鋼筋混凝土水池結構設計論文

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1鋼筋混凝土水池荷載分析

鋼筋混凝土水池根據用途、結構、建造位置、形狀、施工方法、配筋方式等有多種分類.水池的池壁也有多種結構形式，根據荷載分布情況可分為變厚池壁和等厚池壁，等厚池壁還可分為圓形與矩形，二者區別在于體積大小，前者容量200m3左右，后者200-1000m3，變厚池壁則主要適用于容量＞1000m3的水池.根據用途和施工工藝，水池的池底也有諸如倒球殼、倒錐殼等多個復雜形式.水池承受荷載豎向有池頂與池底荷載兩種，水平則為池壁荷載，具體示意圖見圖2.像池頂荷載計算時需要注意活荷載與雪荷載取最大值的篩選準則.池底何在相對整體式地板而言，荷載計算為地下水浮力與地板承受地基反力，效果為底板中產生彎矩與剪力.除去上述荷載之外，對水池結構產生影響的作用力還有諸如溫度、濕度與地震作用等.溫度與濕度的變化會導致混凝土膨脹或收縮變形，產生附加應力，也稱為溫度或濕度應力，導致這種應力產生的原因為水池內外溫度與濕度的差異.地震作用會破壞水池結構，所以設計時需鹽酸水平地震作用，從而達到良好的抗震效果，低于一定烈度下的地震作用.設計時目前多以7度、8度以下地震烈度為考量，多選擇地面式或者地下式水池，對于有頂蓋的矩形水池著重采取抗震構造措施.在地震烈度＞8度時除去考慮水平地震效應外，還必須考慮豎向地震作用影響，通過平方與開平方的方法計算組合獲得結果.目前水池的荷載計算主要方式主要依據池內有無滿水、池外有無土進行組合計算.

2混凝土水池設計

在分析完混凝土水池荷載情況之后，在水池結構設計時需要考慮這些荷載作用.下面我們以矩形鋼筋混凝土水池為例做結構設計分析.首先，完成長高比池壁的計算假定.側向荷載作用下，水池不同長高比受力情況有所差異，根據池壁單向與雙向受力情況做劃分。水池結構的布置要符合設計原則，像矩形水池均為長方形，布置時要考慮地形.基礎形式為擋土墻水池基礎多采用池壁下設置帶形基礎，地板采用鋪砌式結構，地板做成整體式，水池基礎為水平框架式和雙向板式.伸縮縫的設置上要考慮建造位置，比如土基中矩形水池，伸縮縫間隔情況如下：普通≤20m，溫度區間段≤20m，巖基中間隔≤15m；比如建造在土基中的鋼筋混凝土矩形地下式水池，伸縮縫間隔情況如下：普通≤30m，巖基中間隔≤20m.水池池壁結構形式的選擇情況如下：開敞式水池宜選擇變厚池壁，池底厚度為池壁的1.5倍；擋土墻式選擇等厚池壁；水平框架式池壁選擇變厚池壁.遵照以上設計原則，水池的結構設計將會保持合理性與穩定性，利于施工.

3鋼筋混凝土水池施工要點

鋼筋混凝土水池施工中要注意施工縫、混凝土澆筑與養護等施工要點.像施工縫，在底板澆筑完成后，池壁與底板的施工縫要在八字以上1.5m與2m處，底板和柱的施工縫在表面.池壁豎向澆筑要一次澆到施工縫處，并對柱身、柱帽等做兩次澆筑，以確保穩定性.對施工縫還要做鑿毛處理，將不密實表面或者浮漿鑿掉，還要避免損及混凝土棱角，避免剔出粗集料.鋼筋綁扎時可使用板凳筋做法或者排架法.混凝土澆筑過程中要保持池壁模板的穩定，避免變形或硬化失敗.至于施工縫要提前清理，保持合理濕潤度，在澆筑前鋪與混凝土配比相同的水泥砂漿，澆筑部分分層完成，每層厚度≤4m，間隔時間不宜過長，均勻攤鋪.在澆筑頂部時，要暫停1h，在混凝土下沉后做二次震動，消除可能因沉降造成的裂縫，澆筑完成后及時灑水養護.養護根據季節不同有不同注意要點，比如夏季因高溫干燥或者多雨等混凝土強度會受影響出現收縮裂縫后，必須在初凝后聯系養護兩周才能拆模，養護期間還要及時灑水，保證濕潤到位.完成養護拆模時表面還要添加超時的覆蓋層，及時回填土，保證混凝土水池的施工質量.

4鋼筋混凝土水池施工實例分析

我們以某公司社區配套設施工程污水處理廠污水池土建工程為例分析下施工情況.污水池長22.5m、寬13.8m，設計絕對標高24.8m，基礎底標高-3.17m，基礎墊層砼強度等級C10，池體砼強度等級為C25.S6，抗震等級6度.施工前做好現場技術準備與現場準備，尤其是現場準備，標高點根據現場引測的±0.000測定標高，做好鋼筋型號抽樣檢驗，器具提前進場，尤其是雨天施工做好現場準備.下面我們以鋼筋施工與模板施工兩大要點為例進行分析.鋼筋施工是水池施工重點，鋼筋要根據施工要求對型號進行選擇，對加工尺寸進行核對，所選用鋼筋必須保證提前做好清潔，表面無損傷與銹蝕，不使用帶顆粒狀的老銹鋼筋.至于鋼筋彎折與彎鉤，要根據鋼筋等級分類確定彎折標準，比如Ⅰ級鋼筋末端180°彎鉤，圓弧彎曲半徑≥直徑2.5倍，平直部分長度≥直徑3倍，彎曲加工時φ10以下按配料單尺寸做彎曲點標志.粗鋼筋及復雜形狀鋼筋彎曲時，要標明彎曲點位置，工作臺上標明彎曲控制點，做好偏差控制.比如箍筋的內凈尺寸允許偏差為±5㎜，彎起鋼筋的彎曲位置允許偏差為±20㎜，根據彎曲情況確定允許偏差，確保其合用.柱鋼筋安裝中要按照給出位置線進行綁扎，控制好間距，根據污水池情況計算好間距與鋼筋數量，鋼筋箍筋接頭綁扣以八字形為主，箍筋與主筋保持垂直，箍筋與柱角筋做雙扣綁扎，板鋼筋安裝前要做好模板清理，按照畫線—綁板受力鋼筋—綁負彎距鋼筋及角筋的順序完成施工，確定好主筋分布筋間距后按照先受力鋼筋后分布筋的順序進行安裝，綁扎時距梁邊距為50㎜，綁扎負筋時要中間加Ф8間距1個/㎡的鋼筋馬凳，以確保上部鋼筋的位置.安裝完成后要做好質控驗收，做成分檢驗與專項檢驗確保施工效果，保證鋼筋綁扎符合施工要求.模板制作要根據污水池施工現場進行加工配置，從尺寸、型號到數量做好標記，按照放線-搭設支模架-安裝墻壁模板-安裝板底模-安裝柱節點模順序完成施工.放線時要注意根據墊層、板面和基礎情況做好測量標記，方便放線.根據污水池施工要求，支模架搭設間距為800×800，水平桿設置距地分別為300㎜、1500㎜，擰緊縱橫桿與剪刀撐；墻壁模板安裝中可采用50×100木方子、直徑10㎜對拉螺栓做加固，螺栓中間加焊止水環和鋼筋頂托，防漏水和混凝土澆筑時截面變??；板底模安裝中要確保穩固不下沉，做抄平檢查，模板板縫采用膠帶粘貼，復核模板面標高和板面平整度、拼縫、預埋件和預留洞的準確性；最后安裝柱節點模，做加固密封，防止漏漿.安裝完成后要進行自檢，再進行后續施工.

綜上所述，市政建設中鋼筋混凝土的結構要根據水池荷載和受力情況合理設計，計算荷載、受力并驗算地基承載力和抗浮穩定性，確保水池結構穩定性，施工時要多注意多個施工要點，嚴格按照規定操作，避免產生問題.

作者:張愷單位:延安大學西安創新學院