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浅议钢筋混凝土水池结构设计要点

摘要：钢筋混凝土水池是给排水工程中重要的构筑物之一。本文探讨了水池

结构设计的方法和特点，从使用材料、荷载计算及内力组合、内力计算、构造措

施四个方面提出了设计中一些值得注意的问题，从而使钢筋混凝土矩形水池设计

的更加可靠和经济。

关键词：结构设计；矩形水池；使用材料；水池荷载；内力计算；构造措施

引言

钢筋混凝土矩形水池作为常见的特种结构类型，被广范应用于工业与民用建

筑的给水、消防、排污工程中。在实际的工程设计中，应充分对所设计谁吃的环

境以及结构特点进行分析，保证今后的正常生产使用，又降低工程造价。

钢筋混凝土矩形水池一般由池壁、池底板和池顶盖组成。

1.水池结构设计假定

1.1水池使用材料

在水工构筑物的设计工程中,应首先确定该水池的结构类型,一般情况下半地

下式及地下矩形水池,建议采用钢筋混凝土材料。

贮水或水处理构筑物、地下构筑物的混凝土强度等级不应低于C25;3.0.3.钢

筋混凝土构筑物的抗渗,宜以混凝土本身的密实性满足抗渗要求。混凝土的抗冻

等级应进行试验确定。

贮水或水处理构筑物、地下构筑物的混凝土，其含碱量最大限制应符合《混

凝土碱含量限值标准》CECS53的规定，不得采用氯盐作为防冻、旱强的掺和料。

受侵蚀介质影响的混凝土，应根据侵蚀性质选用。

2.水池结构分析

2.1水池荷载分类及选用

2.1.1池顶荷载

有顶盖的水池，应计算作用于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。雪荷载和活荷载不同时考虑。

当地面无堆载时，地面活荷载可按1.5~2.0KN/m2考虑。

2.1.2池壁荷载

作用在池壁上的荷载可分为池内水压力、池外土压力和地下水压力。

池内水压一般偏安全地按满池来计算水压。对于地下式或半地下式水池，土

对池壁有侧压力，侧压力通常用朗肯主动土压力理论计算。

2.1.3温、湿度变形应力

由于混凝土硬化过程中产生的水化热、工艺特殊要求以及季节变化等，造成

池壁产生膨胀或收缩。当变形受到约束时，在池体中产生相应的的温度和湿度变

形应力，很容易产生有害裂缝。在水池结构设计中，主要采取下列措施来消除或

控制温差、湿差造成的不利影响：

1）设置伸缩缝或者后浇带，以减少对温度或者湿度变形的约束；

2）配置适量的构造钢筋，以抵抗可能出现的温度或湿度应力；

3）通过计算来确定温度或湿度造成的内力，在承载力和抗裂计算中加以考

虑。

2.2荷载组合

水池设计中通常考虑以下3种荷载组合：

池内水压+自重(对应工况为：池内有水，池外无土)，

第①组合为地上式水池的必需组合；

②池外土压+自重(对应工况为：池内无水，池外有土)，第②组合是半地上

式水池和地下式水池的必需组合；

③池内水压+自重+温、湿度变形应力；

第③组合用于冬夏季或早晚温、湿差大的地区，并且没采区任何保温措施的

水池。

水池结构构件正常使用极限状态的设计要求主要是裂缝控制。当荷载效应为

轴心受拉或小偏心受拉时，其裂缝控制应按不允许开裂考虑，此时，凡承载能力

极限状态设计时，必须考虑的各种荷载组合，在抗裂计算时都要考虑；当荷载效

应为受弯、大偏心受压或大偏心受拉时，裂缝控制按限制最大裂缝宽度考虑，此

时，只考虑使用使用阶段的荷载组合，但可不计入活荷载短期作用的影响，即最

大裂缝宽度应按荷载效应的准永久组合值计算。

3.水池内力计算

水池的内力计算主要包括池壁内力计算和底板内力计算。不同边界条件和地

基反力模型的选取，对水池的内力计算结果有很大的影响。

3.1池壁的边界条件假定和内力计算

3.1.1池壁与顶板

a.对于敞口水池池壁和顶板为预制搁置且无连接措施时，池壁顶端视为自由

端；

b.当预制板与池壁顶端设有抗剪钢筋连接或池壁与顶板整体浇筑，仅配置抗

剪钢筋时，连接应视为铰接；

c.当池壁与顶板整体浇筑，并配置连续钢筋时，池壁与顶板节点应视为弹性

固定，而当池壁与顶板整浇，且池壁的线刚度与顶板线刚度比值大于5时，顶板

相对于池壁来说可视为铰接。

3.1.2池壁与底板

a.当池壁底端为独立基础时，池壁底端可视为固定支承；

b.对于非独立的基础，