論文導(dǎo)讀：鋼筋混凝土矩形水池作為工程中常見的構(gòu)筑物。
關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土矩形水池，計(jì)算模型構(gòu)造
引言：鋼筋混凝土矩形水池作為工程中常見的構(gòu)筑物，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于污水處理廠，化工廠等工業(yè)建筑內(nèi)，因此研究其受力性能以應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)顯得尤為重要。論文寫作，計(jì)算模型構(gòu)造。鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)主要由頂板、池壁、支柱、壁板等組成。論文寫作，計(jì)算模型構(gòu)造。本文對(duì)矩形水池設(shè)計(jì)中常見的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行探討，希望能對(duì)工程設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)出可靠而經(jīng)濟(jì)的鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)有一定的幫助。
1 設(shè)計(jì)水位的確定
水池這類占地面積大且內(nèi)部空曠的構(gòu)筑物，抗浮穩(wěn)定的設(shè)計(jì)計(jì)算，顯的尤為重要。由于水池上浮所造成的經(jīng)濟(jì)損失和彌補(bǔ)費(fèi)用是相當(dāng)可觀的，《給水排水工程鋼筋混凝土水池設(shè)計(jì)規(guī)程》CECS138:2002和《石油化工鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》SH/T3132-2002中對(duì)水池的整體抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)取為1.05，根據(jù)相關(guān)規(guī)范的規(guī)定一般設(shè)計(jì)均取用水文資料的最高地下水位。在50年設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，一般水工構(gòu)筑物地下水可變荷載作用的取用按照《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068-2001的原則確定，而不考慮旱遇洪水的偶然作用。但我們?cè)趯?shí)際的工程中，很多工程地質(zhì)勘查報(bào)告所提到的地下水位并不是從地方水文資料分析得到的，在勘查報(bào)告中反映出來(lái)的數(shù)據(jù)往往是勘測(cè)期間的數(shù)據(jù)。如果勘測(cè)期間正好處于旱季或者枯水期，那得到的水文僅反映勘測(cè)期間的地下水位情況，所提供的地下水位標(biāo)高將難以被設(shè)計(jì)取用, 或?qū)е陆Y(jié)構(gòu)計(jì)算偏不安全。對(duì)于此類不合格的勘查報(bào)告，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要與詳勘單位溝通，以得到比較權(quán)威的水文數(shù)據(jù)用于工程設(shè)計(jì)。
2 縫的設(shè)置
《給水排水工程鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程(CECS138：2002)7.1.3條規(guī)定：伸縮縫的間距，根據(jù)水池的結(jié)構(gòu)類別、地基類別和水池的工作條件等劃分，一般為20~30米，同時(shí)還要根據(jù)上游工藝專業(yè)的條件的布置做適當(dāng)調(diào)整。縫寬一般為30mm，在實(shí)際的工程中，同一剖面上連同基礎(chǔ)或底板斷開，通常沉降縫、伸縮縫、抗震縫三縫合一。但是在近來(lái)所做的工程中，上游專業(yè)所要求的水池長(zhǎng)度已大大的超過(guò)了規(guī)范間距, 另一方面隨著建筑材料和施工方法的改進(jìn), 又為超長(zhǎng)水池不設(shè)縫或少設(shè)縫提供了技術(shù)上的支持。設(shè)計(jì)人員在具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)地基、氣溫等工程情況,考慮是否設(shè)縫及相應(yīng)的施工方法,認(rèn)真進(jìn)行計(jì)算并采取適當(dāng)設(shè)計(jì)措施。論文寫作，計(jì)算模型構(gòu)造。對(duì)于不能一次完成澆筑的水池底板、壁板，在施工中需留有施工縫，施工縫應(yīng)設(shè)在池壁上，在選擇施工縫位置時(shí)，應(yīng)符合溫度應(yīng)力計(jì)算所選擇的位置，鋼筋在施工縫處貫通不斷，且施工縫應(yīng)設(shè)置在構(gòu)件受力較小的部位，在施工過(guò)程中要盡量縮短施工縫上、下兩段混凝土的澆筑間隙時(shí)間。因在施工縫處先后兩期分期澆筑的混凝土間的結(jié)合要比一次澆筑的混凝土要差，故在施工縫處需加設(shè)企口、在斷面處采取埋設(shè)止水帶或者外貼式止水帶和表面設(shè)槽口嵌入封縫料等措施。
3 裂縫的控制
根據(jù)規(guī)范的要求，對(duì)于水池結(jié)構(gòu)，根據(jù)水池盛水性質(zhì)(清水、污水)及其使用功能，最大的裂縫寬度一般控制在0.2mm或者0.25mm。在水池設(shè)計(jì)中對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、裂縫開展寬度、抗裂度等計(jì)算和相關(guān)的構(gòu)造措施,一般均能對(duì)裂縫寬度得以控制,但是由于溫度、變形以及不均勻沉降所引起的開裂, 在工程中卻常常遇到。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)溫度、混凝土收縮變形等影響因素的欠考慮，導(dǎo)致了裂縫的開展。對(duì)于由混凝土收縮和溫度差所造成的裂縫, 設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分考慮到施工中的不利影響。一般來(lái)說(shuō), 混凝土收縮越大, 裂縫的數(shù)量及寬度也越大；溫度越高越易開裂, 裂縫的數(shù)量及寬度也越大。因此設(shè)計(jì)人員需要掌握混凝土配比及其用料的品種規(guī)格和級(jí)配，在設(shè)計(jì)文件中最好能予以體現(xiàn)，同時(shí)需要對(duì)混凝土的灌注和養(yǎng)護(hù)提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求。增大配筋率或減小鋼筋直徑能增加混凝土的極限拉伸,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),在節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中處或大體積混凝土中沿截面均勻配置細(xì)、密的構(gòu)造鋼筋或鋼筋網(wǎng)片,可提高構(gòu)件的抗裂能力。采用合理的結(jié)構(gòu)布置和圍護(hù)措施，在水池內(nèi)外表面抹防水砂漿面層，以減小溫濕度對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，并加強(qiáng)整體剛度及保溫防寒。
4 水池底板計(jì)算模型的選擇
第一種計(jì)算模型為在地基反力的作用下，池底視作簡(jiǎn)支在池壁上，池壁間距對(duì)池底反力分布有影響。論文寫作，計(jì)算模型構(gòu)造。當(dāng)池壁間距較小時(shí)，兩相鄰的池壁剛性角重疊，變形和反力不均勻分布可以忽略，而當(dāng)池壁間距增大，這樣的不均勻分布愈加明顯。前者的計(jì)算可以采用靜力平衡的方法或者考慮池底與地基相互作用的內(nèi)力分析來(lái)計(jì)算水池底板的內(nèi)力，考慮地基反力是按照線性分布的，只要求滿足靜力平衡的條件，忽略變形協(xié)調(diào)條件，對(duì)于池壁間距較小，容積較小的情況，這樣的假定是合適的;第二種計(jì)算模型為假設(shè)把地基模擬為剛性底座上的一系列彈簧, 當(dāng)?shù)鼗砻婺骋稽c(diǎn)受壓時(shí),僅在此點(diǎn)處產(chǎn)生局部沉陷,這種假設(shè)稱為文克爾假設(shè),文克爾地基模式是目前較為實(shí)用的水池-地基共同作用的主要模擬方法之一，其假定地基單位面積上所受的壓力p與地基豎向位移y成正比，這種模型主要是以模擬天然地基土在荷載作用下實(shí)際應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系從而得到比較準(zhǔn)確地解決變形協(xié)調(diào)關(guān)系，得到接近于實(shí)際的反力分布和變形規(guī)律。按文克爾假設(shè)計(jì)算地基梁時(shí), 可以考慮底板梁本身的實(shí)際彈性變形,消除了反力直線分布假設(shè)時(shí)的缺陷,但其本身的缺點(diǎn)是沒(méi)有反映地基的變形連續(xù)性,當(dāng)?shù)鼗砻嬖谀骋稽c(diǎn)承受壓力時(shí),不僅該點(diǎn)局部產(chǎn)生沉陷, 在其臨近區(qū)域也會(huì)產(chǎn)生沉陷,由于沒(méi)有考慮地基的連續(xù)性,文克爾假設(shè)仍沒(méi)有全面反映地基梁的實(shí)際受力情況；第三種計(jì)算模型是假設(shè)把地基看做是一個(gè)均質(zhì)、連續(xù)、彈性的半無(wú)限體，既反映了地基的連續(xù)整體性，又從幾何、物理上對(duì)地基進(jìn)行了簡(jiǎn)化，將彈性力學(xué)中有關(guān)半無(wú)限體的概念引入水池底板的計(jì)算中。這種方法適合電算。能更好的模擬地基與水池底板的協(xié)同變形。以上所述的三種計(jì)算方法僅針對(duì)淺基礎(chǔ)水池。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)水池底板時(shí)應(yīng)酌情選擇計(jì)算模式，而不是簡(jiǎn)單選擇第一種線性假定，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況懸殊較大。
5 關(guān)于水池的構(gòu)造
5.1池壁和底板的鋼筋宜選用小直徑的鋼筋和較密的間距，其目的是更好的滿足裂縫寬度的要求。論文寫作，計(jì)算模型構(gòu)造。但為了方便施工，鋼筋的間距不宜小于100mm。論文寫作，計(jì)算模型構(gòu)造。
5.2因池壁和池壁，池壁和底板之間是采用的剛性連接，為了避免在此處形成應(yīng)力集中，抵抗角隅彎矩，增強(qiáng)連接處的抗裂性，在連接處宜設(shè)加腋角，加腋角內(nèi)需配10@200的加腋鋼筋，并錨入兩側(cè)混凝土內(nèi)。
5.3注意與水池相連的管道應(yīng)做成柔性連接，在水池的池壁上留有套管，套管與接入管道間的空隙內(nèi)填入柔性材料。必要的時(shí)候還可以做成U型管道連接，以保證水池的正常沉降不會(huì)導(dǎo)致管道的破損。
5.4注意宜在水池的四周設(shè)置散水，以防雨水等的滲入地下導(dǎo)致地基的不均勻沉降。
結(jié)語(yǔ)：
在水池的設(shè)計(jì)中，只有擁有完備而準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)條件，選擇正確的結(jié)構(gòu)型式，建立合理的符合實(shí)際情況的結(jié)構(gòu)模型，采取合理的構(gòu)造措施，才能做出經(jīng)濟(jì)可靠的設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)
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[2]國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范.GB50010-2002.
[3]國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范.
GB50069-2002.
