給水排水工程結構-水池設計課件

鋼筋混凝土水池設計第一節水池的結構形式一、水池的分類1、按用途上分：（1）水處理用池；（2）貯水池。2、按形狀分：（1）圓形：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）變厚池壁：一般1000m3以上。第二節水池上的作用一、池頂荷載作用在水池頂板上的豎向荷載，包括頂板自重、防水層重、覆土重、雪荷載和活荷載。1、頂板自重、防水層重按實際計算。2、池頂覆土重力密度一般采用18kN/m3。3、防水層一般很輕，可忽略不計。4、活荷載標準值一般取1.5kN/m2，應該避免車輛開上池頂。5、雪荷載標準值應按《建筑結構荷載規范》GB50009-2001確定，雪荷載與活荷載不同時考慮，取較大的計算，除新疆最北部基本雪壓值可能超過1.0外，其他地區均在0.8以內，所以一般取活荷載計算。二、池底荷載池底荷載是指將使底板產生彎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線計算，因此直接作用于底板上的池內水重和底板自重將與其引起的部分地基反力直接抵消而不會使底板產生彎曲內力。只有由池壁和池頂支柱作用在底板上的集中力所引起的地基反力才會使底板產生彎曲內力。由三部分組成：（1）由池頂活荷載引起的，可直接取池頂活荷載值。（2）由池頂覆土引起的，可直接取池頂單位面積覆土重。（3）由池頂板自重、池壁自重及支柱自重引起的，可將池壁和所有支柱的總重除以池底面積再加上單位面積頂板自重。當池壁與底板按彈性固定設計時，為了便于進行最不利內力組合，池底荷載的上述三個單項應分別單獨計算。[比如在池內滿水，池外無土時，可不考慮池頂覆土的重量。]三、池壁荷載池壁承受的荷載除池壁自重和池頂荷載引起的豎向壓力和可能的端彎矩外，主要是作用于水平方向的水壓力和土壓力。1、水壓力按三角形分布，池內底面處的最大水壓力標準值為：★為了簡化計算，常取水壓力的分布高度等于池壁的計算高度。2、池壁土壓力按主動土壓力計算：（1）頂端土壓力標準值按下式計算：（2）底端土壓力標準值按下式計算：3、地面活荷載引起的附加側壓力沿池壁高度為一常數，其標準值可按下式計算：

4、地下水壓力按三角形分布，池壁底端處的地下水壓力標準值為：5、池壁受力組合（1）池壁兩側的外部側壓力應按實際情況取上述各種側壓力的組合值。對于大多數水池，池頂都在地下水位以上，則頂端外側壓力組合標準值為：（2）如果底端也在地下水位以上，則底端側壓力組合標準值為：如果底端在地下水位以下，則底端側壓力組合標準值為：五、荷載分項系數及荷載組合（一）荷載分項系數從上可見，以上各項荷載的取值，均指標準值，進行承載能力極限狀態設計時，應取荷載的設計值，也就是荷載代表值與荷載分項系數的乘積?？捎伞督ㄖY構荷載規范》GB50009-2001取值。1、永久荷載的分項系數：（1）對結構不利時：取1.2；（2）對結構有利時，一般取1.0；對結構的傾覆、滑移或漂浮驗算，應取0.9。2、可變荷載的分項系數，一般取1.4；對標準值大于4kN/m2的工業房屋樓面結構的活荷載應取1.3；對于水池計算：池內水壓力按永久作用計算，一般取1.2；地表水或地下水壓力分項系數，取1.27。（二）承載能力極限狀態設計地下式水池在進行承載能力極限狀態設計時，一般應根據下列三種不同的荷載組合分別計算內力：（1）池內滿水，池外無土；（2）池內無水，池外有土；（3）池內滿水，池外有土。第一種荷載組合出現在回填土以前的試水階段，第二、三種組合是使用階段的放空和滿池時的荷載狀態，在任何一種荷載組合中，結構自重總是存在的，在第二、三種組合應考慮活載和池外地下水壓力。（三）正常使用極限狀態設計規范規定：1、清水池、給水水質凈化處理構筑物為0.25mm；2、污水處理構筑物為0.2mm。第三節地基承載力及抗浮穩定性驗算一、地基承載力計算pk≤