沉降,多井筒一体化预制泵站主体和一体化预制泵站主体前后端构筑物(包括格栅井、阀门井),宜采用同一个底板。否则,应采取有效措施避免不同底板不均匀沉降后对连接管路的不良影响。
4.4.7  现行国家标准《泵站设计规范》GB50265对泵站稳定性、地基计算和处理进行了明确要求。其中附录B泵站地基计算及处理规定,当天然地基达不到承载力要求时,可采取换填、水泥搅拌桩、高压旋喷桩、振冲砂(碎石)桩、预制管桩或强夯等地基处理方法,改善地基承载力。
4.4.8  一体化预制泵站基坑开挖应保证周边环境和一体化预制泵站施工的安全,基坑支护按照现行行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120的有关规定执行。

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一体化预制泵站工程技术标准 CJJ/T285-2018
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