水池結(jié)構(gòu)計算就是這么簡單

1、水池結(jié)構(gòu)計算，就是這么簡單 水池一般由底板和壁板組成，有些水池設(shè)有頂板。當(dāng)平面尺寸較大時，為了削減頂板的跨度，可在水池中設(shè)中間支柱。 設(shè)計要求 在水壓及其他荷載的作用下，池體的各部分應(yīng)有足夠的強度、剛度和耐久性；儲藏水的滲透量應(yīng)在允許的范圍內(nèi)；水池的材料應(yīng)能防腐和抗凍，對水質(zhì)無影響。 結(jié)構(gòu)計算 水池所受的荷載除自重外，還有水壓力、土壓力和下述各種荷載。在地震區(qū)，地震時可能引起自重慣性力、動水壓力及動土壓力；在嚴寒地區(qū)，如無防寒措施，有可能產(chǎn)生冰壓力。此外，水池內(nèi)外的溫濕度差及時節(jié)溫濕度差，也在水池中產(chǎn)生溫濕度應(yīng)力。 由正方形板和矩形板組成的鋼和鋼筋混凝土矩形水池可用有限元法舉行較為準確的分析，

2、或采用近似方法計算。矩形水池高寬比大于2的稱為深池；小于0.5的稱為淺池；介于0.52.0之間的稱為一般池。深池壁板在高度的中間部分受頂板和底板的影響很小，可按水平框架舉行計算；在逼近頂板和底板的某一高度范圍內(nèi)（通常取等于寬度的一半）,壁板受頂、底板的影響較大,應(yīng)按三邊支承一邊自由的雙向板計算；在平面尺寸較小時，深池的底板和頂板可按四邊嵌固的板計算。淺池的壁板高度小、寬度大，中間部分受相鄰壁板的影響很小，可作為豎直的單向板計算；壁板兩側(cè)邊部分因受相鄰壁板的影響，應(yīng)按雙向板計算。一般池的底板、壁板和頂板都是雙向板，當(dāng)每塊板的四邊都有支承時，囫圇水池可看作繼續(xù)的雙向板，各板的邊緣彎矩可用雙向板的彎

3、矩分配法求得；然后用疊加法求各板的跨中彎矩。在目前所采用的雙向板彎矩分配法中，假定矩形板的邊緣彎矩是按正弦曲線分布的，這一假定對均布荷載狀況比較合理；但對非均布荷載（如作用于壁板上的水壓力是三角形的荷載），則有一定的誤差。此外，彎矩傳遞系數(shù)還沒有反映與板接觸的地基的影響。 無論是圓形水池或是矩形水池，作用在底板上的地基反力應(yīng)按彈性地基理論計算。但當(dāng)水池的平面尺寸較小時，地基反力可以假定按直線邏輯變化。 對鋼、鋼筋混凝土和磚石水池，都應(yīng)舉行強度計算。對池壁較薄的鋼水池和鋼筋混凝土水池還應(yīng)驗算剛度。當(dāng)鋼筋混凝土水池的構(gòu)件為軸心受拉或小偏心受拉時，應(yīng)舉行抗裂度的驗算；當(dāng)構(gòu)件為受彎、大偏心受拉或大偏心

4、受壓時,應(yīng)舉行裂縫開展驗算,裂縫的寬度應(yīng)不大于容許值。除了各種外荷載可能導(dǎo)致裂縫外，因為水泥的水化熱以及溫濕度的變化,水池的各部分將發(fā)生收縮,當(dāng)收縮受到基底的約束時，就在構(gòu)件中引起拉應(yīng)力而可能消失裂縫。為了防止裂縫的消失或減小裂縫的寬度，可實行下列措施：每隔一定距離設(shè)置伸縮縫；在底板與墊層間設(shè)置滑動層，以削減墊層對底板的摩擦力；采用小直徑的變形鋼筋；在施工中實行措施，以削減混凝土中的溫濕度變化。 對半地下式及地下式的水池，當(dāng)?shù)装逄幱诘叵滤恢聲r，應(yīng)驗算水池的抗浮穩(wěn)定性。 例 題（軟件計算）：設(shè) 計 資 料： 池頂活荷P1=1.5(KN/m2) 覆土厚度ht=500(mm) 池內(nèi)水位Hw=24

5、00(mm) 容許承載力R=90(KN/m2) 水池長度H=12000(mm) 水池寬度B=9000(mm) 池壁高度h0=2400(mm) 底板外伸C1=200(mm) 底板厚度h1=400(mm) 頂板厚度h2=200(mm) 墊層厚度h3= 100 (mm) 池壁厚度h4=200(mm) 地基承載力設(shè)計值R=90(KPa) 地下水位高于底板Hd=500(mm) 抗浮平安系數(shù)Kf = 1.10 一.地基承載力驗算 ( 1 )底板面積AR1 = (H + 2 * h4 + 2 * C1) * (B + 2 * h4 + 2 * C1) = ( 12 + 2 * .2 + 2 * .2 ) *

6、 ( 9 + 2 * .2 + 2 * .2 ) =125.4(m2) ( 2 )頂板面積AR2 = (H + 2 * h4) * (B + 2 * h4) = ( 12 + 2 * .2 ) * ( 9 + 2 * .2 ) =116.5(m2) ( 3 )池頂荷載Pg = P1 + ht * 18 = 1.5 + .5 * 18 =10.5 (KN/m2) ( 4 )池壁分量CB = 25 * (H + 2 * h4 + * 2 * H0 * h4 = 25 * ( 12 + 2 * .2 + 9 )* 2 * 2.4 * .2 =513.6(KN) ( 5 )底板分量DB1 = 25 *

7、 AR1 * h1 = 25 * 125.4 * .4 =1254 (KN) ( 6 )頂板分量DB2 = 25 * AR2 * h2 = 25 *116.5 * .2 =582.5(KN) ( 7 )水池全重G = CB + DB1 + DB2 + Fk1 =513.6+1254 +582.5 +0 =2350.1(KN) ( 8 )單位面積水重Pwg = (H * B * Hw * 10) / AR1 = ( 12 * 9 * 2.4 * 10) / 125.4 =20.66(KN/m2) ( 9 )單位面積墊層重Pd = 23 * h3 = 23 * .1 =.018(KN/m2) (

8、10 )地基反力R0 = Pg + G / AR1 + Pwg + Pd =10.5 + 2350.1 / 125.4 + 20.66 + .018 = 50 (KN/m2) R0 = 50 (KN/m2) R = 90(KN /m2) 地基承載力滿意要求! 二.水池整體抗浮驗算 底板外伸部分回填土重Fkt=(H + 2 * h4 + 2 * C1) + (B + 2 * h4) * 2 * C1 * H0 * 16 =( 12 + 2 * .2 + 2 * .2 ) + ( 9 + 2 * .2 )* 2 * .2 * 2.4 * 16 =340.9(KN) 抗浮全重Fk = G + ht

9、* AR2 * 16+ Fkt (抗浮時覆土容重取16KN/m3) = 2350.1+ .5 *116.5 * 16 +340.9 = 3555 (KN) 總 浮 力Fw = AR2 * (Hd + h1) * 10 = 116.5 * ( .5 + .4 ) * 10 = 1048 (KN) Fk= 3555 (KN) Kf * Fw= 1152.8 (KN) 整體抗浮驗算滿意要求! 三.水池局部抗浮驗算 池內(nèi)無支柱,不需驗算 四.荷 載 計 算 （1）池內(nèi)水壓Pw= rw * H0 = 10 * 2.4 = 24 (KN/m2) （2）池外土壓Pt： 池壁頂端Pt2 = Pg + rt *

10、 (ht + h2) * Tan(45-/2) 2 = 10.5 + 18 * ( .5 + .2 ) * Tan(45-30/2) 2 = 7.69(KN/m2) 池壁底端Pt1 = Pg + rt * (ht + h2 + H0 - Hd) + rt * Hd * Tan(45-/2) 2 + 10 * Hd = 10.5 + 18 *( .5 + .2 + 2.4 - .5 )+10 * .5 * Tan(45-30/2)2 + 10 * .5 = 25.76(KN/m2) 池底荷載qD = Pg + (Fk1 + C / AR2 = 10.5 +(0 +513.6) / 116.5 =

11、 14.59(KN/m2) 五.內(nèi) 力 計 算 (H邊)池壁內(nèi)力計算 H / H0 =12000 /2400=5 因為 H / H0 2 故按豎向單向板（擋土墻）計算池壁內(nèi)力 1.池外（土、水）壓力作用下池壁內(nèi)力 Pt0 = Pt1 - Pt2=25.76 -7.69= 18.07 (KN/m2) U = Pt2 / Pt1=7.69 /25.76=.29 V = (9 * U 2 + 7 * U + 4) / 20) 0.5=(9 * .29 2 + 7 *.29+ 4) / 20) 0.5=.58 QA = (11 * Pt2 + 4 * Pt1) * H0 / 40=11 * 7.69

12、+ 4 * 25.76) * 2.4 / 40=11. Y0 = (V - U) * H0 / (1 - U)=(.58-.29) * 2400 / (1 -.29)=.98 最 大 彎 矩Mn1 = QA * Y0 - Pt2 * (Y0 2) / 2 - (Pt0 * (Y0 3) / (6 * H) = 11. * .98 - 7.69* (.98 2) / 2 - 18.07 * (.98 3) / (6 * 12 ) = 6.85(KN-m) 底 端 彎 矩Mn2 = -(7 * Pt2 + 8 * Pt1) * H02 / 120 = -(7 *7.69 + 8 * 25.76) * 2.4 2 / 120 = -12.(KN-m) 角隅最大彎矩Mj1 = -0.076 * Pt1 * H0 2 = -0.076 *25.76 * 2.4 2 = -3.3(KN-m) 2.池內(nèi)水壓力作用下池壁內(nèi)力 最 大 彎 矩Mw1 = 0.0298 * Pw * H0 2 = 0.0298 * 24 * 2.4 2 = 4.11(KN-m) 最大彎矩位置，距底端 0.553 * H0 = 1.3272 (m) 底 端 彎 矩Mw2 = -(Pw * H0 2) / 15