关于矩形钢筋混凝土水池计算的总结
矩形、圆形钢筋混凝土水池设计计算书
水池
结构设计计算书
2011年4月
目录
1沼液池池壁配筋计算 (1)
1.1工程概况 (1)
1.2荷载计算 (1)
1.3池壁单、双向受力区分 (3)
1.4内力及配筋计算 (3)
2集水池池壁配筋计算 (5)
2.1工程概况 (5)
2.2荷载计算 (5)
2.3池壁单、双向受力区分 (6)
2.4内力及配筋计算 (6)
3均浆池池壁配筋计算 (7)
3.1工程概况 (7)
3.2计算模型 (7)
3.3荷载计算 (7)
3.4各单元构件的边缘刚度 (10)
3.5内力及配筋计算 (10)
4污水池地基承载力验算 (13)
4.1工程概况 (13)
4.2荷载标准值 (13)
4.3地基承载力验算 (14)
1 沼液池池壁配筋计算
1.1工程概况
沼液池为矩形水池,长8.9m ,宽6.4m ,深3.0m ,池壁厚0.2m ,底板厚0.25m ;池外回填土标高为-0.200;基底垫层为C10素混凝土;水池壁及底板的混凝土强度等级为C30,采用HRB335钢筋,钢筋保护层厚度40mm 。
1.2荷载计算
施工时,要求先回填土再试水,因此 1.2.1 池外有土,池内无水
因本工程无正式勘察报告,取填土重度318/kN m γ= ,内摩擦角30o ϕ=,粘聚力C=0。
由于池壁垂直光滑,则
20200tan (45/2)tan (4530/2)0.333a K ϕ=-=-=
池外土压标准值118 2.80.33316.78k a q hK kpa γ==⨯⨯= 荷载计算简图如图1.1
图1.1有土无水时荷载计算简图
为便于计算,可将土压力取为图1.2所示情况
矩形水池设计及计算
(6)配筋及裂缝: 配筋计算方法:按单筋受弯构件计算板受拉钢筋. 裂缝计算根据《水池结构规程》附录A公式计算.
max 1.8 sq
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1.5 c 0.11
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矩形水池底板结构设计总结
矩形水池底板结构设计总结
发表时间:2017-11-18T16:13:26.997Z 来源:《建筑学研究前沿》2017年第16期作者:常梅霞
[导读] 本文是对笔者在钢筋混凝土矩形水池底板结构设计过程中的经验及心得体会的总结。
中国市政工程西北设计研究院有限公司甘肃兰州 730000
摘要:本文是对笔者在钢筋混凝土矩形水池底板结构设计过程中的经验及心得体会的总结,主要归纳整理了分别按直线分布假定及弹性地基反力假定进行矩形水池底板设计计算的适用条件及计算方法,以便更近一步提高设计能力。
关键词:直线分布假定;手工计算;弹性地基反力假定;空间有限元计算
一、地基反力按直线分布假定计算:
1、适用条件:
对于底板平面尺寸小或墙的间距较密(根据底板刚度判断,短跨尺寸小于等于4~6米)的单格及多格矩形水池,当池壁间距较小时,两相邻的池壁刚性角重叠,变形与反力比较均匀(见图一),且地基是具有较均匀的中、低压缩性时,底板内力可以按地基反力直线分布计算,也是一种适宜手工计算的简便方法。
2、计算方法及荷载取值:
1)当每格水池的长短比L1/L2大于2时,顺短跨方向截取单位截条,按单跨或多跨板计算,单向板承受地基反力(为池底板以上所有竖向荷载,不含池内液体重及底板自重,一般情况下,直接作用于底板上的池内水重和底板自重与它们引起的那部分地基反力直接抵消,而不产生弯曲应力)及池壁传来的力偶荷载(包括池内水压力、池外土压力和地下水压力),而底板的长向端部,应考虑与壁板的弯矩平衡,做适当的构造处理。
2)当每格水池的长短比L1/L2小于等于2时,沿纵横两个方向截取单位截条,按单跨或多跨板计算,双向板承受地基反力(地基反力取值同L1/L2大于2的情况)及池壁传来的力偶荷载(力偶荷载取值同L1/L2大于2的情况),且作用在底板上的荷载,沿X和Y方向进行分配,作为各截条上的荷载。
浅谈矩形水池底板计算方法
p 一水 池 基 底平 均 反 力 ; - _ 池 壁底 部 弯 矩
图1 水 池基 底 受力 简 图
3
全国性建材科技期刊—— 《 玻璃 》 2 0 1 4 年 第6 期 总第2 7 3 期
该 方法 适 用 于不 考 虑 弹 性 地 基 上 的底 板 在 荷 载作 用 下 的弹 性 变 形 ,同 时也 不 顾 及 地 基 土 的 弹 性沉降。 水 池 底 板 的 基 地 平 均 反 力 分 为 以 下 两 种 情
0 引言
长期 以来根据 水池尺寸 、使用情况及荷载特 点等 ,水池底板的计算通常利用 以下几种计算模型
进 行计 算 分析 :一 是将 底板 的地 基反 力假 定 为按直 线 或 均匀 分布 ,参 照单 跨或 多跨 连续 板计 算方 法进 行分析Ⅲ ;二 是 池壁 底 部底 板 按 条 形基 础 设 计 或将
1 第一种 水池底 板计算模 型
将 底 板 的地 基 反 力 假 定 为 直 线 或 均 匀 分 布 ,
底 板可以按双向板或单 向板在均布荷载作用下的 计算 方法进行设计 。按 双向板计算时 ,每格的平
面 尺 寸 / L , <2 ,沿 、y两 个 方 向各 截 取 池 底 宽
为1 m的 截 条 ,根 据 单 跨 板 或 多 跨 连 续 板 的计 算
Z e n g J i a n g , Qu o Xi a o p i n ,B a i Z h i q i a n g ,S h e n Ho n g l i n g
水池混凝土方量计算公式
水池混凝土方量计算公式
1.圆形水池混凝土方量计算公式:
圆形水池的混凝土方量可以通过以下公式计算:
V=π*r^2*h*(1+1.5*d/r)
首先,计算圆形水池的底面积,即π*r^2、然后,将底面积与高度
相乘,得到水池的体积。最后,考虑到水池壁的厚度,需要将体积乘以一
个修正系数(1+1.5*d/r),来纠正壁厚对体积的影响。
2.矩形水池混凝土方量计算公式:
矩形水池的混凝土方量可以通过以下公式计算:
V=l*w*h*(1+2*d/(l+w))
其中,V表示混凝土体积,l为水池的长度,w为水池的宽度,h为水
池的高度,d为水池壁厚度。
首先,计算矩形水池的底面积,即l*w。然后,将底面积与高度相乘,得到水池的体积。最后,考虑到水池壁的厚度,需要将体积乘以一个修正
系数(1+2*d/(l+w)),来纠正壁厚对体积的影响。
需要注意的是,以上公式仅仅计算了水池的混凝土方量,并未考虑其
他因素,如管道、附属设备等。在实际设计中,还需对这些因素进行综合
考虑,并在计算公式中加以修正。另外,还需要根据实际工程情况进行施
工缝隙的预留和浪踏考虑。
最后,为了确保水池结构的安全性和稳定性,需要在计算公式中设置一定的安全系数,并进行相关的结构设计和工程计算。此外,还需要进行现场勘测和监测,以确保混凝土浇筑的精确性和质量可控性。
钢筋混凝土矩形水池结构设计及施工要点
钢筋混凝土矩形水池结构设计及施工要点
导言
矩形钢筋混凝土水池作为一种常用的构筑物类型,被广泛应用到工业与民用建筑中的污水处理、给水装置、消防、循环水场及事故缓冲等工程中。在矩形钢筋混凝土水池设计过程中,不仅要满足给排水专业的工艺要求,而且要兼顾安全、适用和经济的原则。在设计过程中把握每个设计细节这是满足全部设计要求的要点。按照相关设计规定,针对矩形钢筋混凝土水池的设计过程,以及实际经验,探讨矩形钢筋混凝土水池设计的要点。
荷载取值
1.池内水压力
池内水压力是水池类构筑物的重要荷载。在设计之中,应该依照满水高度来计算水压。这是因为:一方面在使用的过程之中因为值班人员疏忽或者存在液位计等部件功能的缺位而导致满池,另一个方面,工艺之上则有可能因为技术改造而高出之前设计水位。池内水压荷载的取值大小对挡水墙式浅池的下端弯矩的影响比较大。
2.池外水浮力
当有地下水之时,池壁外侧除考虑到地下水的压力之外,还需要考虑到地下水位以下水的浮力对土的有效重度。并且,地下水对于池体的浮托力也应该重点考虑。因为地下水位没有掌握好而导致结构选型错误以及抗浮不够的工程事故也经常发生。地质勘察报告而提供的地下水位通常只是反映勘测期间的地下水位情况。如果详勘是在当地枯水期进行的,其提供的地下水位标高则是没有办法被设计取用,或者结构计算出现失误。依据具体的情况,并且结合地方水文资料,制
定一个较为适合的地下水位标高进行设计地下水位,如此则可以确保使用阶段结构安全以,并且也可以降低工程造价的目的。
3.温、湿度作用
因为混凝土在硬化的过程之中出现的水化热、以及工艺特殊要求和季节变化,使得池壁出现膨胀或者是收缩。一旦出现变形,池体之中出现相应的温度和湿度变形应力,较为容易出现有害裂缝。在设计之时,应该考虑到夏季湿差的作用,以及冬季的温差。前者是因为低温收缩以及湿涨抵消,后者则是因为外界气温低,池壁中水分向外移动,导致外侧湿度逐渐增加。因为内外侧湿度相差不大,一般则可以不考虑到湿差应力。但是内外温差还在,冬季则需要考虑到壁面温差应力。在工程设计之中应该依照规程提供的方法进行计算。
水池计算
水池计算书
水池概况:
有顶盖地上式矩形水池,平面尺寸5m ×8.2m ,池壁净高6.0m ,设计水深5.7m ,材料采用C40混凝土和HRB400级钢筋,工艺提供池内水容重311/w r kN m =,池壁保护层c=35mm.
材料及相关条件:
混凝土强度等级:C40 219.1/c f N mm = 2
1.71/t f N m m
= 22.39/tk f N mm = 226.8/ck f N mm = 423.2510/c E N mm =⨯
钢筋 HRB400级 2360/y f N m m
= 522.010/s E N mm =⨯ 荷载计算:
池内水压力:011 5.762.7(/)wk w p r H kN m ==⨯=
1.27 1.276
2.779.63(/)wk p p kN m ==⨯=水内
CB1轴水池池壁计算 1.池壁厚度估算
57000.6958200
H l == , 按三边固定,顶部自由计算,查表得0.0276α=-, 0220.027679.63 5.771.41(./)y M pl kN m m α==-⨯⨯=-
假设配筋率0
0.5%s A bh ρ==
360
0.0050.09419.1
y C
f f ξρ
==⨯
= 22
1(1)1(10.094)0.09022
s a ξ----===
0.5(10.5(10.94
s γ==⨯=
0217.4()h mm =
== 参照此值,池壁厚度为取h=300mm 。 2. 池壁内力计算
池壁内力计算(三边固定,顶部自由),h=300mm
池壁竖向计算高度取 5.7y l m =水平向计算长度8.2x l m = / 5.7/8.20.695y x l l == 池壁外侧内力计算: 内侧水平向固端弯矩:
矩形水池设计及池壁计算
矩形水池设计及池壁计算
矩形水池是一种常见且简单的设计,适用于多种场景,例如后院的游
泳池、农场的灌溉池等。本文将介绍矩形水池的设计步骤以及池壁计算。1.设计步骤:
(1)确定水池的尺寸:首先要确定水池的长度、宽度和深度。这取决
于使用水池的目的和场地的可用空间。一般来说,游泳池的长度应大于
25米,宽度应大于10米,深度应为1.2米至1.5米。
(2)布置水池的位置:找到合适的场地来安放水池。确保场地平坦、
无障碍物,并有足够的空间容纳水池和周围的设施。
(3)地基准备:在水池位置的地面上清除杂草、石头和其他障碍物。
确保地面平整,并打入木桩用于标记水池的边界。
(4)确定池壁材料:选择适合的池壁材料,常见的有混凝土、砖块、
钢筋网等。具体选择取决于所需的强度、耐久性和美观度。
2.池壁计算:
(1)砖块池壁计算:首先根据池壁的高度和厚度确定需要多少砖块。
计算公式为:砖块数=池壁长度x池壁高度x每平方米砖块的数量。然后
根据砖块的尺寸计算所需的水泥、砂子和其他建筑材料的数量。
(2)混凝土池壁计算:混凝土池壁的计算相对复杂一些。首先计算水
池的体积:水池体积=水池底部面积x水池深度。然后确定混凝土的用量:混凝土用量=水池体积/混凝土的容积。最后根据混凝土的配比计算需要的
水泥、砂子和石子的数量。
(3)钢筋网池壁计算:钢筋网是一种常用的池壁材料,可以提供更好
的强度和耐久性。首先确定钢筋网的尺寸和直径。然后根据池壁的高度、
长度和钢筋网的规格计算所需的钢筋网数量。计算公式为:钢筋网数量
=(2x池壁高度x池壁长度)/钢筋网的间距。
矩形水池设计及池壁计算
矩形水池设计及池壁计算
矩形水池设计
项目名称构件编号日期
设计校对审核
执行规范:
《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002), 本文简称《混凝土规范》
《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002), 本文简称《地基规范》
《给水排水工程构筑物结构设计规范》
(GB50069-2002), 本文简称《给排水结构规范》《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》(CECS138-2002), 本文简称《水池结构规程》-----------------------------------------------------------------------
1 基本资料
1.1 几何信息
水池类型: 无顶盖半地上
长度L=3.500m, 宽度B=3.500m, 高度
H=3.900m, 底板底标高=-3.400m
池底厚h3=400mm, 池壁厚t1=250mm,底板外挑
长度t2=400mm
注:地面标高为±0.000。
(平面图) (剖面图)
1.2 土水信息
土天然重度18.00 kN/m3 , 土饱和重度
20.00kN/m3, 土内摩擦角30度
地基承载力特征值fak=120.0kPa, 宽度修正
系数η
b =0.00, 埋深修正系数η
d
=1.00
地下水位标高-3.100m,池内水深3.000m, 池内水重度10.00kN/m3,
浮托力折减系数1.00, 抗浮安全系数Kf=1.05 1.3 荷载信息
活荷载: 地面10.00kN/m2, 组合值系数0.90
恒荷载分项系数: 水池自重1.20, 其它1.27 活荷载分项系数: 地下水压1.27, 其它1.27
10-钢筋混凝土水池设计解析
倒锥壳和倒球壳组合池底形成的 加速澄清池示意图
§10-2 水池的荷载
第十章 钢筋混凝土水池设计
作用在水池上的主要荷载有:
荷载竖向传递的池顶荷载和池底荷载;荷载水平方向传递的池壁荷载等
池顶活荷载q
p2
简化分布线
地下水 位
设计 水位
H
/ w
p1 无地下水 实 际 分 布 有地下水 线
1.主要尺寸
圆形水池高度——一般控制在3.5m~6.0m之间
圆形水池直径——高度确定之后由水池容量推算直径
圆形池壁厚度——通过计算确定,
同时满足
不得小于180mm
不得小于120mm — 仅对单面配筋的小水池
水池顶盖和底板的结构尺寸——由第九章原则初步估算
§10-4 钢筋混凝土圆形水池设计
第十章 钢筋混凝土水池设计
(4)当 >56 时,为深池。此时计算步骤: H2
▼在0.25dHh ~0.75H范围内,按两端自由的静定薄壁圆筒计算,其内
力只有环向力即
▼在0.0H~0.25H即0.75H~1N.0 H范px围r 内计算内力时,可取靠约束端
高度为
的一段水池,按一端有约束,另一端为自由的池
壁,用附H 录556d-h1中相应边界条件和荷载状态下 =56的内力系数
3.对端部有约束的池壁进一步简化计算
钢筋混凝土矩形水池的结构设计及计算分析
M = m qH
22 按 扶 壁 式 挡 水 墙 计 算 .
在 池壁外侧 设置 垂直 向扶壁 ,利用 池 内工艺 要求 所设 的小梁 ,使小梁通 过导 流墙 与主要 的池 壁浇 注在 一起 ,这 时小梁成为拉杆 ,一端拉 在扶 壁 柱上 ,另 一端拉 在池 壁 的 环梁上 。扶 壁间距根据工程 的实 际情 况确定为 440 m 0 m。 扶壁式挡 水墙 与悬 臂 式 相 比,仅 增 加扶 壁 计 算部 分 ,
【 中图分类号】 T 35 : U7 1 工程 概况
【 文献标识码】 :B
H — 池 壁 高 度 ,m。 —
M :一 ,0 × 2× 一20 N ・ 01 4 7 6= 7K m,查 《 钢筋 混凝 土水池设计计算手 册 》 表 2—9 ,选用 61 @ 10时 ,受弯 6 0
2 1 按 悬壁 挡 水 墙 考 虑 .
部单侧最大 受力 配筋 为 :采 用 C 5混凝 土 ,抗 渗 等级 S 2 6,
Ⅱ级 钢 筋 ,壁 板 厚 h= (/ 0 H =60 m, 配 筋 为 2 @ 11) 0m 2
1 0, M 0 r:3 6 6 KN.n >3 0 6.8 i 6 KN ‘i M :5 3 9 KN i > n, 8 . 6 ,n
求。
各种类型的梁 、板 、柱等单 元构 件组成 ,结 构 型式 和荷 载 条件 比较复杂。
简单矩形水池计算书详解
结构专业计算书
建设单位名称:
项目名称:
项目阶段:项目代号(子项号):计算书总册数:计算软件名称:
计算软件版本:
蒸发器、污水池计算书
执行规范:《建筑结构荷载规范》(GB 50009 -2012)
《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069 -2002)
钢筋:d-HPB235;D-HRB335;
1、基本资料
1.1几何信息
水池类型:有顶盖,半地上
长度L=8.400m,宽度B=3.4000m ,高度H=2.400m ,底板底标高=1.500m
盖板厚h=150mm ,池底厚h=300mm ,池壁厚t=200mm ,底板外挑长度t=200mm 2211
平面图剖面图
1.2水土信息
3,土内摩擦角30° 土天然重度18kN/m 地基承载力特征值f=130kPa,宽度修正系数η
=0.00 ,埋深修正系数η =1.00 ak db3 10.5 kN/m0.800m ,池内水重度地下水位低于底板底标高,池内水深托浮力折减系数 1.00,抗浮安全系数K=1.05 f1.3 荷载信息
22,组合值系数 2.0 kN/m10.00 kN/m0.9 ,顶盖活荷载:地面恒载分项系数:水池自重 1.2,其他
1.27
活载分项系数: 1.27
活载准永久值系数:顶板0.4,地面0.4,温湿度 1.0
-5/℃)10 ( 10.0°,弯矩折减系数0.65 ,砼线膨胀系数 1.00 考虑温湿度作用:池内外温差 1.4 钢筋砼信息
2,泊松比0.2 ,重度25.00 kN/m 混凝土:等级C30 纵筋保护层厚度( mm):池壁(内40,
矩形钢筋混凝土水池设计简述
中图分类号 : T U 3 7 5 文献标 识码 : B
The De s i g n o f De e p Re i n f o r c e d Co n c r e t e Po o l
W ANG Li - x i a n g
( N o  ̄ h w e s t I n s t i t u t e o f Mi n i n g a n d Me t a l l u r g y ,B a i y i n 7 3 0 9 0 0 ,C h i n a )
矩形水池设计及池壁计算
矩形水池设计
项目名称构件编号日期
设计校对审核
执行规范:
《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002), 本文简称《混凝土规范》
《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002), 本文简称《地基规范》
《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069-2002), 本文简称《给排水结构规范》《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》(CECS138-2002), 本文简称《水池结构规程》
-----------------------------------------------------------------------
1 基本资料
1.1 几何信息
水池类型: 无顶盖半地上
长度L=3.500m, 宽度B=3.500m, 高度H=3.900m, 底板底标高=-3.400m
池底厚h3=400mm, 池壁厚t1=250mm,底板外挑长度t2=400mm
注:地面标高为±0.000。
(平面图) (剖面图)
1.2 土水信息
土天然重度18.00 kN/m3 , 土饱和重度20.00kN/m3, 土内摩擦角30度
地基承载力特征值fak=120.0kPa, 宽度修正系数ηb=0.00, 埋深修正系数ηd=1.00
地下水位标高-3.100m,池内水深3.000m, 池内水重度10.00kN/m3,
浮托力折减系数1.00, 抗浮安全系数Kf=1.05
1.3 荷载信息
活荷载: 地面10.00kN/m2, 组合值系数0.90
恒荷载分项系数: 水池自重1.20, 其它1.27
活荷载分项系数: 地下水压1.27, 其它1.27
(整理)矩形水池计算书
精品文档
矩形水池计算书
项目名称_____________ 构件编号_____________ 日期_____________
设计_____________校对_____________ 审核_____________
一、基本资料
1.设计依据:
《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》 (CECS 138:2002)
《混凝土结构设计规范》 (GB50010—2002)
《地基基础设计规范》 (GB50007—2002)
《给排水工程结构设计手册》中国建筑工业出版社
《土木工程特种结构》高等教育出版社马芹永 2005 年 7 月第一版
2.几何参数:
水池长度: L1 = 25.00 m
水池宽度: W1 = 11.00 m
壁板高度: H1 = 1.80 m
顶板厚: h2 = 0 mm
底板厚: h1 = 300 mm
壁板厚: h4 = 300 mm
垫层厚: h3 = 200 mm
底板外伸 : C1 = 300 mm
基底标高: E f = -1.80 m
地下水位标高 : E w = -2.10 m
池内设计水位 : H i = 1.80 m
注:默认地面标高为±0.00。
3.土层参数:
土的类别 : e 或 IL 大于 0.85 的粘性土
土的容重: 18.0 kN/m3
饱和土容重: 20.0 kN/m3
地基承载力特征值 : 150 kPa 土压力标准值计算形式 : 主动土压力 土壤内摩擦角 : 30.0° 4.材料参数:
混凝土等级 : C25
钢筋混凝土容重 : 25.00 kN/m 3 钢筋等级 : HRB335
钢筋混凝土水池设计计算手册
钢筋混凝土水池设计计算手册
一、引言
钢筋混凝土水池是一种常见的储水设施,广泛应用于城市供水系统、农业灌溉系统以及工业生产过程中等多个领域。本设计计算手册旨在为工程师提供关于钢筋混凝土水池设计和计算的基本知识和指导原则。
二、设计流程
1.需求分析:根据项目需求确定水池的用途、容量、形状和所需的宽度、深度等参数。
2.结构设计:选择合适的结构形式(如圆形、矩形等),并进行合理的结构计算和布置钢筋。
3.地基设计:对水池地基进行承载力和稳定性计算,确保地基能够承受水池的重量和水的压力。
4.施工图设计:根据结构设计和地基设计结果,制作详细的施工图纸,包括结构剖面图、钢筋图等。
5.施工过程和质量控制:按照施工图纸要求进行水池的施工,并
加强质量控制,确保施工质量符合设计要求。
三、设计和计算原则
1.安全原则:水池的结构必须能够承受自身重量以及水的压力,
同时考虑地震和其他外力作用。
2.经济原则:在满足安全要求的前提下,尽量减少材料的使用量
和施工成本。
3.美观原则:水池的外观应美观大方,与周围环境协调一致。
四、设计计算方法
1.水压计算:根据水池的容量和深度,计算水的体积和重力,进
而计算出水的压力。
2.结构计算:根据所选定的结构形式,计算结构的自重和水的压
力对结构的作用力,进行力学计算和变形计算。
3.钢筋设计:根据结构计算的结果,进行合理的钢筋布置和设计,确保结构的强度和稳定性。
4.地基计算:根据水池的重量和水的压力,计算地基的承载力和
稳定性,选择合适的地基形式(如浅基础或深基础)。
五、设计注意事项
1.水池壁厚设计:根据水的压力和结构计算结果,确定水池的壁厚,保证结构的稳定性。
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关于矩形钢筋混凝土水池计算的总结
梁永涛
摘要:水池是污水处理工程中常见的用人工材料修建、具有防渗作用的水处理设施。结合某污水处理厂储泥池的设计工作,对矩形钢筋混凝土水池的设计计算进行总结。
关键词:矩形钢筋混凝土水池计算总结
水池是污水处理工程中常见的用人工材料修建、具有防渗作用的水处理设施。根据其地形和土质条件可以修建在地上或地下,即分为开敝式和封闭式两大类;按形状特点又可分为圆形和矩形两种;因建筑材料不同可分为:砖池、浆砌石池、钢筋混凝土池等。因此,在实际工程的设计中,应充分对所设计水池的环境及结构特点进行分析,完成该水池的设计工作。本文结合某污水厂储泥池的设计过程对矩形水池的计算进行总结
一、水池结构的设计假定
1、使用材料的假定
在水工构筑物的设计工程中,应首先确定该水池的结构类型,该储泥池为半地下式敞口矩形水池,因此,建议采用钢筋混凝土材料。
根据《给排水工程构筑物结构设计规范》GB50069-2002第3节的规定:3.0.1、贮水或水处理构筑物、地下构筑物的混凝土强度等级不应低于C25;3.0.3、钢筋混凝土构筑物的抗渗,宜以混凝土本身的密实性满足抗渗要求。构筑物混凝土的抗渗等级
要求应按表3.0.3采用;3.0.6、最冷月平均气温低于-3℃的地区,外露的钢筋混凝土构筑物的混凝土应具有良好的抗冻性能,并应按表3.0.6的要求采用。混凝土的抗冻等级应进行试验确定。
表3.0.3 混凝土抗渗等级Si的规定
表3.0.6 混凝土抗冻等级Fi的规定
因此,该储泥池采用C30混凝土,抗渗标号S6,抗冻标号F150;钢筋采用HPB235(Ⅰ级)及HRB335(Ⅱ级)。
2、计算尺寸假定
该储泥池为半地下式敞口水池,池外地面距池內底
2700mm,储泥池净尺寸4000mm×5200mm×4800mm(长×宽×高),池顶设悬臂式走道板,走道板厚度120mm,地下水位远低于池底板。
因该池工艺设计有防水套管,结合设计经验,暂定池壁厚度300mm,底板厚度350mm。因此,依据《给排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》中5.1.8的有关规定:
1矩形水池池壁的水平向计算长度应按两端池壁的中线距离计算。
2圆形水池池壁的计算半径,应为中心至池壁中线的距离。
3池壁竖向德计算高度应根据节点构造和结构计算简图确定:
1)池壁与顶、底板整体连接时,计算应按整体分析。池壁
上下端为弹性固定时,池壁竖向计算高度应为顶、底板截面的中线距离;池壁上端为弹性固定,下端为固定时,池壁竖向计算高度为净高加顶板厚度的一半。
2)池壁与底板整体连接,顶板简支于池壁顶部或二者铰接,池壁与底板为弹性固定时,池壁竖向计算高度应为净高加底板厚度的一半;池壁下端固定、上端自由时,池壁竖向计算高度应为净高。
3)池壁为组合壳时,池壁竖向计算高度的一端应计算至组合壳中线的连接处。
有如下计算尺寸:池壁一,4300mm×4860mm;池壁二,5500mm×4860mm;底板,4300mm×5500mm。
二、水池结构设计
1、荷载分析
1)分析池壁所受荷载为①池內液体产生的水平压力(为三角形荷载,与池內液体高度有关);②池外填土产生的水平压力(三角形荷载,与池外填土高度有关);③地面堆积荷载产生的侧向压力(均布荷载)
荷载组合为一、①;二、②+③。
2)分析池底所受的荷载为地基反力,一般按均布考虑,由池壁及立柱传下的全部竖向荷载产生(作用在池底挑出部分的填土重亦应考虑)
2、内力分析
根据《给排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》表6.1.2规定,该储泥池池壁及底板均为双向受力结构,内力计算可利用双向板计算图表进行计算。
3、强度计算
1)池壁:
池壁的计算应统一进行,对于竖向钢筋的计算,应明确竖向受力型式为偏心受压构件,即同时受到弯矩及结构自重的影响,为安全起见,以受弯构件计算;对于水平向钢筋的计算,应明确,由于池壁间的固结作用而产生的边缘反力也对池壁产生影响,因此,水平向受力型式为偏心受拉构件,即同时受到弯矩及边缘反力的影响。
2)底板:
底板为完全的受弯构件,在这里,我们应注意在计算地基反力的过程中,不应把池內液体的自重加入计算,因为,池內液体的自重对于底板而言为有利条件,它的存在可以削弱地基反力对底板的影响。
4、裂缝验算
根据《给排水工程构筑物结构设计规范》GB50069-2002中5.3.4条规定钢筋混凝土水池结构构件的最大裂缝宽度不应大于下列规定的限值w max:清水池、给水水质净化处理构筑0.25mm;污水处理构筑物0.20mm。
如果裂缝验算不通过,我们可以通过对池壁、底板的厚度假
定修改,或者增加构件截面的钢筋面积,目的是使裂缝验算符合要求。
5、其他构造要求
我们还应该注意水池设计的构造要求,例如《给排水工程构筑物结构设计规范》GB50069-2002中第6小节中和《给排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》中第7小节的规定:钢筋的混凝土保护层最小厚度要求、腋角的设置及配筋伸缩缝的设置与构造、加强钢筋的设置等。
三、小结
矩形水池是污水处理工程中常见的水处理设施,它的计算也是水工结构中最基础的计算,因此对它的掌握至关重要。我们一定要计算准确无误,确保水池的正常使用。但是在设计过程中,有些设计人员为设计安全的目的,常常人为加大池壁、底板的厚度,或加大构件截面钢筋面积,造成不必要的浪费。所以,我们在设计工作中要一方面确保设计的水工构筑物的安全性,另一方面要节约材料,做到实用、经济的双赢。