钢天沟及落水管计算
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计算依据是《给水排水设计手册》第二册[室内给水排水]
〖已知参数:〗
计算所在省(直辖市): 江西
计算所在城市: 吉安
计算暴雨量重现期: 1年
天沟长度: 8.1m
计算坡长: 16m
天沟槽宽: 0.4m
积水深度: 0.22mm
天沟表面粗糙系数: 0.015
天沟坡度: 0.003
〖天沟排水计算〗
根据《手册》表8-4查得该地区降雨强度:4.15升/秒*100平方米
※天沟过水断面积
根据下面公式a得:
(公式a) 天沟过水断面积为:0.09平方米
※湿周
根据下面公式b得:
(公式b) 湿周为:0.84m
※水力半径
根据下面公式c得:
(公式c) 水力半径为:0.10m
※水流速度
根据《手册》公式8-4得:
(公式8-4) 水流速度:0.81m/s
※天沟排水量
根据下面公式d得:
(公式d) 天沟排水量:71.41升/秒
※天沟汇水面积
根据《手册》公式8-6得:
(公式8-6) 天沟汇水面积:129.60平方米
※暴雨量计算
根据下面公式e得:
(公式e)
暴雨量计算:5.38升/秒
暴雨量能排除,天沟大小满足!
※落水管选择
根据《手册》表8-2:
直径为75的立管允许排水量为10.0升/秒
满足排水要求。
计算结束!
天沟排水计算技术手册
来源先闻公司发布于2011/9/8 9:44:38 评论(4)有5159人阅读
软件为屋面天沟排水的相关计算,计算主要遵循《给水排水设计手册》第二册《建筑给水排水》(第二版)中的相关条文及规定。
天沟设置
天沟的断面形式一般选择矩形或者梯形等。
天沟坡度不宜太大,一般以0.003~0.006为宜。
天沟流水长度不宜大于50m。但有些厂房根据屋面形式、天沟做法及车间跨度等要求,天沟长度也有长达70多米。
为了防止天沟末端处积水,可在山墙部分的天沟设置溢流口。
天沟系统一般由天沟、雨水斗和落水管组成。
落水管排泄的雨水总量,不应超过下表所列数值:
雨量计算
雨量应根据当地的暴雨公式,按下列条件换算成小时降雨厚度(mm/h)。
(1)降雨历时,采用5min。
(2)重现期应根据生产工艺和土建情况确定,见下表。一般情况采用一年,但不得小于室内雨水道所采用的重现期。
注:1、将表中1、2两项中有关相应的数值相加,即可求得计算值。
2、机械设备可能因水而受损害的生产,系指下列类型公称:丝绸厂、卷烟厂、棉纺织厂、冶金厂以及各种金属加工厂、化学联合企业等。
(3)计算公式:
参数说明:为小时降雨厚度(mm/h);
为降雨历时5min的暴雨强度[L/(s·100m2)],见下表为我国部分城镇降雨强度。
注:表中为重现期;为5min降雨强度;为小时降雨厚度,根据值折算而来。
汇水面积
当有高出屋面的侧墙(女儿墙)时,其墙体的挡水面积应该折算至屋面汇水面积中去,因墙内侧挡水后,水仍汇入天沟中。
1、屋面的汇水面积应按屋面的水平投影面积计算。
6 天溝排水量計算
Tonnage of cullis calculation
1降雨量I=100mm/hr判定原則 Qp>Qr ---ok.
Rainfall
2GUTTER SLOPE S=0.002(1/500)計算
3雨棚長L=2.7m Qr=I*Ar=I*L*B
The length of canopy
4雨棚寬B=53.7m Qr=0.0040275m^3/sec
The width of canopy
5天溝上方寬度H=350mm A=0.0224m^2
The width of cullis at top
6天溝下方寬度T=210mm P=T+2*H
The width of cullis at bottom
7天溝總深度W=90mm P=0.37m
The depth of cullis
8天溝安全深度Dw=80mm Rh=A/P
The safty depth of cullis
9铝板之粗造度係數(SUS)n=0.0125Rh=0.060540541m
The rough efficient of AL panel
曼寧公式(Manning Formula)Qp=1/n*A*(Rh)^2/3*S^1/2Qp=1/n*A*(Rh)^2/3*S^1/2
The tonnage of culis Qp=天溝之單位排水量Qp=0.012241201m^3/sec
Rh=A/P Rh=水力半徑落水管計算
The radius water powerful The calculation for rainspout
天溝排水量計算
Tonnage of cullis calculation
1降雨量I=100mm/hr
Rainfall
2雨棚長L=60m
The length of canopy
3雨棚寬B=12m
The width of canopy
4天溝雨水量Qr=I*L*B=0.020m^3/sec The rainwaterl of culis
5天沟泄水坡度S=0.1
he slope of culis
5天溝上方寬度H=350mm
The width of cullis at top
6天溝下方寬度T=350mm
The width of cullis at bottom
7天溝總深度W=150mm
The depth of cullis
8天溝安全深度Dw=120mm
The safty depth of cullis
9天沟截面面积A=H*T*Dw=0.042m^2 The area of cullis
10天沟周长P=T+2*Dw=0.590m The girth of cullis
11天沟粗造度係數(SUS)n=0.01
The rough efficient of panel
12水力半徑Rh=A/P=0.071m The radius water powerful
13天溝之單位排水量Qp=1/n*A*(Rh)^2/3*S^1/2=0.128m^3/sec The tonnage of culis(曼寧公式 Manning Formula)
14结论Qp>Qr is ok!
So
落水管計算
The calculation for rainspout
具体计算公式为:
天沟计算:
Q=1/K*A*100R*sqrtI/(n+sqrtR)
R=A/(2h+W)
W=a*(S1+S2/r)/3600
其中:sqrt表示开平方根
Q--天沟排水量(立方米/秒)
K--安全系数(一般取1.5)
A--排水有效面积(平方米)
I--排水坡度
n--粗糙系数(一般取0.2)
h--天沟积水深度
W--降水量(立方米)
a--采用的降雨强度(立方米/小时)
S1--屋面投影面积(平方米)
S2--流过雨水的外墙面积(平方米)
r--风速系数(一般取2)
落水管的计算:
q=c*A*sqrt(2gh)
s=q/(a*3600)
n=S/s
其中:q--落水管排水量(立方米/秒)
c--流量系数(一般取0.6)
A--落水管有截面积(平方米)
g--重力加速度(9.8米/平方秒)
h--天沟积水深度(米)
s--每根落水管的屋面汇水面积(平方米)
a--降雨强度(立方米/小时)
n--落水管数量
S--屋面受水面积(平方米)
当然也可根据落水管径和降水强度直接查表知落水管的布置,详参给排水规范
钢结构厂房屋面排水管流量计算
根据《建筑给排水设计规范-GB50015-2009》--4.9.2,设计雨水流量公式如下:Q y=Q jΨFw/10000
其中:Qy---设计雨水流量(L/s);
Qj---设计暴雨强度(L/s·hm²);
Ψ---径流系数;
Fw---汇水面积(m²)。
根据《武汉市排水防涝系统规划设计标准》,武汉市短历时暴雨的暴雨强度应采用以下公式计算:
P=10-50(暴雨重现期) Qj=577(1+0.96lgP)/(t+2.26)0.432
这里P选取50年为最大暴雨周期(50年一遇特大暴雨),即P=50。根据《建筑给排水设计规范-GB50015-2009》--4.9.4,屋面雨水排水管道设计降雨历时应按 5 min 计算,即t=5分钟。
结合以上数据得出:
Qj=577(1+0.96lg50)/(5+2.26)0.432≈641.15 即设计暴雨强度Qj=641.15(L/s·hm²)。
根据《建筑给排水设计规范-GB50015-2009》--4.9.6,查表可得径流系数Ψ=0.9-1.0,这里我们选取Ψ=0.9。
汇水面积即为库房屋面一个斜面的面积,已1#库为例,根据图纸,屋面屋脊总长为132.5m,屋檐内天沟至屋脊的长度为30m,故汇水面积Fw=132.5mx30m=3975㎡。
综合以上数据可得设计雨水流量:
Qy=641.15*0.9*3975/10000=229.37(L/s)
1#库屋檐内天沟设计有13根落水管,因此每根落水管的设计雨水流量为q y/13=17.64(L/s)。
关于文登家家悦屋面排水验算
条件:落水口间距6米,汇水坡长度36米的天沟:
1. 降水量:参考当地重现期为5年的最大小时降水量134mm/h
2. 排水方案:采用天沟宽度为200mm,平均深度为155mm,平天沟,落水管间距为6m,水面坡度为0.001,考虑天沟保护高度为0mm,则在落水口处水面高度为:
155-3000*0.001-0=152mm。
落水管采用相当于直径120mm的UPVC管的落水管。
验算如下:
1·按克氏公式:
Ag(天沟最小过水面面积)=200*152=30400mm^2=0.0304m^2
Lw(天沟过水面周长)=200+152*2=504mm=0.504m
R(水力平均深度)=As/Lw=60.32mm=0.06032m
S(坡度)=0.001
n(彩色钢板与水流摩擦系数)=0.0125
Vg(天沟水流速)=(23+1/n)/(1+23*n/R^0.5)*(R*S)^0.5=0.36853m/s
近落水口处截面的雨水流量为:Qr = Ar*I
=3*36*134*10^(-3)/3600 =0.00402m^3/s
考虑安全系数 K=1.5
所需天沟过水面积为Areq = K*Qr/Vg = 1.5*0.0040/0.3685=0.01636m^2
<0.0304m^2=Ag--ok!
2·按曼宁公式:
Vg(天沟水流速)=R^0.667*S^0.5/n=0.38909m/s
Qg(天沟排水能力)= Ag*Vg/K =0.00789m^3/s
>0.00402m^3/s=Qr--ok!
屋面天沟排水计算书
一. 设计资料
工程所在地设计最大降雨强度为250mm/hr
天沟水深设计系数(设计水深度除天沟深度)为0.8,落水效率系数(落水管排水深度除设计水深度)为0.95 屋面排水布置简图如下所示:
二. 设计结果
表1 天沟设计结果
天沟号分担宽度雨水量天沟宽天沟深泄水坡度排水量通过
1 21000 0.0105 250 200 0.001 0.017219 是
2 42000 0.021 300 210 0.001 0.023528 是
3 42000 0.021 300 210 0.001 0.023528 是
4 21000 0.010
5 250 200 0.001 0.017219 是
表2 集水范围内单根落水管设计结果
天沟号分担宽度雨水量落水管个数落水管外径流水量通过
1 21000 0.0105 11 100 0.013556 是
2 42000 0.021 11 160 0.035561 是
3 42000 0.021 11 160 0.035561 是
4 21000 0.010
5 11 100 0.01355
6 是
三. 详细验算过程
1 天沟1 详细验算
工程所在地设计最大降雨强度Rain=250mm/hr
集水长度L=72/(11-1)=7.2m
分担宽度B=21m
集水面积Area=L×B=7.2×21=151.2m2
分担雨水量Qr=Area×Rain/1000/3600=151.2×250/1000/3600=0.0105m3/sec
天沟彩色板摩擦系数n=0.0125
天沟宽度Bc=0.25m
天沟断面及落水管计算
每一个落水口所分担之雨水量计算:
屋面长度:L(m)L=20
屋面宽度:B(m)B=30
集水面积:Ar=B⨯L(m2)Ar=600
雨水量:Qr=Ar ⨯I⨯10-3/3600(m3/sec)Qr=0.166667
降雨强度:I (mm/hr)I=1000
注:1.天沟由1000mm宽板折成。
2.计算内天沟时L用L1来取代。
jjjjj外天沟断面核算:
天沟排水量采用曼宁公式计算:
Qg=Ag⨯Vg =Ag⨯R2/3⨯S1/2/n Qg=0.180551
Ag=W⨯H W Ag=0.24
R=Ag/(W+2H W)R=0.162162
Vg:天沟排水速度(m/sec)Vg=0.752298
N:sus或彩色板磨擦系数=0.0125N=0.0125
S:天沟泄水坡度=1/1000S=0.001
W:天沟宽度(m)W=1
H:天沟深度(m)H=0.3
Hw:设计最大水深(m)(通常取0.8H)Hw=0.24
FOR Qg>Qr <OK>计算结果:Qg> Qr
⇒使用天沟断面如右:排水槽的截面满足要求jjjjj落水管计算:
Qd=m⨯A d⨯(2gH W)1/2( m3/sec)Qd=0.051103
M:落水管支数=1支m=3
d:落水管外径(m)d=0.1
Ad:落水口面积(m2)Ad=0.007854
g:重力加速度=9.8 m/sec g=9.8
H W:天沟最大水深(m)Hw=0.24
FOR Qd>Qr计算结果:Qd < Qr
⇒使用落水管的管径大小 <OK>!!使用落水管的管径大小