钢筋混凝土矩形水池结构设计及施工要点

浅议钢筋混凝土矩形水池结构设计及施工要点
【摘要】本篇文章在结合了众多的钢筋混凝土构造的水池设计案例以及大量的施工过程中的经验，整个工程在来设计水位的时候就进行规划，其水池的设缝和底板要进行详细周密的计算之后才能够进行选择，并且针对水池在构造过程中所需要重点注意的一些列问题进行了提示。

【关键词】钢筋混凝土；矩形水池；计算模型构造
中图分类号：tu37 文献标识码：a 文章编号：
引言
钢筋混凝土材料所构造的矩形水池在现代社会中极为常见的建筑工程，已经被广泛的应用在了各个行业的污水处理厂的污水池，还有化工等行业的储蓄池等等，因此，将混凝土材料的矩形水池受力的强度设计工程显得特别重要。

钢筋混凝土结构的水池通常是由顶板、池壁、壁板、支柱等这五个主要的组成部分构成的。

本篇文章针对矩形水池工程设计过程中所经常遇到的一系列问题进行了深入的研究，以期能为设计钢筋混凝土结构的水池工程的过程中提供一定的参考。

1.设计水位的确定
在进行水池这一类需要较大的建筑面积并且内部极为空旷的建筑设计过程中，进行抗浮稳定的设计工作显得特别的重要。

如果在施工完成之后水池出现了上浮的状况，所造成的影响和财产损失是极大重大的。

在国家对水池建设的安全规范标准中明确的规定，必
须要将水池的整体抗浮数值稳定在1.05才能够算作合格的抗浮数据，并且在设计的过程中还要根据相关的规定来设计水文资料所能够达到的最高地下水位。

其水池五十年的设计工程中，一般来说所选的水可荷载作用都是严格按照国家规定的来进行确定，没有有将洪水等情况来作为设计考虑。

但是在目前的众多设计工程中，所勘查出来的数据报告可以看出，这些数据都只能算是当时勘测的时期的数据，如果在勘测的时候遇到的是干旱季节，那么所使用数据在进行设计建造的过程中就会误导计算结果，使得计算设计建造的工程缺乏一定的安全性。

对于这一类不符合实际的勘测报告，其工程设计人员必须要与相关的勘查单位或者勘查人员进行详细的沟通，从相关单位和个人口中得到更为精确、权威的数据。

2.缝的设置
在国家的水池建造设计规范中详细的规定了：设计的伸缩裂缝间距，必须要根据所设计的水池的具体结构类别、地基的具体类别和水池的实际工作环境等等情况来进行设计。

缝宽通常来说都保持在20-30毫米之内，在设计的间距的过程中还必须要将上游工艺的具体布置来作出适当的调整。

在缝宽达到了30毫米之后，在实际的工程中，必须要将其同一剖面上所连接的底板或者基础直接断开。

通常来说水池的伸缩缝、抗震缝、沉降缝这三者都是合而为一的，但是目前的众多的设计工程中，上游对于水池要求的长度却已经远远的超过了国家规范的间距范围。

同时，伴随着建筑材料以及施工材料的不断改进和床寻，又使得超长不设缝水池或者少设缝水池提
供了一定的技术支持。

水池的设计工作人员在进行详细的设计规划的过程中，必须要根据实际的地基、气温、工程等等情况来进行设计，选择好科学的手段以及措施。

对于一些不能够在建设的过程中直接一次性就完成混凝土浇筑工程的壁板和底板，在施工的过程中必须要预留一定施工缝，通常来说，施工缝都是设立在池壁之上，再选择合适的施工缝的位置的过程中，所选择的位置必须要完全符合温度应力的计算结果，并且由于钢筋在施工缝中处于一个纵横交错的状态，所以施工缝必须要设置在构件组织受力较小部位之中。

在施工的过程中还必须要尽力的减少施工缝上、下这两端混凝土施工的时间。

由于施工缝在先后亮起的混凝土浇筑之间的结合要比第一次浇筑的混凝土结合性要查，因此，必须要在施工缝的位置加上企口，在其施工缝的断面位置要使用埋设止水带以及外贴止水带并且表面紧密的嵌入封缝材料等安全措施[1]。

3.裂缝的控制
根据规范的要求，对于水池结构，根据水池盛水性质(清水、污水)及其使用功能，最大的裂缝宽度一般控制在0.2mm 或者0.25mm。

在水池设计中对结构强度、裂缝开展宽度、抗裂度等计算和相关的构造措施,一般均能对裂缝宽度得以控制, 但是由于温度、变形以及不均匀沉降所引起的开裂, 在工程中却常常遇到。

在设计过程中，对温度、混凝土收缩变形等影响因素的欠考虑，导致了裂缝的开展。

对于由混凝土收缩和温度差所造成的裂缝, 设计人员应充分考虑到施工中的不利影响。

一般来说, 混凝土收缩越大, 裂缝的数
量及宽度也越大；温度越高越易开裂, 裂缝的数量及宽度也越大。

因此设计人员需要掌握混凝土配比及其用料的品种规格和级配，在设计文件中最好能予以体现，同时需要对混凝土的灌注和养护提出相应的设计要求。

增大配筋率或减小钢筋直径能增加混凝土的极限拉伸,在结构设计时,在节点应力集中处或大体积混凝土中沿截面
均匀配置细、密的构造钢筋或钢筋网片,可提高构件的抗裂能力。

采用合理的结构布置和围护措施，在水池内外表面抹防水砂浆面层，以减小温湿度对结构的影响，并加强整体刚度及保温防寒[2]。

4.水池底板计算模型的选择
第一种计算模型为在地基反力的作用下，池底视作简支在池壁上，池壁间距对池底反力分布有影响。

当池壁间距较小时，两相邻的池壁刚性角重叠，变形和反力不均匀分布可以忽略，而当池壁间距增大，这样的不均匀分布愈加明显。

前者的计算可以采用静力平衡的方法或者考虑池底与地基相互作用的内力分析来计算水池底
板的内力，考虑地基反力是按照线性分布的，只要求满足静力平衡的条件，忽略变形协调条件，对于池壁间距较小，容积较小的情况，这样的假定是合适的;第二种计算模型为假设把地基模拟为刚性底座上的一系列弹簧, 当地基表面某一点受压时,仅在此点处产生局部沉陷,这种假设称为文克尔假设,文克尔地基模式是目前较为实
用的水池- 地基共同作用的主要模拟方法之一，其假定地基单位面积上所受的压力p 与地基竖向位移y 成正比，这种模型主要是以模拟天然地基土在荷载作用下实际应力- 应变关系从而得到比较
准确地解决变形协调关系，得到接近于实际的反力分布和变形规律。

5.关于水池的构造
5.1 池壁和底板的钢筋宜选用小直径的钢筋和较密的间距，其目的是更好的满足裂缝宽度的要求。

但为了方便施工，钢筋的间距不宜小于100mm。

5.2 因池壁和池壁，池壁和底板之间是采用的刚性连接，为了避免在此处形成应力集中，抵抗角隅弯矩，增强连接处的抗裂性，在连接处宜设加腋角，加腋角内需配10@200 的加腋钢筋，并锚入两侧混凝土内。

结语
在水池的设计中，只有拥有完备而准确的设计条件，选择正确的结构型式，建立合理的符合实际情况的结构模型，采取合理的构造措施，才能做出经济可靠的设计。

参考文献：
[1] 卢生寿.探讨钢筋混凝土矩形水池结构设计[j]. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2009(07)
[2] 张金涛.矩形钢筋混凝土水池设计问题总结[j]. 化工设计. 2009(02)。