水池结构设计

1、YJK水池设计20162016年年4 4月月北京盈建科软件有限责任公司北京盈建科软件有限责任公司(Beijing YJK Building Software Co., Ltd.)(Beijing YJK Building Software Co., Ltd.)YJK水池设计上部结构建模增加基础输入，可将作为基础的水池底板与上部结构一上部结构建模增加基础输入，可将作为基础的水池底板与上部结构一起建模，从而整体计算；起建模，从而整体计算；专门的水池荷载菜单可自动生成作用于水池壁和池底的水压力；专门的水池荷载菜单可自动生成作用于水池壁和池底的水压力；多个水池可通过定义多个自定义水池荷载工况的不利布置

2、解决；多个水池可通过定义多个自定义水池荷载工况的不利布置解决；地下水压力、土压力可通过参数中的地下室信息自动生成，也可人工地下水压力、土压力可通过参数中的地下室信息自动生成，也可人工作为自定义荷载工况输入解决；作为自定义荷载工况输入解决；可可考虑地震下的动水压力和动土压力；考虑地震下的动水压力和动土压力；除了水池墙、板、梁柱构件的内力配筋结果外，整体有限元分析后可除了水池墙、板、梁柱构件的内力配筋结果外，整体有限元分析后可通过整体云图查看各工况的变形和内力，还可输出水池任一剖切面上通过整体云图查看各工况的变形和内力，还可输出水池任一剖切面上的弯矩、剪力图；的弯矩、剪力图；剪力墙剪力墙施工图中可

3、进行水池结构施工图；施工图中可进行水池结构施工图；2水池的建模和荷载输入某1500M3环保矩形蓄水池为例3水池的建模和荷载输入 对水池的池壁按照剪力墙对水池的池壁按照剪力墙建模建模； 对对水池池盖按照楼板水池池盖按照楼板建模建模 如图如图水池，其顶盖可采用水池，其顶盖可采用无梁楼盖的方式建模，柱无梁楼盖的方式建模，柱顶设置柱帽，柱间布置虚顶设置柱帽，柱间布置虚梁。梁。4对水池池底按照基础筏板建模为了水池的整体计算，在上部为了水池的整体计算，在上部结构建模菜单就可以输入筏板结构建模菜单就可以输入筏板基础基础；在在构件布置的菜单中设置了基构件布置的菜单中设置了基础布置菜单，可在任一标准层础布置菜单

4、，可在任一标准层的层底位置输入筏板、柱墩、的层底位置输入筏板、柱墩、地基梁等基础，布置方式与基地基梁等基础，布置方式与基础模块中的操作础模块中的操作相同相同；这里这里布置的基础在基础模块将布置的基础在基础模块将同时起作用。同时起作用。5对水池池底按照基础筏板建模筏板布置参数主要是筏板厚度、板筏板布置参数主要是筏板厚度、板上恒活面荷载值、基床反力系数上恒活面荷载值、基床反力系数等等；由于由于池底水压力在水池菜单中输入池底水压力在水池菜单中输入，这里对活荷载可以先填为，这里对活荷载可以先填为0 0；在每根柱底布置柱墩，柱墩尺寸在每根柱底布置柱墩，柱墩尺寸15001500* *15001500，上柱

5、墩高，上柱墩高480480，端部高，端部高度度130130。将水池的池壁、池顶盖、池底都在将水池的池壁、池顶盖、池底都在上部建模中整体输入，可在上部结上部建模中整体输入，可在上部结构计算中进行完整水池的结构计算构计算中进行完整水池的结构计算，比把池底分离、而在基础模块中，比把池底分离、而在基础模块中处理的计算结果更加合理处理的计算结果更加合理6可对水池筏板进行加腋水池底板四周常需要进行加腋水池底板四周常需要进行加腋，为此软件在建模的基础菜单，为此软件在建模的基础菜单中设置了中设置了“筏板加腋筏板加腋”菜单，菜单，可对筏板进行加腋，操作同楼可对筏板进行加腋，操作同楼板菜单中的板加板菜单中的板加腋

6、腋；软件在结构计算中将对加腋筏软件在结构计算中将对加腋筏板按照变厚度的有限元计算板按照变厚度的有限元计算7可对结构复杂水池以及水池上的各种附属建筑按照多层的分层建模方式搭建8水池中的蓄水荷载水池内的水对水池池壁产生的水平压力，对水池内的水对水池池壁产生的水平压力，对水池池底产生竖向压力，在水池池底产生竖向压力，在YJKYJK中可使用中可使用“水水池荷载池荷载”菜单进行布置。菜单进行布置。该水池蓄水高度该水池蓄水高度5.5m5.5m，水池菜单中输入数值，水池菜单中输入数值如如图图；水池荷载的参数主要是水的起始层号和水的水池荷载的参数主要是水的起始层号和水的总高度，水的高度可以是超出本层的任意高总

7、高度，水的高度可以是超出本层的任意高度，当水的高度超出本层时，软件会自动找度，当水的高度超出本层时，软件会自动找出本水池本层以上的部分施加池壁荷载。出本水池本层以上的部分施加池壁荷载。当水的起始层号下面是筏板时，池底荷载加当水的起始层号下面是筏板时，池底荷载加载到筏板上，当水的起始层号下面是楼板时载到筏板上，当水的起始层号下面是楼板时，池底荷载加载到楼面上，池底荷载加载到楼面上9池外水土压力和浮力对于水池外侧的水土压力，在对于水池外侧的水土压力，在YJKYJK中可以中可以按墙的面外荷载输入方式直接按墙的面外荷载输入方式直接输入输入；但是但是如果水池处于地下，可把他当做地下如果水池处于地下，可把

8、他当做地下室处理，用户输入地下室的相关信息就可室处理，用户输入地下室的相关信息就可自动生成作用在池外的水压力、土压力和自动生成作用在池外的水压力、土压力和底板的水底板的水浮力浮力；通过地下室信息除了自动生成地下室外的通过地下室信息除了自动生成地下室外的水压力和土压力外，结构计算时还可获得水压力和土压力外，结构计算时还可获得室外的室外的土土的的侧向侧向约束约束，因此这种方式的计，因此这种方式的计算更全面。算更全面。在前处理轴测图中可查看墙的面外荷载在前处理轴测图中可查看墙的面外荷载值值，包括地下水对水池底板向上的水浮力；，包括地下水对水池底板向上的水浮力；10池顶荷载等其它荷载对于有顶盖的封闭式

9、水池，顶板作用的荷载由恒载和活载组成，其对于有顶盖的封闭式水池，顶板作用的荷载由恒载和活载组成，其中恒载包括顶板自重、构造层重、覆土荷载等，活载包括池顶上的中恒载包括顶板自重、构造层重、覆土荷载等，活载包括池顶上的人群、车辆、堆放物品、雪荷载等荷载。人群、车辆、堆放物品、雪荷载等荷载。对于水池的池顶荷载，在对于水池的池顶荷载，在YJKYJK中可按板面恒活的方式输入，中可按板面恒活的方式输入，11多个水池的盛水不利布置用自定义荷载工况方式输入水池荷载地下污水池，设有地下污水池，设有1212个水池，设计个水池，设计要求各个水池分别满水和空水、以要求各个水池分别满水和空水、以及所有水池都满水及所有水

10、池都满水情况情况；还需考虑以下三种工况：还需考虑以下三种工况：1 1）池内满水，池外无土；（试水阶段）；）池内满水，池外无土；（试水阶段）；2 2）池内无水，池外有土；（复土阶段）；）池内无水，池外有土；（复土阶段）；3 3）池内满水，池外有水。（使用阶段）；）池内满水，池外有水。（使用阶段）；12自定义荷载工况方式输入水池荷载把把1212个水池个水池的每一个水的每一个水池的蓄水荷池的蓄水荷载当做一个载当做一个自定义的活自定义的活荷载荷载工况工况；共共设置了设置了1212个自定义活个自定义活荷载荷载工况工况；1314计算前处理的自定义工况组合方式设置在在计算参数的计算参数的“自定义工况组合自定

11、义工况组合”中，应对活荷载设置为中，应对活荷载设置为“叠加叠加+ +包包络络”组合方式，这样可以组合方式，这样可以考虑考虑1212种种活荷载之间的不利布置。活荷载之间的不利布置。15前处理对全楼楼板设置为弹性板6 为了算出水池顶板、壁墙为了算出水池顶板、壁墙、底板之间相互作用，应、底板之间相互作用，应在前处理的板属性菜单中在前处理的板属性菜单中点取点取“全楼弹性板全楼弹性板6 6”菜菜单，将全楼的所有楼板设单，将全楼的所有楼板设置为弹性板置为弹性板6 6（即按壳单（即按壳单元计算）元计算）16对弹性板荷载计算方式要选择“有限元计算”方式这种计算方式将把板的支这种计算方式将把板的支座弯矩传到墙上

12、，使墙承座弯矩传到墙上，使墙承受较大的面外弯矩，在板受较大的面外弯矩，在板较厚时这种面外弯矩不行较厚时这种面外弯矩不行忽略忽略。而而传统的导荷方式不能考传统的导荷方式不能考虑这种面外弯矩，会使得虑这种面外弯矩，会使得墙肢面外弯矩比实际情况墙肢面外弯矩比实际情况偏小，不利于结构安全偏小，不利于结构安全17计算简图从计算简图可见水池的池壁从计算简图可见水池的池壁、池顶、池底连在一起，池、池顶、池底连在一起，池底的粉红色标识为底板的弹底的粉红色标识为底板的弹簧刚度。簧刚度。18设计结果输出1920使用等值线菜单的使用等值线菜单的 “整体云图整体云图”菜单查看菜单查看水池整体在各个荷载工况下的变形和内

13、力水池整体在各个荷载工况下的变形和内力云图。云图。21使用等值线菜单中“切割线”功能可得到水池任意剖面的弯矩剪力图22水池主体结构的施工图设计墙身墙身施工图施工图；在剪力墙施工图中，对水池属性的剪力墙只计算出墙水平垂直分布筋在剪力墙施工图中，对水池属性的剪力墙只计算出墙水平垂直分布筋，不再生成边缘构件，不再生成边缘构件。23水池竖向剖面图 墙施工图菜单下设置了菜单墙施工图菜单下设置了菜单“水池剖面图水池剖面图”，可用来画，可用来画水池的水池的剖面图剖面图；24在基础软件中对水池基础的补充设计在上部结构建模中输入的水池筏板底板、在上部结构建模中输入的水池筏板底板、柱墩、桩等可以自动导入到基础设计

14、模块柱墩、桩等可以自动导入到基础设计模块。为考虑水池底板和侧壁的互相影响，才将为考虑水池底板和侧壁的互相影响，才将水池底板建在上部结构中，虽然在上部结水池底板建在上部结构中，虽然在上部结构计算结果中可以查看到底板的内力配筋构计算结果中可以查看到底板的内力配筋结果，但是上部结构计算并无地基承载力结果，但是上部结构计算并无地基承载力验算、冲剪局压验算、沉降计算以及抗浮验算、冲剪局压验算、沉降计算以及抗浮验算等验算等内容内容所以所以对于水池基础设计来说，还应在基础对于水池基础设计来说，还应在基础模块做这些内容的补充设计。模块做这些内容的补充设计。25抗震计算中池水的动水压力和动土压力 自身结构的地震

15、力计算由振型分解反应谱法给出自身结构的地震力计算由振型分解反应谱法给出 动动水、动土压力由人工按相关公式计算求出，按照水、动土压力由人工按相关公式计算求出，按照“自定自定义地震作用工况义地震作用工况”输入输入 在组合设置中设置常规地震作用计算与自定义地震作用工在组合设置中设置常规地震作用计算与自定义地震作用工况为况为“叠加叠加”关系，或关系，或“叠加叠加+ +包络包络”关系；关系；262728动水、动土压力按照自定义地震作用工况输入29地下建筑的抗震设计 按照按照抗规抗规1414章设计；章设计； 设置结构类型为设置结构类型为“地下建筑地下建筑”； 自身结构的地震力计算由振型分解反应谱法给自身结

16、构的地震力计算由振型分解反应谱法给出；出； 动土动土压力由人工压力由人工按按抗规抗规14.214.2相关相关公式计算求出公式计算求出，并并按照按照“自定义地震作用工况自定义地震作用工况”输入；输入； 在组合设置中设置常规地震作用计算与自定义地震作用工况在组合设置中设置常规地震作用计算与自定义地震作用工况为为“叠加叠加”关系，或关系，或“叠加叠加+ +包络包络”关系；关系；30其他注意点 一、一、如果如果用户不想考虑民用建筑中以下参数，可以不用户不想考虑民用建筑中以下参数，可以不选选： （1 1）薄弱层调整）薄弱层调整 （2 2）剪重比调整）剪重比调整 （3 3）0.2V00.2V0调整调整31

17、其他注意点 二、一般都设置为地下室，一为计算土水压力，二为不考二、一般都设置为地下室，一为计算土水压力，二为不考虑风荷载计算。虑风荷载计算。 当不考虑侧土约束时，当不考虑侧土约束时，需要把需要把M值修改为值修改为0。32小结对水池底板按基础筏板输入，对水池顶板设置为弹性板对水池底板按基础筏板输入，对水池顶板设置为弹性板6 6，这种全有限元模式，这种全有限元模式可可算出水池顶板、壁墙、底板之间算出水池顶板、壁墙、底板之间相互作用相互作用；专门专门的水池荷载菜单方便水池满水荷载的输入，为了考虑多个水池的水荷载的水池荷载菜单方便水池满水荷载的输入，为了考虑多个水池的水荷载不利布置，可将水池荷载当作自

18、定义荷载工况输入；不利布置，可将水池荷载当作自定义荷载工况输入；可对多层水池以及水池上的各种附属建筑按照多层的分层建模方式搭建，适可对多层水池以及水池上的各种附属建筑按照多层的分层建模方式搭建，适应结构复杂水池的应结构复杂水池的设计设计；计算结果计算结果中，除了内力、位移、配筋结果按常规方式查看外，还可中，除了内力、位移、配筋结果按常规方式查看外，还可使用使用等值等值线菜单的线菜单的 “整体云图整体云图”菜单查看水池整体在各个荷载工况下的变形和内力菜单查看水池整体在各个荷载工况下的变形和内力云云图图；使用；使用“切割线切割线”功能可得到水池任意剖面的弯矩功能可得到水池任意剖面的弯矩剪力图剪力图

19、；可进行可进行抗震抗震计算中池水的动水压力和动土计算中池水的动水压力和动土压力压力计算；计算；在基础软件中对水池在基础软件中对水池基础基础作作补充设计补充设计；可可完成水池施工图绘制。完成水池施工图绘制。33水池实际工程案例分析34实例1、某1500M3环保矩形蓄水池35蓄水池的建模和力学模型：无梁楼盖板、墙、筏板、带柱帽柱墩的柱36按按1层建模层建模3738为了区分水池满水的活荷载和水池上的其他活为了区分水池满水的活荷载和水池上的其他活荷载，将水池满水荷载在自定义荷载中输入荷载，将水池满水荷载在自定义荷载中输入使用水池荷载菜单输入水池内的使用水池荷载菜单输入水池内的蓄水荷载，形成池壁的水平活

20、荷蓄水荷载，形成池壁的水平活荷载和池底的竖向水压力活荷载。载和池底的竖向水压力活荷载。对水池的池顶部分输入水池上的覆土重等恒活荷载39设地下室层数为14041由于水池满水荷载当作自定义活荷载输入，在计算参数的由于水池满水荷载当作自定义活荷载输入，在计算参数的“自定义工况组合自定义工况组合”中，应对活荷载设置为中，应对活荷载设置为“叠加叠加+包络包络”组合方式，这样可以考虑两种活荷载组合方式，这样可以考虑两种活荷载之间的不利布置之间的不利布置4243从计算简图可见水池的池壁、池顶、池底连在一起，池从计算简图可见水池的池壁、池顶、池底连在一起，池底的粉红色标识为底板的弹簧刚度。底的粉红色标识为底板

21、的弹簧刚度。44使用位移菜单使用位移菜单查看各工况下的变形图查看各工况下的变形图使用等值线菜单使用等值线菜单查看各工查看各工况下的况下的云图云图45使用等值线菜单的使用等值线菜单的 “整体云图整体云图”菜单查看水池菜单查看水池整体在各个荷载工况下的变形和内力云图。整体在各个荷载工况下的变形和内力云图。46使用等值线菜单中使用等值线菜单中“切割线切割线”功能可得到水池任意剖面的弯矩剪力功能可得到水池任意剖面的弯矩剪力图，为了同时显示楼板的弯矩，应勾选图，为了同时显示楼板的弯矩，应勾选“三维墙中显示弹性板三维墙中显示弹性板”实例2、某综合水泵房设计4748输入水池内对墙的水压力将第一层设置为地下室

22、层，水将第一层设置为地下室层，水土压力可自动施加在外墙上土压力可自动施加在外墙上492层悬挂吊车用移动荷载输入50软件采用和吊车荷载类似的计算框图处理移动荷载软件采用和吊车荷载类似的计算框图处理移动荷载地下室信息中的水土压力标高以及其他参数51计算简图52配筋计算简图53在配筋简图中，重点应查看池壁的内力和配筋计算结果，池壁由于承在配筋简图中，重点应查看池壁的内力和配筋计算结果，池壁由于承受面外荷载，软件将据此计算出墙的水平和竖向分布钢筋。同时在配受面外荷载，软件将据此计算出墙的水平和竖向分布钢筋。同时在配筋结果文件中给出面外弯矩作用下求出的墙的水平和竖向分布钢筋，筋结果文件中给出面外弯矩作用下求出的墙的水平和竖向分布钢筋，通过点取池壁的构件信息可以查看通过点取池壁的构件信息可以查看54整体云图下查看各荷载工况下的变形及内力55使用等值线菜单中“切割线”功能可得到水池任意剖面的弯矩剪力图56实例3、地下污水池-32514这是一个地下水池，底标高这是一个地下水池，底标高