论钢筋混凝土水池的设计
2022-06-09
摘要： 介绍了钢筋混凝土水池的设计方法。从水池的结构形式、水池的荷载、水池的计算模型、荷载组合及内力计算、水池构造要求几方面分析了水池设计的要点。
Abstract： This article describes the design method of reinforced concrete pools. It analyzes the design elements of the pool from several aspects including the pool structure， load， computing model， load combination and internal force calculation and structural requirements.
关键词： 水池;结构形式;荷载;模型;内力;构造
Key words： pool;structure;load;model;internal force;construction
中图分类号：TU823.5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）04-0128-02
1 水池的结构形式
1.1 水池的分类 给水排水工程中的钢筋混凝土水池常用的平面形状为圆形或矩形。从用途上可分为两大类：一类是用池，如沉淀池、滤池、曝气池等;另一类是贮水池，如清水池、调节池等。按照建造在地面上下位置的不同，水池又可分为地下式、半地下式和地上式。按照结构类型可分为：敞口水池、有盖水池、无梁板式水池、双层水池、装配式水池等。按照配筋方式可分为：普通钢筋混凝土水池、预应力钢筋混凝土水池。
1.2 水池结构形式的选择
1.2.1 水池容积 实践经验表明，当容积在30000m3 以内时，一般圆形水池比容积相同的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的作用下，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，受力比较均匀明确。而矩形水池池壁则为受弯为主的拉弯或压弯构件。因此池壁厚度常比圆形水池大。
1.2.2 场地条件 矩形水池对场地条件的适应性较强，如在山区狭长地带以及场地规划受限的水厂，矩形水池的场地优势明显。矩形水池的模板制作简单，对提高施工进度有一定帮助。
2 水池的荷载
2.1 池顶荷载 作用在水池顶板上的竖向荷载，包括池顶活荷载、顶板覆土重、顶板自重、雪荷载及其他荷载。
活荷载根据对构筑物要求考虑上人、临时堆放材料、局部设备荷载及车荷载等。一般情况下活荷载可取2.0kN/m2。局部设备荷载及车荷载需另计。
顶板覆土荷载需根据高程及场地地勘报告进行计算。一般情况下覆土重力密度可取18kN/m3。
雪荷载标准值应根据《建筑结构荷载设计规范》GB50009-2012的全国基本雪压力分布图及计算雪荷载的有关规定来确定。
2.2 池底荷载 作用在水池底板上的竖向荷载，包括池壁传来的上部荷载、水池底板自重、池内水荷载、地下水浮力、地基反力等。池壁传来的上部竖向荷载包括顶板荷载与池壁自重。池内水荷载根据工艺要求确定，水重力密度一般情况下可取10kN/m3。
水池底面单位面积上的地下水浮力可按下式计算
P=r·h·η
Abstract： This article describes the design method of reinforced concrete pools. It analyzes the design elements of the pool from several aspects including the pool structure， load， computing model， load combination and internal force calculation and structural requirements.
关键词： 水池;结构形式;荷载;模型;内力;构造
Key words： pool;structure;load;model;internal force;construction
中图分类号：TU823.5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）04-0128-02
1 水池的结构形式
1.1 水池的分类 给水排水工程中的钢筋混凝土水池常用的平面形状为圆形或矩形。从用途上可分为两大类：一类是用池，如沉淀池、滤池、曝气池等;另一类是贮水池，如清水池、调节池等。按照建造在地面上下位置的不同，水池又可分为地下式、半地下式和地上式。按照结构类型可分为：敞口水池、有盖水池、无梁板式水池、双层水池、装配式水池等。按照配筋方式可分为：普通钢筋混凝土水池、预应力钢筋混凝土水池。
1.2 水池结构形式的选择
1.2.1 水池容积 实践经验表明，当容积在30000m3 以内时，一般圆形水池比容积相同的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的作用下，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，受力比较均匀明确。而矩形水池池壁则为受弯为主的拉弯或压弯构件。因此池壁厚度常比圆形水池大。
1.2.2 场地条件 矩形水池对场地条件的适应性较强，如在山区狭长地带以及场地规划受限的水厂，矩形水池的场地优势明显。矩形水池的模板制作简单，对提高施工进度有一定帮助。
2 水池的荷载
2.1 池顶荷载 作用在水池顶板上的竖向荷载，包括池顶活荷载、顶板覆土重、顶板自重、雪荷载及其他荷载。
活荷载根据对构筑物要求考虑上人、临时堆放材料、局部设备荷载及车荷载等。一般情况下活荷载可取2.0kN/m2。局部设备荷载及车荷载需另计。
顶板覆土荷载需根据高程及场地地勘报告进行计算。一般情况下覆土重力密度可取18kN/m3。
雪荷载标准值应根据《建筑结构荷载设计规范》GB50009-2012的全国基本雪压力分布图及计算雪荷载的有关规定来确定。
2.2 池底荷载 作用在水池底板上的竖向荷载，包括池壁传来的上部荷载、水池底板自重、池内水荷载、地下水浮力、地基反力等。池壁传来的上部竖向荷载包括顶板荷载与池壁自重。池内水荷载根据工艺要求确定，水重力密度一般情况下可取10kN/m3。
水池底面单位面积上的地下水浮力可按下式计算
P=r·h·η