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1、3.10 3.10 钢筋混凝土水池设计钢筋混凝土水池设计n水池的选型水池的选型水处理用池水处理用池贮水池贮水池圆形圆形矩形矩形用途用途平面平面形状形状n水池的结构水池的结构池池 壁壁顶顶 盖盖底底 板板3.10.1 3.10.1 水池的荷载水池的荷载1、水池荷载分类及选用（1）池顶荷载 对于有顶盖的封闭式水池，应计算作用于池顶对于有顶盖的封闭式水池，应计算作用于池顶板上的竖向荷载，主要包括顶板自重、防水层重、板上的竖向荷载，主要包括顶板自重、防水层重、覆土重、雪荷载和活荷载。覆土重、雪荷载和活荷载。（2）池壁荷载 作用在池壁上的荷载可分为作用在池壁上的荷载可分为池内水压力池内水压力、池外、池外
2、土压力和地下水压力。土压力和地下水压力。是水池承受的主是水池承受的主要荷载之一，一要荷载之一，一般偏安全地按满般偏安全地按满池来计算水压。池来计算水压。（3）温、湿度荷载 由于混凝土硬化过程中产生的水化热、工艺要求由于混凝土硬化过程中产生的水化热、工艺要求以及季节变化等，造成池壁产生膨胀和收缩。当变形以及季节变化等，造成池壁产生膨胀和收缩。当变形受到约束时，在池体中产生相应的受到约束时，在池体中产生相应的温度或湿度应力温度或湿度应力。温度应力温度应力和和湿度应力湿度应力是导致混凝土池壁产生是导致混凝土池壁产生裂缝裂缝的主的主要原因。要原因。（4）池底荷载 池底板作用的荷载包括：池内水的池底板作
3、用的荷载包括：池内水的自重自重荷载，水荷载，水池顶板和壁板的池顶板和壁板的重力荷载重力荷载，底板顶面以上（包括挑出，底板顶面以上（包括挑出部分）覆部分）覆土荷载土荷载及活荷载引起的及活荷载引起的基底反力基底反力。2、荷载组合水池设计中通常考虑以下水池设计中通常考虑以下3 3种荷载组合：种荷载组合：池内水压池内水压+ +自重自重( (对应工况为：池内有水，池外无土对应工况为：池内有水，池外无土) )池外土压池外土压+ +自重自重( (对应工况为：池内无水，池外有土对应工况为：池内无水，池外有土) )池内水压池内水压+ +自重自重+ +温、湿度荷载温、湿度荷载3.10.2 3.10.2 水池设计的
4、内力计算水池设计的内力计算 水池的内力计算主要包括水池的内力计算主要包括池壁内力计算池壁内力计算和和底板内底板内力计算力计算。不同边界条件和地基反力模型的选取，对水。不同边界条件和地基反力模型的选取，对水池的内力计算结果有很大的影响池的内力计算结果有很大的影响1 1、池壁的边界条件假定和内力计算、池壁的边界条件假定和内力计算池壁的边界条件假定及应用：池壁的边界条件假定及应用：开敞式水池池壁的边界条件可假定为开敞式水池池壁的边界条件可假定为三边固接、顶边自由三边固接、顶边自由的的板。板。有顶盖的封闭式水池池壁，视其与顶板的连接情况，池壁的有顶盖的封闭式水池池壁，视其与顶板的连接情况，池壁的边界条
5、件可假定为边界条件可假定为三边固接、顶边铰接三边固接、顶边铰接( (或弹性支承或弹性支承) )的板。的板。 当池壁与顶板整体连接，且池壁线刚度为顶板线刚度的当池壁与顶板整体连接，且池壁线刚度为顶板线刚度的5 5倍以上时，可假设池壁顶端为铰接，否则为弹性支承。倍以上时，可假设池壁顶端为铰接，否则为弹性支承。2 2、底板内力计算、底板内力计算（1 1）地基反力的分布规律及底板内力计算的常用方地基反力的分布规律及底板内力计算的常用方法，在地基反力作用下，池底可视为法，在地基反力作用下，池底可视为简支简支于池壁上，于池壁上，池壁间距对池底反力分布有影响。池壁间距对池底反力分布有影响。（2 2）当池壁间
6、距小至使两邻池壁刚性角重叠时，变当池壁间距小至使两邻池壁刚性角重叠时，变形与反力比较均匀，不计弯矩。当池壁间距增大，变形与反力比较均匀，不计弯矩。当池壁间距增大，变形与反力的不均匀分布愈加显著，甚至可能出现跨中形与反力的不均匀分布愈加显著，甚至可能出现跨中反向挠曲引起与地基脱开现象，反力向池壁下集中，反向挠曲引起与地基脱开现象，反力向池壁下集中，前者可以按地基反力为线性分布进行计算，而后者弯前者可以按地基反力为线性分布进行计算，而后者弯矩的变化已不可忽视。矩的变化已不可忽视。 实际工程中，常采用实际工程中，常采用静力平衡法静力平衡法或考虑池底与地或考虑池底与地基相互作用的基相互作用的内力分析方
7、法内力分析方法来计算水池底板内力。当来计算水池底板内力。当使用静力平衡法计算时，假定地基反力按线性分布，使用静力平衡法计算时，假定地基反力按线性分布，只要求满足静力平衡条件，乎略变形协调条件，所以只要求满足静力平衡条件，乎略变形协调条件，所以计算结果是相当近似的，此法适用于计算池型小、容计算结果是相当近似的，此法适用于计算池型小、容积小的小型水池，是一种适宜手工计算的简便方法。积小的小型水池，是一种适宜手工计算的简便方法。当使用考虑池底与地基相互作用的内力分析方法时，当使用考虑池底与地基相互作用的内力分析方法时，地基反力模型一般采用地基反力模型一般采用WinklerWinkler弹性地基模型弹
8、性地基模型。3.10.3 3.10.3 水池设计的构造要求水池设计的构造要求 水池实际是空间结构体系，其自身约束和外界条水池实际是空间结构体系，其自身约束和外界条件的约束都十分复杂，除了通过计算来满足水池的强件的约束都十分复杂，除了通过计算来满足水池的强度、稳定和裂缝宽度要求外，更应该采用构造措施，度、稳定和裂缝宽度要求外，更应该采用构造措施，加强结构的整体刚度，增强其防水、抗渗和耐冻性能，加强结构的整体刚度，增强其防水、抗渗和耐冻性能，所以必须重视水池的构造措施。所以必须重视水池的构造措施。为保证施工中捣制混凝土的质量，避免渗水，池壁和底板的为保证施工中捣制混凝土的质量，避免渗水，池壁和底板
9、的 厚度宜厚度宜200mm200mm；池壁、底板的受力钢筋宜采用小直径钢筋和较密的间距，对池壁、底板的受力钢筋宜采用小直径钢筋和较密的间距，对于直径于直径1010的钢筋采用的钢筋采用HPB235HPB235级钢筋，对于直径级钢筋，对于直径1212的钢筋采的钢筋采用用HRB335HRB335级钢筋。级钢筋。采用合理的结构布置和围护措施，在水池内外表面采用合理的结构布置和围护措施，在水池内外表面抹防水砂浆面层，以减小温湿度对结构的影响，并加抹防水砂浆面层，以减小温湿度对结构的影响，并加强整体刚度及保温防寒。强整体刚度及保温防寒。在水池四周设散水坡，防止地面水渗入引起地基不在水池四周设散水坡，防止地面水渗入引起地基不均匀沉降。均匀沉降。为保证池壁与池壁、池壁与底板为刚性连接，避免为保证池壁与池壁、池壁与底板为刚性连接，避免应力集中，增强连接处的抗裂性，连接转角处应设应力集中，增强连接处的抗裂性，连接转角处应设4545腋角。腋角。
