1.水池分类
钢筋混凝土矩形水池结构一般由池壁、底板和顶盖(是否封闭加盖由工艺需要决定)所组成。水池按有无顶盖,可分为无顶盖的开敞式水池、有顶盖的封闭式水池和带走道板的半封闭式水池;按水池埋置情况,可分为全埋式、地下式、半地下式、地面式和架空式水池。
2.水池荷载
水池的荷载分布详见上图,按照各计算构件,主要分为池顶板荷载、池壁板荷载和池底板荷载。
(1)池顶
池顶荷载:作用在池顶上的荷载主要有顶板自重、防水层重、覆土重、活荷载和雪荷载峰设土木网。其中活荷载和雪荷载不同时考虑,计算时取二者中的较大值。
顶板自重、防水层重和覆土重按实际计算即可,雪荷载按照荷载规范进行取值。活荷载分为上人顶板和不上人顶板,上人顶板取1.5kN/m2,不上人顶板取0.7 kN/m2。
(2)池壁
池壁荷载:除了池顶传递来的竖向压峰设土木网力和端弯矩外,其他荷载主要是水平方向的土压力和水压力。池壁水压力按三角形分布,一般偏安全的按满池来计算。池壁土压力按朗肯主动土压力理论计算。
(3)池底
池底荷载:池底荷载为底板所受的地基反力和地下水产生的浮力。地基反力主要由以下几种荷载引起:①池顶活荷载qk;②池顶覆土荷载qs(根据实际计算确定);③池顶自重Gr、池壁自重Gw、及支柱自重Gc,取单位面积自重和。
其他荷载作用主要包括温度作用,对于露天的地面以上的水池需要考虑温度作用的影响。
3.水池计算
(1)水池顶板
水池顶板计算时与正常楼板计算类似。
(2)水池壁板
水池壁板计算需要根据水池的长宽比、有无顶盖确定壁板的边界条件。
规范中的壁板边界条件中“四边支承”与“三边支承一边自由”分别对应的是有盖水池和无盖水池。
对于有盖水池,当水池宽度大于两倍深度时,壁板按照竖向单向板计算;当水池深度大于两倍宽度时,壁板下部两倍宽度范围内按照三边支承一边自由的双向板计算,壁板上部大于两倍宽度范围内按照横向单向板计算。
与有盖水池类似,无盖水池壁板单双向板计算模型的分界点按照上表中进行分类。
(3)水池底板
池底视为简支于池壁上,地基反力按线性分布,计算底板弯矩与配筋。
4.水池构造要求
水池结构设计时值得注意的构造要求如下。
(1)现浇钢筋混凝土水池的壁板、中间隔板及底板厚度不宜小于200mm,顶板厚度不宜小于150mm;当底板采用条基时,中间部位底板厚度不宜小于150mm;当壁板或顶板采用梁(柱)板式结构时,板的厚度不宜小于100mm。
(2)池壁、底板的受力钢筋宜采用间距较密直径较小的钢筋,直径不宜小于10mm。
(3)现浇钢筋混凝土水池池壁的拐角及�c顶板、底板的交接处宜设置腋角,腋角边宽不宜小于150mm,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 200mm。
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