水池計算理論研究范文
本站小編為你精心準備了水池計算理論研究參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。
在給水排水工程構筑物的結構設計中，其大部分基本結構類型為水池結構。
關鍵詞：水池，水池計算
1引言
在給水排水工程構筑物的結構設計中，其大部分基本結構類型為水池結構。本文針對單層的水池結構進行原理分析和計算講解。
2步驟講解
水池結構根據基礎的類型不同，其受力模式也有所不同。水池基礎類型分為兩種，第一種為樁基礎，第二種為天然筏板基礎。
當水池基礎為樁基礎時，第一步：樁根數的計算；根據此公式可求得n的最小值。
F（單樁承載力特征值）·n（樁根數）≥G，G為當水池裝滿水時，水池池壁和頂、底板總重量、池內滿水重、機器的總重量（即包括水池在內所有構件的重量）以及底板伸出水池部分上面所有的土重。
第二步：抗浮驗算，其主要目的是驗算地下水位所產生的浮力，是否能把樁拔起，確保構筑物的安全。G/F（浮力）＞1.05(大于1.05才滿足抗浮驗算，≤1.05表明樁會被拔起)，F（浮力）=ρ（水）gV，F（浮力）單位為kN，ρ（水）=103kg/m3,g=10N/kg,V為水池嵌入地面以下部分的體積（m3）；G為池內無水時，水池池壁和頂、底板總重量、機器總重量和底板伸出水池部分上面所有的土重。
第三步：底板配筋計算；底板配筋計算分為板面筋和板底筋計算。1）板面筋計算：當池內滿水時，此時板面受到的水壓為最大的面荷載。Q面荷載=gh[Q面荷載單位為kN/m2,g污水=10～13kN/m3，h為水池滿水時水高度（m）]。根據面荷載，以及板的種類（單向或雙向板）以及支撐方式，通過計算(大學結構設計專業課本有詳細講解)可求得板面筋。2）板底筋計算：當池內無水時，此時板底受到面荷載為最大值。Q面荷載=F（浮力）/S（底板面積m2）-25·h(板厚m)，Q面荷載單位為kN/m2,F（浮力）計算同上。根據面荷載，以及板的種類（單向或雙向板）和支撐方式，通過計算可求得板底筋。
第四步：池壁配筋計算；池壁配筋計算分為池內壁和池外壁配筋計算。1）池內壁配筋計算：當池內滿水時，此時內壁受到的水壓為最大值。其水壓為三角形荷載，三角形荷載底部最大值為gh[單位為kN/m2,g污水=10～13kN/m3，h為水池滿水時水高度(m）]。根據三角形面荷載，以及板的種類（單向或雙向板）和支撐方式，通過計算可求得水池內壁配筋。2）池外壁配筋計算：當池內無水時，此時外壁受到的壓力為最大值。其壓力為三角形荷載，當水池底部高于地下水位時則該壓力只為土壓力，三角形荷載底部最大值為rh[單位為kN/m2,r=18kN/m3，h為地面到水池底板面的高度(m)];當水池底部低于地下水位時,其壓力為地下水壓和浮土壓力的合力，三角形荷載底部最大值為10·h+（18-10）·h·Ka[單位為kN/m2,h為地面到水池底板面的高度(m),Ka為主動土壓力系數]，根據三角形面荷載，以及板的種類（單向或雙向板）和支撐方式，通過計算可求得池壁外面筋。綜合池壁外、內的配筋，取最大值，最終得出水池壁的配筋。3）水池壁頂部和底部的配筋計算：由于基礎為樁基礎，樁基相當于水池壁的支座，池壁受力模式為受彎構件，因此水池壁按深梁來考慮。計算時，只計算長邊方向的水池壁，因為跨度大，跨中彎矩大。
梁200為池壁厚，2350為池壁的高度，三個支座為該池壁下面有3條樁。該梁所受到的荷載分為恒載和活載。恒載為q=q1+q2+q3;活載為q=q4+q5。q1為該池壁下懸挑出底板上面的土重；q2為沿著長邊方向把水池對半分后，頂板和機器的重量；q3為沿著長邊方向把水池對半分后，底板的重量；q4為頂板人群走動的活載，查荷載規范可得；q5為沿著長邊方向把水池對半分后，此時池內水的重量。根據荷載，通過計算可求得水池壁頂部和底部的配筋。如果超筋或超出裂縫最大值，則要增加樁的根數。
當水池基礎為天然筏板基礎時，第一步：抗浮驗算。第二步：滿載情況下，基底壓應力計算。計算為水池滿水時，包括構筑物在內所有的總重量除以底板的面積。這一步是為了驗算底板的壓應力有沒有超過底板下土質的承載力。第三步：分兩種情況，最后綜合這兩種情況，得出一個配筋。第一種情況：池內無水時，根據頂板受到活載（沒有頂板就沒有活載）和水池的恒載，計算出底板所受到的凈反力。根據凈反力，可得出底板配筋計算；第二種情況：根據靜力平衡原理，水池壁底部所受彎矩與底板所受彎矩相等，并且由于底板的厚度必須大于池壁的厚度，因此底板配筋面積為1.2倍水池壁配筋面積。最后綜合這兩個配筋結果，取最大值。第四步：池壁配筋計算，計算同上，并且不需要把池壁按深梁來考慮，只需在池壁頂部配兩根比池壁所配鋼筋大一、兩級的鋼筋，作為約束鋼筋防止池壁頂部開裂。
3總結
以上講解的是基本水池受力分析和計算步驟，其他不同、復雜的水池，都是在此基礎上衍生、變形而得的。