给水排水工程结构-水池设计.ppt

钢筋混凝土水池设计 第一节 水池的结构形式 一、水池的分类 1、按用途上分： （1）水处理用池； （2）贮水池。 2、按形状分： （1）圆形：一般3000m3以下； （2）矩形：一般3000m3以上。 3、按池壁形式： （1）等厚池壁：一般1000m3以下； （2）变厚池壁：一般1000m3以上 。 第二节 水池上的作用 一、池顶荷载 作用在水池顶板上的竖向荷载，包括顶板自重、防水层重、覆土重、雪荷载和活荷载。 1、顶板自重、防水层重按实际计算。 2、池顶覆土重力密度一般采用18 kN/m3。 3、防水层一般很轻，可忽略不计。 4、活荷载标准值一般取1.5 kN/m2，应该避免车辆开上池顶。 5、雪荷载标准值应按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001确定，雪荷载与活荷载不同时考虑，取较大的计算，除新疆最北部基本雪压值可能超过1.0外，其他地区均在0.8以内，所以一般取活荷载计算。 二、池底荷载 池底荷载是指将使底板产生弯矩和剪力的那部分地基反力或地下水浮力。 水池的地基反力可按直线计算，因此直接作用于底板上的池内水重和底板自重将与其引起的部分地基反力直接抵消而不会使底板产生弯曲内力。 只有由池壁和池顶支柱作用在底板上的集中力所引起的地基反力才会使底板产生弯曲内力。由三部分组成： （1）由池顶活荷载引起的，可直接取池顶活荷载值。 （2）由池顶覆土引起的，可直接取池顶单位面积覆土重。 （3）由池顶板自重、池壁自重及支柱自重引起的，可将池壁和所有支柱的总重除以池底面积再加上单位面积顶板自重。 当池壁与底板按弹性固定设计时，为了便于进行最不利内力组合，池底荷载的上述三个单项应分别单独计算。 [比如在池内满水，池外无土时，可不考虑池顶覆土的重量。] 三、池壁荷载 池壁承受的荷载除池壁自重和池顶荷载引起的竖向压力和可能的端弯矩外，主要是作用于水平方向的水压力和土压力。 1、水压力按三角形分布，池内底面处的最大水压力标准值为： ★为了简化计算，常取水压力的分布高度等于池壁的计算高度。 2、池壁土压力按主动土压力计算： （1）顶端土压力标准值按下式计算： （2）底端土压力标准值按下式计算： 3、地面活荷载引起的附加侧压力沿池壁高度为一常数，其标准值可按下式计算： 4、地下水压力按三角形分布，池壁底端处的地下水压力标准值为： 5、池壁受力组合 （1）池壁两侧的外部侧压力应按实际情况取上述各种侧压力的组合值。对于大多数水池，池顶都在地下水位以上，则顶端外侧压力组合标准值为： （2）如果底端也在地下水位以上，则底端侧压力组合标准值为： 如果底端在地下水位以下，则底端侧压力组合标准值为： 五、荷载分项系数及荷载组合 （一）荷载分项系数 从上可见，以上各项荷载的取值，均指标准值，进行承载能力极限状态设计时，应取荷载的设计值，也就是荷载代表值与荷载分项系数的乘积。可由《建筑结构荷载规范》GB50009-2001取值。 1、永久荷载的分项系数： （1）对结构不利时：取1.2； （2）对结构有利时，一般取1.0； 对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，应取0.9。 2、可变荷载的分项系数，一般取1.4； 对标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构的活荷载应取1.3； 对于水池计算： 池内水压力按永久作用计算，一般取1.2； 地表水或地下水压力分项系数，取1.27。 （二）承载能力极限状态设计 地下式水池在进行承载能力极限状态设计时，一般应根据下列三种不同的荷载组合分别计算内力： （1）池内满水，池外无土； （2）池内无水，池外有土； （3）池内满水，池外有土。 第一种荷载组合出现在回填土以前的试水阶段，第二、三种组合是使用阶段的放空和满池时的荷载状态，在任何一种荷载组合中，结构自重总是存在的，在第二、三种组合应考虑活载和池外地下水压力。 （三）正常使用极限状态设计 规范规定： 1、清水池、给水水质净化处理构筑物为0.25mm； 2、污水处理构筑物为0.2mm。 第三节 地基承载力及抗浮稳定性验算 一、地基承载力计算 pk ≤ fa 二、水池的抗浮稳定性计算 水池的抗浮稳定性计算包括整体抗浮稳定性计算和局部抗浮稳定性计算： 1、整体抗浮稳定性计算公式： 2、局部抗浮稳定性计算公式： 谢谢观看！