土建 水池设计课件

1、钢筋混凝土水池是贮存石油、水及各种液体的构筑物。在石油、化工及给排水工程等各种工业企业中得到广泛应用。,第九节 钢筋混凝土水池设计,1,PPT学习交流,给排水工程中的水池包括水处理用池（沉淀池、滤池、曝气池）和贮水池（清水池、高位水池、调节池）。,2,PPT学习交流,B.水池数量:,1. 主要形式：,A.平面形状:,3,PPT学习交流,C.池壁高度,4,PPT学习交流,现浇整体式圆形水池 装配式预应力圆形水池,D.施工,装配式肋梁板顶盖矩形水池,5,PPT学习交流,地上式、地下式及半地下式水池。,E.位置:,6,PPT学习交流,混凝土强度等级： 普通钢筋混凝土水池C20 预应力钢筋混凝土水池C

2、30,3.结构设计特点：,1).各种荷载组合情况下满足强度、抗裂度或裂缝宽度；,2).抗渗性；,3).抗冻性；,4).抗侵蚀性 ；,5).稳定性 。,2.材料:,7,PPT学习交流,贮水池主要荷载,一、 水池的荷载,8,PPT学习交流,（一） 池顶荷载： 包括：顶板自重、防水层重、覆土压力等恒荷载-按实际计算; 池顶上人群、车辆、堆放物品等活荷载-按实际计算; 池顶上雪荷载-根据建筑结构荷载规范（GB50009-2001）确定. 活荷载：考虑到池顶上人、临时堆放少量物品时，标准值可取1.5KN/。 堆载取10 KN/。,9,PPT学习交流,（二） 池底荷载 荷载包括： （1）池顶活荷qk、池顶

3、覆土qs、水池自重G等引起地基反力:,G=Gr+ Gw+Gc,Gr -池顶板自重,Gw -池壁自重,Gc -支柱自重,10,PPT学习交流,（2）地下水浮力:,注意： 当有地下水浮力时，地基土的应力应减小，但作用于底板上的总反力不变。,A-池壁外围边的水池底面积； pbuo-水池底面单位面积上的地下浮托力； Hw+h1-由池底面算起的地下水位高度。 pfw -总浮托力,11,PPT学习交流,（三） 池壁荷载,1.池壁自重； 2 池顶荷载引起的竖向压力、端弯矩； 3 水平方向的土压力和水压力。,(1). 池壁内侧的侧压力： 池壁底面处最大水压力标准值：,Hw-设计水位深度。一般在池内顶面以下20

4、0300mm。,12,PPT学习交流,（2）. 池壁外侧的侧压力： 1.) 土压力标准值 无地下水时： 池壁顶端土压力标准值为： 池壁底部土压力标准值为： 有地下水时： 池壁底部土压力标准值为：,13,PPT学习交流,2). 地下水压力 池壁底部土压力标准值为:,3) 地面活荷载引起的附加侧向压力 各种侧压力组合值： 地下无地下水时： 顶端 底端 地下有地下水时： 底端,14,PPT学习交流, 其它作用对水池结构的影响,a. 设伸缩缝或后浇带，以减少对温度或湿度变形的影响； b. 配置适量的构造钢筋，以抵抗可能出现的温度或湿度应力； c. 通过计算来确定温差和湿差造成的内力，在承载力和抗裂计算

5、中加以考虑。,1.温度和湿度变化在水池结构中引起附加弯矩 温度、湿度变化会使混凝土收缩、膨胀，这种变化受到约束时，在结构中会引起附加应力。 消除或控制温度湿度造成不利影响的措施：,15,PPT学习交流,（四） 荷载组合,一承载能力极限状态设计时：,地下式水池; 池内满水，池外无土；（试水阶段） 池内无水，池外有土；（复土阶段） 池内满水，池外有水。（使用阶段）,地上式且无保温措施水池: 池内满水； 池内满水及温差作用,16,PPT学习交流,二、水池底地基承载力验算,1）分离式底板按池壁下条形基础及柱下基础进行验算； 2）整体式底板按筏片基础进行验算,fa -修正后的地基承载力特征值,17,PP

6、T学习交流,三、 水池抗浮稳定验算,Gtk-水池自重标准值； Gsk-池顶覆土重标准值； A-池壁外围边的水池底面积； pbuo-水池底面单位面积上的地下浮托力； Hw+h1-由池底面算起的地下水位高度。 -浮托力折减系数,18,PPT学习交流,（一）.圆形水池主要尺寸 1. 高度（H)： 一般为3.5m6.0m。 2. 顶板及底板厚度：一般不小于180mm。 当容量为50500m3时，高度=3.54.0m 当容量为6002000m3时，高度=4.04.5m 3. 水池计算直径：高度确定后，由容量推算直径。,四 钢筋混凝土圆形水池设计,19,PPT学习交流,（二）.圆形平板的内力分布规律和截面

7、设计 运用弹性力学的薄板理论求解：,单位弧长的径向弯矩：,径向单位长度内的切向弯矩：,20,PPT学习交流,（三）池壁内力分布规律和截面设计,对各种边界条件和荷载状态下的内力计算公式制成表格。,环向拉力 竖向弯矩 剪力,21,PPT学习交流,内力分析, 环向内力 N 约束条件： 池顶自由、池壁底部固定,随着水池池壁的相对高度增加，池底部约束对环向内力 N影响范围减小。,22,PPT学习交流, 池壁内竖向弯矩 Mx 约束条件： 池顶自由、池壁底部固定,随着水池池壁的相对高度增加，池底部竖向弯矩 Mx迅速减小。且弯矩分布内外侧位置也发生变化。,23,PPT学习交流,深壁水池,双向板水池,五、 钢筋混凝土矩形水池设计,24,PPT学习交流,4.3.1 矩形贮液池池壁计算,1）浅池壁计算,1m,主要是竖向传力，计算分为： （1）开敞式水池池壁：悬臂板。 （2）有顶盖水池池壁： 按顶盖与池壁的刚度比确定连接方式。等代框架法计算，在最后考虑角隅弯矩影响。,25,PPT学习