鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、<p>　　鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：結(jié)合對(duì)鋼筋混凝土水池的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)鋼筋混凝土水池的結(jié)構(gòu)形式和受荷特點(diǎn)，該文對(duì)水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中的一些關(guān)鍵技術(shù)措施及方法進(jìn)行了介紹，探討保證水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理及施工安全有效進(jìn)行的方法。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；水池；設(shè)計(jì)；施工 </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)： T

2、V331 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　鋼筋混凝土水池作為一種常用的構(gòu)筑物類(lèi)型，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑中的污水處理、給水裝置、消防、循環(huán)水場(chǎng)及事故緩沖等工程中。在鋼筋混凝土水池設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅要滿(mǎn)足給排水專(zhuān)業(yè)的工藝要求，而且要兼顧安全、適用和經(jīng)濟(jì)的原則。在設(shè)計(jì)過(guò)程中把握每個(gè)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)成為是否滿(mǎn)足要求的一個(gè)要點(diǎn)。按

3、照相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)定，針對(duì)鋼筋混凝土水池的設(shè)計(jì)過(guò)程，結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，探討鋼筋混凝土水池設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。 </p><p>　　一、水池的分類(lèi)及所適用的條件 </p><p>　　（一）、按施工方式分類(lèi) </p><p>　?。?）現(xiàn)澆鋼筋混凝土水池。施工技術(shù)和施工工序簡(jiǎn)單，這種水池應(yīng)用比較廣泛; （2）裝配式鋼筋混凝土水池。由于混凝土的干縮已經(jīng)在預(yù)制過(guò)程中完成，所以可減少混

4、凝土出現(xiàn)早期裂縫，并加快施工進(jìn)度。 </p><p>　　（二）、按施工材料分類(lèi) </p><p>　　（1）鋼筋混凝土水池。適用于容量較大，抗?jié)B、抗裂性能要求較高的水池;（2）磚石水池。就地取材方便，適用于容量較小，無(wú)抗?jié)B抗裂要求或抗?jié)B抗裂要求較低的水池（該水池一般需要有較好的地基條件）。 </p><p>　　（三）、按形狀分類(lèi) </p><

5、p>　?。?）矩形水池:施工方便，占地較小。小型水池宜采用矩形水池，如果液體的深度較淺時(shí)，大中型水池也可采用矩形水池;（2）圓形水池:受力合理。大中型水池由于受力較大，宜采用圓形水池。 </p><p>　　地下水池和半地下水池所受到的外界溫度影響較小，由此而引起的應(yīng)力也較小。在水池的使用過(guò)程中，由于水池豎壁外側(cè)有土的存在，會(huì)形成土壓力，能夠抵消一部分水池內(nèi)的液體壓力，可以使水池豎壁長(zhǎng)期處于較小的應(yīng)力狀態(tài);

6、但是如果水池埋得過(guò)深，將會(huì)使水池的頂板和底板所承受的荷載增大，進(jìn)而使材料量增大，費(fèi)用增加。另外，地下水池和半地下水池的抗震性能較好。 </p><p>　　二、鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原理和方法 </p><p>　　作為特種水工結(jié)構(gòu)構(gòu)筑物，鋼筋混凝土水池(以下簡(jiǎn)稱(chēng)水池)被廣范應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑的給水、排污、消防等工程中。水池結(jié)構(gòu)一般由底板、池壁和頂蓋(是否加頂蓋根據(jù)需要決定)組成。

7、按有無(wú)頂蓋，水池可分為有頂蓋的封閉式池、帶走道板的半封閉池和無(wú)頂蓋的開(kāi)敞式池;按安置方式，可分為地下式、半地下式、地上式。 </p><p>　?。ㄒ唬?、水池的材料 </p><p>　　1、鋼材與鋼筋的采用標(biāo)準(zhǔn) </p><p>　　水池建造中所需鋼材的設(shè)計(jì)指標(biāo)應(yīng)按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017規(guī)定采用;混凝土鋼筋的設(shè)計(jì)指標(biāo)應(yīng)按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)汁規(guī)范》GB5001

8、0規(guī)定采用。 </p><p>　　2、混凝土的抗?jié)B要求 </p><p>　　混凝土的抗?jié)B等級(jí)應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定。抗?jié)B等級(jí)Si的定義是指齡期為28d的混凝土試件，施加i×0.1MPa水壓后滿(mǎn)足不滲水指標(biāo)。構(gòu)筑物混凝土的抗?jié)B等級(jí)要求應(yīng)按表1釆用，相應(yīng)混凝土的骨料質(zhì)地應(yīng)滿(mǎn)足要求，級(jí)配控制良好，水灰比不應(yīng)大于0.50。 </p><p>　　表1混凝土抗?jié)B等級(jí)Si

9、的規(guī)定 </p><p>　?。ǘ⒒炷翢峁は禂?shù) </p><p>　　混凝土熱工系數(shù)可按表2采用。 </p><p>　　表2混凝土熱工系數(shù) </p><p>　　（三）、水池的荷載及荷載組合 </p><p>　　水池結(jié)構(gòu)受力比較復(fù)雜，往往受到水壓力、土壓力、水池自重、池頂荷載、地基反力、地下水的浮力以及必要時(shí)

10、需要考慮的溫度、濕度附加力等多種荷載的作用，荷載值可能由以上部分或全部荷載組合而得。主要荷載如圖1所示。 </p><p>　　圖1水池荷載示意圖 </p><p><b>　　1、池頂荷載 </b></p><p>　　對(duì)于有頂蓋的封閉式水池，作用在頂板上荷載包括永久荷載和可變荷載兩部分。永久荷載包括頂板自重、覆土重、防水層自重。其中頂板自重

11、按結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)尺寸與相應(yīng)材料單位體積的重量計(jì)算確定;覆土重可根據(jù)覆土厚度和土的重度來(lái)確定，一般取18KN/m3，厚度一般在0.2~0.8m之間;防水層一般較輕，計(jì)算時(shí)重量可忽略不計(jì)?？勺兒奢d包括活荷載和雪荷載。活荷載考慮了池上行人及臨時(shí)堆放物品等情況，一般取1.5KN/m2，雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》的有關(guān)計(jì)算規(guī)定來(lái)確定。雪荷載和活荷載不同時(shí)考慮，當(dāng)池頂上同時(shí)作用有活荷載和雪荷載作用時(shí)，取兩者中的較大值進(jìn)行計(jì)算。由于雪荷載

12、較小，設(shè)計(jì)時(shí)一般取活荷載進(jìn)行計(jì)算。 </p><p><b>　　2、池底板荷載 </b></p><p>　　地基土的性質(zhì)直接影響到基底反力的分布規(guī)律，另外，水池底板剛度、水池的結(jié)構(gòu)形式，以及所受的荷載狀況等也對(duì)基底反力的分布規(guī)律產(chǎn)生影響。因此，必須根據(jù)水池和地基的實(shí)際情況來(lái)選擇合理的分析和計(jì)算模型，為水池設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)。為此，筆者對(duì)水池與地基共同作用的性能進(jìn)行了

13、研究。水池板與地基相互作用，他們既要滿(mǎn)足靜力條件，還要滿(mǎn)足變形協(xié)調(diào)條件。水池底板的沉降，內(nèi)力和基礎(chǔ)的反力，不僅與地基因素有關(guān)，還受到水池本身剛度的影響。 </p><p>　　三、水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) </p><p><b>　?。ㄒ唬?gòu)造要求 </b></p><p>　　池壁及隔墻根據(jù)內(nèi)力計(jì)算決定單層或雙層配筋。水平鋼筋應(yīng)插入鄰壁，直線(xiàn)長(zhǎng)度

14、不少于25倍的鋼筋直徑;垂直鋼筋應(yīng)折入底板，其直線(xiàn)長(zhǎng)度不少于1/3～1/4的底板短跨長(zhǎng)度。池壁角隅區(qū)域的里外側(cè)均應(yīng)設(shè)置水平加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋插入鄰壁的長(zhǎng)度不小于1/3池壁高度，且不小于1m。 </p><p>　　當(dāng)池壁的頂、底端及轉(zhuǎn)角處須加強(qiáng)時(shí)，可設(shè)置構(gòu)造圈梁。一般小型水池的構(gòu)造圈梁通常不加大截面，僅在節(jié)點(diǎn)處放置四根加強(qiáng)鋼筋，其直徑不小于受力鋼筋及Φ12。 </p><p>　　水池池壁與池

15、壁間宜設(shè)置腋角，腋角高度為0．8～1．0倍的池壁厚度，傾角i=1∶1。水池池壁與地板間腋角高度宜為0．6～1．0倍的池壁厚度，傾角i=1∶1～1∶2。 </p><p>　?。ǘ?、防腐蝕要求 </p><p>　　鋼筋混凝土水池在實(shí)際使用過(guò)程中，由于池體內(nèi)儲(chǔ)存和處理的介質(zhì)可能有腐蝕性存在，會(huì)對(duì)混凝土或內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗?jié)B能力，影響水池的正常

16、使用。所以在設(shè)計(jì)中，根據(jù)池體內(nèi)的介質(zhì)確定池體內(nèi)的防腐措施。一般當(dāng)有腐蝕性介質(zhì)時(shí)，根據(jù)腐蝕性介質(zhì)的腐蝕等級(jí)和腐蝕性質(zhì)來(lái)確定池體內(nèi)壁及池底的防護(hù)措施。采用的防腐材料主要有玻璃鋼、樹(shù)脂鱗片膠泥、聚合物水泥砂漿、耐腐蝕塊材等。 </p><p><b>　　（三）、抗凍要求 </b></p><p>　　對(duì)位于寒冷或嚴(yán)寒地區(qū)外露的鋼筋混凝土水池,應(yīng)保證混凝土具有良好的抗凍性能

17、。為此,混凝土強(qiáng)度等級(jí)一般不應(yīng)低于C25。水灰比不應(yīng)大于0155,水泥用量同樣不應(yīng)超過(guò)抗?jié)B要求的標(biāo)準(zhǔn)。 </p><p>　?。ㄋ模?、抗?jié)B性要求 </p><p>　　鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu), 一般宜加強(qiáng)混凝土本身的密實(shí)性來(lái)滿(mǎn)足抗?jié)B要求。增加水泥用量可提高抗?jié)B性, 但用量過(guò)多會(huì)加大干縮量, 反而對(duì)抗?jié)B性不利, 所以對(duì)水泥用量應(yīng)有限制?；炷了冶炔粦?yīng)大于0.55。一般可在混凝土制備過(guò)程中加入各

18、種防水摻合料來(lái)提高其抗?jié)B性。 </p><p>　?。ㄎ澹?、鋼筋混凝土水池抗浮驗(yàn)算 </p><p>　　當(dāng)池體外池底以上存在地下水時(shí)，應(yīng)考慮地下水對(duì)池體的浮力。地下水浮力的影響考慮不周的話(huà)會(huì)導(dǎo)致池體上浮并造成工程事故。在地質(zhì)勘查報(bào)告中，一般會(huì)反應(yīng)勘測(cè)期間所在場(chǎng)地的地下水位情況及場(chǎng)地地下水位變幅情況，為抗浮計(jì)算提供依據(jù)。水池的抗浮計(jì)算可按下式計(jì)算:W(池體自重)/F(地下水浮力)≥Kf(抗

19、浮穩(wěn)定安全系數(shù)，取1．05～1．1)當(dāng)抗浮安全度不足時(shí)，必須采取抗浮措施，如增加池體自重和錨固抗浮。 </p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　以上就是對(duì)鋼筋混凝土水池設(shè)計(jì)過(guò)程中關(guān)于計(jì)算和構(gòu)造等方面的一些要點(diǎn)的簡(jiǎn)要闡述。在水池的實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)計(jì)算確定水池的板厚及配筋后，還同時(shí)應(yīng)該滿(mǎn)足水池的一些構(gòu)造要求，對(duì)水池的留洞處池壁的加強(qiáng)，人孔的留設(shè)

20、，水池施工縫的留設(shè)等，都應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范和構(gòu)造的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣才能設(shè)計(jì)出質(zhì)量合格，滿(mǎn)足使用要求的產(chǎn)品。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]中國(guó)建筑科學(xué)研究院.JGJ92-2004.無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社. </p><p>　　[2]中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn).