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水池结构计算方法

水池一般由底板和壁板组成，有些水池设有顶板。当平面尺

寸较大时，为了削减顶板的跨度，可在水池中设中间支柱。

设计要求

在水压及其他荷载的作用下，池体的各部分应有足够的强度、

刚度和耐久性；储藏水的渗透量应在允许的范围内；水池的材

料应能防腐和抗冻，对水质无影响。

结构计算

水池所受的荷载除自重外，还有水压力、土压力和下述各种

荷载。在地震区，地震时可能引起自重惯性力、动水压力及动

土压力；在严寒地区，如无防寒措施，有可能产生冰压力。此

外，水池内外的温湿度差及时节温湿度差，也在水池中产生温

湿度应力。

由正方形板和矩形板组成的钢和钢筋混凝土矩形水池可用有

限元法举行较为准确的分析，或采用近似方法计算。矩形水池

高宽比大于2的称为深池；小于0.5的称为浅池；介于0.5～2.0

之间的称为一般池。深池壁板在高度的中间部分受顶板和底板

的影响很小，可按水平框架举行计算；在逼近顶板和底板的某

一高度范围内（通常取等于宽度的一半）,壁板受顶、底板的影

响较大,应按三边支承一边自由的双向板计算；在平面尺寸较小

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时，深池的底板和顶板可按四边嵌固的板计算。

无论是圆形水池或是矩形水池，作用在底板上的地基反力应

按弹性地基理论计算。但当水池的平面尺寸较小时，地基反力

可以假定按直线逻辑变化。

对钢、钢筋混凝土和砖石水池，都应举行强度计算。对池壁较

薄的钢水池和钢筋混凝土水池还应验算刚度。当钢筋混凝土水

池的构件为轴心受拉或小偏心受拉时，应举行抗裂度的验算；

当构件为受弯、大偏心受拉或大偏心受压时,应举行裂缝开展验

算,裂缝的宽度应不大于容许值。除了各种外荷载可能导致裂缝

外，因为水泥的水化热以及温湿度的变化,水池的各部分将发生

收缩,当收缩受到基底的约束时，就在构件中引起拉应力而可能

消失裂缝。为了防止裂缝的消失或减小裂缝的宽度，可实行下

列措施：①每隔一定距离设置伸缩缝；②在底板与垫层间设

置滑动层，以削减垫层对底板的摩擦力；③采用小直径的变形

钢筋；④在施工中实行措施，以削减混凝土中的温湿度变化。

对半地下式及地下式的水池，当底板处于地下水位之下时，应

验算水池的抗浮稳定性。

例题（软件计算）：设计资料：

池顶活荷P1=1.5(KN/m^2)覆土厚度ht=500(mm)池内水位

Hw=2400(mm)容许承载力R=90(KN/m^2)

水池长度H=12000(mm)水池宽度B=9000(mm)池壁高度

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h0=2400(mm)底板外伸C1=200(mm)

底板厚度h1=400(mm)顶板厚度h2=200(mm)垫层厚度h3=

100(mm)池壁厚度h4=200(mm)

地基承载力设计值R=90(KPa)

地下水位高于底板Hd=500(mm)抗浮平安系数Kf=1.10

一.地基承载力验算

(1)底板面积AR1=(H+2*h4+2*C1)*(B+2*h4+2*C1)

=(12+2*.2+2*.2)*(9+2*.2+2*.2)

=125.4(m^2)

(2)顶板面积AR2=(H+2*h4)*(B+2*h4)

=(12+2*.2)*(9+2*.2)

=116.5(m^2)

(3)池顶荷载Pg=P1+ht*18

=1.5+.5*18

=10.5(KN/m^2)

(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*AR1*h1

=25*125.4*.4

=1254(KN)

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(6)顶板分量DB2=25*AR2*h2

=25*116.5*.2

=582.5(KN