水塔的抗震性能怎么鉴定?

本文适用于下列独立水塔,独立的水塔指有一个水柜作为供水用的水塔。其他独立水塔或特殊形式、多种使用功能的综合水塔,应采用专门的鉴定方法:
(1)容积不大于500m3、高度不超过35m的钢筋混凝土筒壁式和支架式水塔。
(2)容积不大于200m3、高度不超过30m的砖、石筒壁水塔。
(3)容积不大于20m3、高度不超过10m的砖支柱水塔。
容积不大于50m3、高度不超过20m的钢筋混凝土筒壁式和支架式水塔,容积不大于30m3、高度不超过15m的砖、石筒壁水塔,可适当降低其抗震鉴定要求,即在一度范围内降低构造的鉴定要求。水塔抗震鉴定时,对筒壁、支架的构造和抗震承载力,基础的不均匀沉降等,应重点检查。水塔符合下列各项规定时,可评为满足抗震鉴定要求;当不符合时,可根据构造和抗震承载力不符合的程度,通过综合分析确定采取加固或其他相应对策。
1.A类水塔外观和内在质量宜符合下列要求:
(1)钢筋混凝土筒壁和支架仅有少量微小裂缝,钢筋无露筋和锈蚀。
(2)砖、石筒壁和砖支柱无裂缝、松动和酥碱。
(3)基础无严重倾斜,水塔高度不超过20m时,倾斜率不应超过0.8%;水塔高度为20~45m时,倾斜率不应超过0.6%,水塔的基础倾斜过大,将影响水塔的安全。
2.水塔鉴定的内容,主要参照国家标准《给排水工程结构设计规范》GBJ 69-84的有关规定和震害经验确定。A类水塔的构造检查,应符合下列规定:
(1)水塔构件材料实际达到的强度等级应符合下列要求:
1)水柜、支架的混凝土强度等级不应低于C18,筒壁、基础、平台等的混凝土强度等级不应低于C13;
2)砖砌体的强度等级,6度时和7度时Ⅰ、Ⅱ类场地不应低于M2.5,7度时Ⅲ、Ⅳ类场地和8、9度时不应低于M5,砖的强度等级不应低于MU7.5;对本标准规定的水塔,砂浆强度等级不应低于M2.5,砖的强度等级不应低于MU5;
3)石砌体砌筑砂浆的强度等级不宜低于M7.5,石料的强度等级不应低于MU20;对本标准规定的水塔,砂浆强度等级不宜低于M5。
(2)砖支柱不应少于四根,每隔3~4m应有钢筋混凝土连系梁一道。
(3)支架(支柱)水塔的基础宜为整体基础;Ⅱ~Ⅳ类场地的独立基础,应有连系梁将其连接为一体。
3.A类水塔鉴定时,抗震承载力验算应符合下列规定:
(1)外观和内在质量良好且符合抗震设计要求的下列水塔及其部件,可不进行抗震承载力验算:
1)6度时的各种水塔;
2)7度时Ⅰ、Ⅱ类场地容积不大于10m3 、高度不超过7m的组合砖柱水塔;
3)7度时Ⅰ、Ⅱ类场地的砖、石筒壁水塔;
4)7度时Ⅲ、Ⅳ类场地和8度时Ⅰ、Ⅱ类场地每4~5m有钢筋混凝土圈梁并配有纵向钢筋或有构造柱的砖、石筒壁水塔;
5)7度时和8度时Ⅰ、Ⅱ类场地的钢筋混凝土支架式水塔;
6)7、8度时的水柜直径与筒壁直径比值不超过1.5的钢筋混凝土筒壁式水塔;
7)水塔的水柜,但不包括8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时的支架式水塔下环梁。
(2)对不符合本条第1款规定的水塔,可按进行抗震承载力验算。水塔的抗震承载力验算,以按设计规范的方法为主:支架水塔和类似的其他水塔采用简化方法,较低的筒支承水塔采用底部剪力法,较高的砖筒支承水塔或筒高度与直径之比大于3.5时采用振型分解反应谱方法。为保持标准的水准,水塔抗震鉴定的承载力调整系数γRa的取值同抗震设计的承载力抗震调整系数γRE
经验表明,砖和钢筋混凝土筒壁水塔为满载时控制抗震设计,而支架式水塔和基础则可能为空载时控制设计,地震作用方向不同,控制部位也不完全相同。参照设计规范,在抗震鉴定的承载力验算中也作了相应的规定。
综合评定时,只要水塔相应部位无震害或只有轻微震害,能满足不影响水塔使用或稍加处理即可继续使用的要求,均可通过鉴定。
4. B类钢筋混凝土筒支承水塔的构造,应符合下列构造要求:
(1)筒壁的竖向钢筋不应小于φ12,间距不应大于200mm,搭接长度不应小于40倍钢筋直径。
(2)筒下部的门洞,宜有钢筋混凝土门框。
(3)筒的窗洞和孔洞周围,应有不少于2φ12的加强钢筋。
5.B类钢筋混凝土支架水塔的构造,应符合下列要求:
(1)支架的横梁应有较大刚度,梁内箍筋的搭接长度不应小于40倍钢筋直径,箍筋间距不应大于200mm,且梁端在1倍梁高范围内的箍筋间距不应大于100mm。
(2)水柜以下和基础以上各800mm的范围内,以及梁柱节点上下各1倍柱宽并不小于1/6柱净高的范围内,柱的箍筋间距不应大于100mm;8、9度时,柱的箍筋直径不应小于8。
(3)水柜下环梁和横梁的梁端应加腋;8、9度时,高度超过20m的水塔,沿支架高度每隔10m左右宜有钢筋混凝土水平交叉支撑一道,支撑截面不宜小于支架柱的截面。
6.B类砖筒支承水塔的构造,应符合下列要求:
(1)砖筒支承水塔的砖筒壁配筋,应按计算确定,其实际配筋范围和配筋量应符合下表的要求。
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(2)砖筒壁内钢筋的搭接与锚固,应符合本标准的规定。

(3)7度时Ⅲ、Ⅳ类场地和8度时Ⅰ、Ⅱ类场地的砖筒壁,宜有不少于4根构造柱构造柱截面不宜小于240mm×240mm,其他构造应符合本标准的规定。
(4)沿筒身高度每隔4m左右宜有圈梁一道,其截面高度不宜小于180mm,宽度不宜小于筒壁厚度的2/3且不宜小于240mm,纵向钢筋不应小于412,箍筋间距不应大于250mm。
(5)砖筒下部的门洞上下应各有钢筋混凝土圈梁一道,门洞两侧宜设钢筋混凝土门框或砖门框;其他洞口上下应各配38钢筋,且两端伸入筒壁不应小于1m。
7.Ⅱ~Ⅳ类场地的柱支承水塔基础,宜为整片或环状基础,独立基础应有基础系梁相互连接。
8.B类水塔的下列构件符合以下构造要求时,可评为满足抗震鉴定要求不进行截面抗震验算,其他情况,应按规定进行下列抗震验算:
(1)水塔的水柜,但不包括8度时Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时的支架式水塔水柜的下环梁。
(2)7度时Ⅰ、Ⅱ类场地的钢筋混凝土支架,容积不大于50m3且高度不超过20m的砖筒支承水塔的筒壁,容积不大于20m3 且高度不超过7m的砖柱支承水塔的柱和梁。
(3)7度时和8度时Ⅰ、Ⅱ类场地的钢筋混凝土筒支承水塔的筒壁。
9.水塔的抗震分析,应符合下列规定:
(1)水塔的截面抗震验算,应考虑满载和空载两种情况;支架式水塔和平面为多角形的水塔,应分别按正向和对角线方向进行验算;较高水塔的竖向地震作用,可按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的有关规定计算。
(2)水塔的水平抗震计算,可采用下列方法:
1)支架水塔和类似的其他水塔,相应于水平地震作用标准值产生的底部地震弯矩。
2)较低的筒支承水塔可采用底部剪力法;
3)较高的砖筒支承水塔或筒高度与直径之比大于3.5时,可采用振型分解反应谱法。
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