钢筋混凝土矩形水池结构设计中一些值得注意的问题_施骏VIP免费

钢筋混凝土矩形水池结构设计中一些值得注意的问题施�骏��云南化工设计院有限公司�昆明�650041�施�杰��昆明理工大学机电学院�昆明�650093�摘要�针对钢筋混凝土矩形水池结构设计的方法和特点,从荷载计算及内力组合、内力计算、构造措施三个方面提出了设计中一些值得注意的问题。关键词�钢筋混凝土矩形水池�水池荷载�内力计算�构造措施��钢筋混凝土矩形水池(以下简称水池)作为特种结构,被广泛应用于工业与民用建筑的给水、消防、排污工程中。池体结构一般由池壁、底板和顶盖(是否封闭加盖由工艺需要决定)所组成。水池可分为无顶盖的开敞式池、有顶盖的封闭式池和带走道板的半封闭池。按安置方式可分为地上式、半地上式和地下式。笔者完成多个水池的结构设计。下面将从荷载计算及内力组合、内力计算、构造措施三个方面,介绍水池结构设计中值得注意的一些问题。1�荷载及内力组合1�1�荷载分类及选用1�1�1�池顶荷载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、覆土重、雪荷载和活荷载。雪荷载和活荷载不同时考虑。1�1�2�池壁荷载作用在池壁上的荷载可分为池内水压力、池外土压力和地下水压力。(1)池内水压是水池承受的主要荷载之一,一般偏安全地按满池来计算水压。一方面,工艺上有可能挖掘潜力超过原设计水位;另一方面,一旦误操作而造成满池时也可保证结构的安全。(2)对地下或半地下式水池,土对池壁有侧压力,侧压力通常用朗肯主动土压力理论计算。土的各参数可按岩土勘察报告所提供的实际数值取用。但在初步设计或缺乏资料时,土的内摩擦角可取30�,土的重度可取18kN/m3。当地面无堆载时,地面活荷载可按1�5~2�0kN/m2考虑。(3)当地下水位线在水池埋置深度范围内,池壁外侧除考虑地下水压外,还应考虑地下水位以下的土由于水浮力使土的有效重度降低而对土压力的影响。同时,地下水对池体的托浮也不容忽视,设计时应进行抗浮稳定验算,并采取有效措施防止水池漂浮事故发生,如设排水盲沟等。1�1�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温度或湿度应力。温度应力和湿度应力是导致混凝土池壁产生裂缝的主要原因,对于冬夏季或早晚温、湿差较大的地区,温、湿度荷载计算是不可忽略的。温、湿度荷载所产生的内力计算是相当复杂的问题,实际工程中,按文献[1]中所提供的方法计算。1�2�荷载组合水池设计中通常考虑以下3种荷载组合:(1)池内水压+自重(对应工况为:池内有水,池外无土)。42�施�骏:助理工程师。2004年毕业于昆明理工大学土木工程专业。一直从事工业与民用建筑、特种结构的结构设计工作。联系电话:(0871)3335157。�����CHEMICALENGINEERINGDESIGN化工设计2007,17(5)(2)池外土压+自重(对应工况为:池内无水,池外有土)。(3)池内水压+自重+温、湿度荷载。第(1)组合为地上式水池的必需组合;第(1)、(2)组合是半地上式水池和地下式水池的必需组合;第(3)组合用于冬夏季或早晚温、湿差较大的地区,且没采取保温措施的水池。2�内力计算水池的内力计算主要包括池壁和底板内力计算。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,下面分别讨论池壁和底板内力计算的方法中应注意的问题。2�1�池壁2�1�1�边界条件假定(1)开敞式水池池壁的边界条件可假定为三边固接、顶边自由的板。(2)有顶盖的封闭式水池池壁,视其与顶板的连接情况,池壁边界条件可假定为三边固接、顶边铰接(或弹性支承)板。当池壁与顶板整体连接,且池壁线刚度为顶板线刚度的5倍以上时,可假设池壁顶端为铰接,否则为弹性支承。根据以上两种边界条件假定,笔者认为在设计大、中型矩形水池时,在条件允许的情况下应尽可能设计成有顶盖的形式,以改善池壁的受力状态,当采用有顶盖的形式有困难时,应尽可能从池壁挑出走道板,并使走道板能成为池壁的弹性支承或不动铰支承。根据经验,要使走道板满足不动铰支承最有效的办法是减小走道板水平方向的跨度,或增加走道板宽度;当走道板不能满足不动铰支承要求时,可按弹性支承计算;当水池必须开口无顶盖且...