水池结构设计图 [简述水池结构设计的研究分析]

　　 摘要：在进行水池结构设计的时候，必须要清楚水池结构设计需要注意的四个方面，要根据水池的作用和功能，确定水池的尺寸、绘制计算简图、分析水池的载荷情况、对内力进行量化计算。只有做好了这四个方面的工作，才能保证水池结构设计趋于合理，才能实现水池的功能和目的，才能有效提高水池设计的经济性，保证水池设计具有一定的科学性。本文主要研究并分析了水池结构设计的全过程，并对水池结构设计的注意事项进行了探讨。
　　
　　关键词：水池； 结构设计； 研究分析
　　中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
　　
　　一、水池结构设计概述
　　在工程建设中，水池是给排水系统中重要的配套设施，通常水池的投资会占到给排水系统造价的一半以上，因此，做好水池的结构设计具有重要的现实意义和积极影响。对于水池的结构设计而言，我们要明确水池的作用和建设水池的目的，从具体建设手段出发，做好水池的选型工作，优化水池的结构布局，使水池的结构布局趋于合理，只有这样才能保证水池实现设计功能，发挥其优势为给排水系统服务。为此，我们必须在水池结构设计阶段，采用科学的手段和设计方法，使水池结构设计符合科学性和经济性原则。
　　二、水池形状的选择及结构设计原则
　　在水池的结构设计中，水池的形状主要有两种，即圆形水池和矩形水池，这两种水池的应用比较广泛。但是不管我们选择哪种形状的水池，都必须符合以下设计原则，否则水池的结构设计将无法达到预期目的和设计要求。
　　1、水池的整体容积必须符合实际需要，要留有余量
　　水池在进行结构设计的时候都要根据实际需要确定整体容积，但是在设计容积的时候，需要留有一定的余量，不要需要多少就设计多少，要考虑水池未来的扩展性，使水池的整体容积具有一定的超前性，保证水池适应给排水系统未来改造的需要。
　　2、水池的形状选择要与水池形场地合在一起考虑
　　在水池的结构设计过程中，对于水池形状的选择要与水池所处的场地结合在一起考虑，在场地允许的情况下，尽量选择圆形水池，因为圆形水池的容积更大。如果场地比较紧张或者需要和其他建筑的位置进行综合考虑的时候，就要选择矩形形状，保证水池形状与场地相匹配。
　　3、水池的结构设计需要具有一定的抗震和抗裂能力
　　水池的结构设计和其他建筑物一样，都要具备一定的抗震特性和抗裂能力，所不同的是，水池的抗震和抗裂能力标准要高于普通建筑物，这主要是因为水池是给排水系统中的蓄水载体，如果发生垮塌或者渗漏将造成重大的经济损失，所以在水池的结构设计中，必须要具备一定抗震和抗裂能力。
　　三、水池结构设计的过程研究与分析
　　在水池结构设计的过程中，一共需要做好四个方面的工作，即：水池形状的选择、绘制计算简图、分析水池的载荷情况、对内力进行量化计算。以下我们将重点从这四个方面对水池结构设计进行详细分析：
　　1、水池形状的选择
　　进行水池结构设计的第一阶段就是根据实际需要以及场地情况，选定水池的形状，确定水池的容积。在水池形状的选择中有圆形尺寸和矩形尺寸可以选择。在圆形尺寸中：要注意水池的直径、池高和水池壁厚，按照国家标准，如果水池容积在50立方米-500立方米之间，水池高度要选择在4米-4.5米之间，水池的壁厚通常应在200毫米-350毫米之间，既不能太小也不能太大。在水池直径的选择上，最大直径应小于或等于30米，否则将导致池壁的环向拉力过大。对于矩形水池的尺寸选择，所不同的是不需要考虑水池直径，而要对水池长宽高等数据进行计算，保证水池整体强度符合要求。
　　2、如何绘制计算简图
　　绘制水池计算简图的目的在于可以对水池的整体结构进行验算，保证水池的池壁厚度、池壁与顶板、池壁与底板池壁与池壁之间的结构和强度符合要求。具体过程为：（1）水池池壁的厚度要与水池容积进行综合考虑，通过计算的方式确定水池池壁厚度是否合理。（2）水池池壁与顶板的结构要通过绘制简图并计算的方式来确定是否合理。（3）水池池壁与地板的结构合理性也是通过绘制简图并计算的方式来验证的。（4）水池池壁与池壁之间的结构和强度在绘制计算简图中也可以得到计算和验证，在计算过程中，要对强度和载荷进行计算和校正。
　　3、分析水池的载荷情况
　　在对水池的载荷进行分析的时候，要注意水池的结构形式，如果是水池处于地下的话，一般计算两种工况,第一种工况为闭水试验,即池内有水而池外无回填土。第二种工况为池内无水(如检修期) ,而池外有土,同时还需考虑地面有堆积荷载以及池外地下水压力共同作用。如果水池的位置在地面的话第一种工况为闭水试验,即池内有水和温、湿度作用。第二种工况为使用期,即池内有水,池外有填土、地下水压力和温、湿度作用。所以，对于水池的载荷情况进行分析，可以有效验证水池的结构是否合理。
　　4、对内力进行量化计算
　　在水池的结构设计中，需要对内力进行量化计算，内力计算主要包括顶板与地板的内力计算和水池池壁的内力计算。由于有些水池顶部有顶盖，在计算内力的时候就要按照混凝土楼盖的方法进行，对于顶板是圆形的，要根据计算手册中的方法进行静力计算。对于底板的内力计算，要根据水池底板的结构来确定，对于不同的底板结构，要采取不同的计算方法。对于水池池壁的计算，我们应按照内力弹性理论进行计算，以《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》为依据，对池壁内力计算数据进行校核，看是否符合要求。
　　四、水池结构设计中的构造要求和注意事项
　　在水池结构设计中，对水池的构造有6个方面的要求，具体要求和注意事项为：
　　1、水池结构设计对于钢筋混凝土保护层的要求
　　在水池的结构设计中，要保证钢筋混凝土的保护层厚度在规范要求内，否则将导致水池失去有效保护，具体厚度要求要依据《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》。
　　2、水池结构设计对于变形缝的要求
　　在《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》中，对于变形缝的要求是不应超过20mm，在水池结构设计的过程中，要特别注意变形缝的产生，能避免尽量避免。
　　3、水池结构设计中对于暗梁和暗柱的要求
　　对于敞开式的水池，为了保证池壁强度，要在顶端增加暗梁和暗柱，通常暗梁和暗柱的配置要考虑到钢筋的受力情况，要为池壁提供足够的抗裂能力。
　　4、水池结构设计对于配筋构造的要求
　　受力钢筋宜采用直径较小的钢筋,间距宜为100 mm～200 mm,内、外各侧受力钢筋和构造钢筋配筋率均不应小于0. 15 % ,受力钢筋的配筋百分率宜控制在0. 3 %～0. 8 %的经济配筋率范围内。
　　5、水池结构设计对于转角的要求
　　现浇钢筋混凝土水池池壁的拐角及与顶板、底板的交接处宜设置腋角,腋角边宽不宜小于150 mm ,腋角内配斜筋的直径与池壁受力筋相同,间距宜为池壁受力钢筋间距的两倍或为200 mm。
　　6、水池结构设计对于角隅弯矩的要求
　　矩形水池在设计中对四边支承壁板的长度LB 与高度HB 比值大于2 或三边支承顶端自由壁板的长度LB 与高度HB 比值大于3 时,不能忽略水平角隅处的局部弯矩。
　　五、结语
　　从本文的分析来看，在水池结构设计中我们必须严格执行《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》，并提高设计方案的经济性和科学性，保证水池结构设计满足相关要求。考虑到水池的重要作用，我们有必要加强水池结构设计工作，使设计方案更加完善，更加注重实用性。
　　
　　
　　
　　
　　参考文献：
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　　[2] 陆德明. 简述如何设计钢筋混凝土结构的水池结构[J] .工程结构设计.2011.9
　　[3] 朱长伟. 关于水池结构设计的实际分析及讨论[J] .华北石油设计.2010.12
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