钢筋混凝土水池设计.ppt

第一节 水池的结构形式 9.1.1 贮水池容量、形状、水深等技术经济指标 贮水池容量在3000m3以内时，相同容量的圆形水池比矩形水池具有更好的技术经济指标。 圆形水池在池内水压力或池外土压力作用下，池壁在环向处于轴心受拉或轴心受压状态，在竖向则处于受弯状态，受力均匀明确；而矩形水池的池壁则为受弯为主的拉弯或压弯构件，当容量在200m3以上时，池壁的长高比将超过2而主要靠竖向受弯来传递侧压力，因此池壁厚度常比圆形水池的大。 ? ? 9.1.2 贮水池场地布置 ? 矩形水池对场地地形的适应性较强，便于节约用地及减少场地开挖的土方量，在山区狭长地带建造水池以及在城市大型给水工程中，矩形水池的这一优越性具有重要意义。 9.1.3 水池池壁厚度 水池池壁根据内力大小及其分布情况，可以做成等厚的或变厚的 目前，国内除预应力原水池有采用装配式池壁者外，一般钢筋混凝土水池都采用现浇整体式池壁。 矩形水池的池壁绝大多数采用现浇整体式，有有少数工程采用装配整体式池壁。 采用装配整体式池壁可以节约模板，使池壁生产工厂化和加快施工进度。缺点是壁板接缝处水平钢筋焊接工作量大，二次混凝土灌缝施工不便，连接部位施工质量难以保证，因此，实际时应特别慎重。 贮水池的顶盖和底板大多采用平顶和平底。 工程实践表明，对有覆土的水池顶盖，整体式无梁顶盖的造价和材料用量都比一般梁板体系为低。 装配式梁板结构的优点是能够节约模板和加快工程进度，但经济指标不如现浇整体式无梁楼盖。 从20世纪80年代以来，由于工具化钢模在混凝土工程中应用越来越普遍，使现浇混凝土结构得以扬长避短，在水池设计中优先采用全现浇混凝土结构已成为主流。? ? 当水池底板位于地下水位以下或地基较弱时，贮水池的底板通常作成整体式反无梁底板。 当底板位于地下水位以上，且基土较坚实、持力层承载力特征值不低于100kN/m2时，底板和池壁支柱基础则可以分开考虑。此时池壁、支柱基础按独立基础设计，底板的厚度和配筋均由构造确定，这种底板称为分离式（或铺砌式）底板。 分离式底板可设置分离缝，也可以不设置，后者在外观上与整体式反无梁底板无异，但计算时不考虑底板的作用，柱下基础及池壁基础均单独计算。有分离缝时，分离缝处应有止水措施。 图9-2为某石油化工厂10000m3地下式原油罐，此油罐采用两个扁球壳正反相加而成，内径达39m，池中心净高14.5m，但顶壳厚仅100mm，底壳厚仅60mm，其造价、混凝土和钢筋用量均低于同容量的预应力混凝土圆柱形罐，但模板用量则较大。 在水处理用池中，由于工艺的特殊要求，池底长作成倒锥形、倒球壳或多个旋转壳体组成的复杂池形。图9-3为采用倒锥形和倒球壳组合池底的加速澄清池。 第二节 水池上的作用 水池上的作用有永久作用和可变作用。其中， 永久作用包括：结构和永久设备的自重、土的竖向压力和侧向压力、构筑物内部的盛水压力、结构的预加应力、地基的不均匀沉降。 可变作用包括：地面上的活荷载、堆积荷重、雪荷载、地表或地下水的压力（侧压力、浮托力）、结构构件的温度、湿度变化作用等。 图9-4所示为水池最常见的荷载，池顶、池底及池壁的各种荷载必须分别进行计算 9.2.1 池顶荷载 作用在水池顶板上的竖向荷载，包括顶板自重、防水层重、覆土重、雪荷载和活荷载。 顶板自重及防水层重按实际计算。一般现浇整体式池顶的防水层只需用冷底子油打底再刷一道热沥青即可，其重量甚微，可以忽略不计。 池顶覆土的作用主要是保温与抗浮。保温要求的覆土厚度根据室外计算最低气温来确定。当计算最低气温在-10℃以上时，覆土厚度可取0.3m；-10～-20℃时，可取0.5m；-20～-30℃时，可取0.7m；低于-30℃时取1.0m。覆土重力密度标准值一般取18kN/m3。 雪荷载标准值应根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001)的全国基本雪压分布图及计算雪荷载的有关规定来确定。 9.2.2 池底荷载 1）由池顶活荷载引起的，可直接取池顶活荷载值； 2）由池顶覆土引起的，可直接取池顶单位面积覆土重； 3）由池顶板自重、池壁自重及支柱自重引起的，可将池壁和所有支柱的总重除以池底面积再加上单位面积顶板自重。 当底板向池壁外挑出一定长度时，池底面积将大于池顶面积，上述的荷载取值方法具有近似性，但偏于安全。较精确的计算方法是对池顶活荷载、覆土重及顶板自重均应取整个池顶上的总重再除以池底面积。 当池壁与底板按弹性固定设计时，为了便于进行最不利内力组合，池底荷载