【關(guān)鍵詞】鋼筋混凝土矩形水池；水池荷載；內(nèi)力計(jì)算；構(gòu)造措施 

　　鋼筋混凝土矩形水池構(gòu)造設(shè)計(jì)需要考慮以下幾方面：池壁與頂板連接構(gòu)造、水平轉(zhuǎn)角構(gòu)造、后澆帶構(gòu)造、保溫構(gòu)造、池體防滲構(gòu)造措施等方面。構(gòu)造設(shè)計(jì)是鋼筋混凝土矩形水池設(shè)計(jì)的重要組成部分，隨著計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)和利用，計(jì)算應(yīng)用技術(shù)將為結(jié)構(gòu)計(jì)算帶來便捷和精確，但如何確保計(jì)算結(jié)果和實(shí)際受力情況想匹配，必須借助構(gòu)造設(shè)計(jì)達(dá)到，從而使水池設(shè)計(jì)安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性得到保證，以下從荷載計(jì)算、內(nèi)力計(jì)算、構(gòu)造措施三個(gè)方面，對(duì)鋼筋混凝土矩形水池構(gòu)造設(shè)計(jì)進(jìn)行探討分析，以供參考。 

　　一、水池荷載的計(jì)算及組合 

　　1、水池荷載分類及選用。（1）池頂荷載。對(duì)于有頂蓋的封閉式水池，應(yīng)計(jì)算作用于池頂板上的豎向荷載，主要包括頂板自重、防水層重、覆土重、雪荷載和活荷載。雪荷載和活荷載不同時(shí)考慮。（2）池壁荷載。作用在池壁上的荷載可分為池內(nèi)水壓力、池外土壓力和地下水壓力。池內(nèi)水壓是水池承受的主要荷載之一，一般偏安全地按滿池來計(jì)算水壓。一方面，工藝上有可能挖掘潛力超過原設(shè)計(jì)水位；另一方面，一旦誤操作而造成滿池時(shí)可保證結(jié)構(gòu)的安全。對(duì)于地下式或半地下式水池，土對(duì)池壁有側(cè)壓力，側(cè)壓力通常用朗肯主動(dòng)土壓力理論計(jì)算。土的各參數(shù)可按巖土勘察報(bào)告所提供的實(shí)際數(shù)值取用。但在初步設(shè)計(jì)或缺乏資料時(shí)，土的內(nèi)摩擦角φ可取30º，土的重度可取18。當(dāng)?shù)孛鏌o堆載時(shí)，地面活荷載可按1.5～2.0KN/O考慮。當(dāng)?shù)叵滤�位線在水池埋置深度范圍內(nèi)時(shí)，池壁外側(cè)除考慮地下水的壓力外，還應(yīng)考慮地下水位以下的土由于水的浮力使土的有效重度降低而對(duì)土壓力的影響。同時(shí)，地下水對(duì)池體的托浮也不容忽視，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行抗浮穩(wěn)定驗(yàn)算，并采取有效措施防止水池漂浮事故的發(fā)生，如設(shè)置排水盲溝等。 

　�。�3）溫、濕度荷載。由于混凝土硬化過程中產(chǎn)生的水化熱、工藝要求以及季節(jié)變化等，造成池壁產(chǎn)生膨脹和收縮。當(dāng)變形受到約束時(shí)，在池體中產(chǎn)生相應(yīng)的溫度或濕度應(yīng)力。溫度應(yīng)力和濕度應(yīng)力是導(dǎo)致混凝土池壁產(chǎn)生裂縫的主要原因，對(duì)于冬夏季或早晚溫、濕差大的地區(qū)，溫、濕度荷載計(jì)算是不可忽略的。 

　　2、荷載組合。水池設(shè)計(jì)中通常考慮以下3種荷載組合：（1）池內(nèi)水壓+自重（對(duì)應(yīng)工況為：池內(nèi)有水，池外無土）。（2）池外土壓+自重（對(duì)應(yīng)工況為：池內(nèi)無水，池外有土）。（3）池內(nèi)水壓+自重+溫、濕度荷載。第（1）組合為地上式水池的必需組合，第（1）、（2）組合是半地下式水池和地下式水池的必需組合，第（3）組合用于冬夏季或早晚溫、濕差大的地區(qū)，并且沒采區(qū)任何保溫措施的水池。 

　　二、水池內(nèi)力計(jì)算 

　　水池的內(nèi)力計(jì)算主要包括池壁內(nèi)力計(jì)算和底板內(nèi)力計(jì)算。不同邊界條件和地基反力模型的選取，對(duì)水池的內(nèi)力計(jì)算結(jié)果有很大的影響，下面分別談一談池壁和底板內(nèi)力計(jì)算的方法及其中應(yīng)注意的問題。 

　　1、池壁的邊界條件假定和內(nèi)力計(jì)算：（1）池壁的邊界條件假定及應(yīng)用：開敞式水池池壁的邊界條件可假定為三邊固接、頂邊自由的板。有頂蓋的封閉式水池池壁，視其與頂板的連接情況，池壁的邊界條件可假定為三邊固接、頂邊鉸接（或彈性支承）的板。當(dāng)池壁與頂板整體連接，且池壁線剛度為頂板線剛度的5倍以上時(shí)，可假設(shè)池壁頂端為鉸接，否則為彈性支承。（2）池壁內(nèi)力計(jì)算。矩形水池的壁板為矩形板，其計(jì)算可按混凝土結(jié)構(gòu)矩形板的計(jì)算方法，劃分為單向板和雙向板進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)池壁為單向板時(shí)，在水平荷載作用下，荷載幾乎全部沿豎向傳遞，計(jì)算時(shí)沿池壁高度H取1m寬板帶作為計(jì)算單元，池壁按豎向單向板計(jì)算，對(duì)于開敞式水池池壁即按懸壁板計(jì)算。池壁與相鄰池壁相連處，由于池壁位移受到約束，荷載不僅沿豎向傳遞，還沿水平向傳遞，故應(yīng)計(jì)算角隅的水平向局部彎矩最大值。角隅彎矩一般按以下兩種狀態(tài)分布：①池頂為自由邊時(shí)，產(chǎn)生在頂端，角隅彎矩的零點(diǎn)離池壁豎向邊約為0.6H；②池頂為鉸接（或彈性支承）時(shí)，產(chǎn)生在池壁高度的中部，角隅彎矩的零點(diǎn)離池壁豎向邊約為0.25H。值得注意的是角隅處剪力對(duì)池壁截面設(shè)計(jì)不起控制作用，但使與該池壁垂直的相鄰池壁產(chǎn)生拉力（或壓力）。當(dāng)池壁為雙向板池壁時(shí)，在水平荷載作用下，荷載沿兩個(gè)方向傳遞，且荷載傳遞復(fù)雜，首先按單塊雙向板用查表法進(jìn)行計(jì)算，然后考慮相鄰壁板之間的變形連續(xù)性，按相鄰板的線剛度比對(duì)板端彎矩進(jìn)行調(diào)整，最終求得板的跨中彎矩。對(duì)大型的、重要的雙向板池宜用整體分析方法。 

　　2、底板內(nèi)力計(jì)算。當(dāng)池底在最高地下水位以上，地基具有較均勻的中、低壓縮性，池型平面尺寸不大時(shí)，地基反力可按線性分布考慮，水池底板可做成等厚截面和變截面兩種形式，這兩種形式的底板內(nèi)力計(jì)算有所不同。如果水池底板做成等截面的形式，地基反力按均勻直線分布進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)?shù)装彘L(zhǎng)邊與短邊之比大于3時(shí)，沿短邊方向取1m寬截條，按單跨或多跨連續(xù)板計(jì)算；當(dāng)?shù)装彘L(zhǎng)邊與短邊之比小于等于3時(shí)，沿短邊和長(zhǎng)邊方向各取1m寬截條，按單跨或多跨連續(xù)板計(jì)算，可不驗(yàn)算地基承載力。如果水池底板做成變截面的形式，可沿池壁做成條形基礎(chǔ)，池底其余部分采用構(gòu)造底板，地基反力按邊緣最大和最小反力斜直線分布。做成條形基礎(chǔ)的水池底板，其內(nèi)伸部分和外伸部分均視為懸臂板，按懸臂板計(jì)算其固端彎矩和剪力，需驗(yàn)算地基承載力。 

　　三、重視水池的構(gòu)造措施 

　　矩形水池實(shí)際是空間結(jié)構(gòu)體系，其自身約束和外界條件的約束都十分復(fù)雜，除了通過計(jì)算來滿足水池的強(qiáng)度、穩(wěn)定和裂縫寬度要求外，更應(yīng)該采用構(gòu)造措施，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體剛度，增強(qiáng)其防水、抗?jié)B和耐凍性能，所以必須重視水池的構(gòu)造措施。在設(shè)計(jì)中應(yīng)采用以下措施：（1）為保證施工中搗制混凝土的質(zhì)量，避免滲水，池壁和底板的厚度宜≥200mm。（2）池壁、底板的受力鋼筋宜采用小直徑鋼筋和較密的間距，對(duì)于直徑≤φ10的鋼筋采用HPB300級(jí)鋼筋，對(duì)于直徑>φ12的鋼筋采用HRB335級(jí)鋼筋。（3）為保證池壁與池壁、池壁與底板為剛性連接，避免應(yīng)力集中，增強(qiáng)連接處的抗裂性，連接轉(zhuǎn)角處應(yīng)設(shè)45°腋角，并在腋角內(nèi)配附加筋φ10@200。 

　�。�4）采用合理的結(jié)構(gòu)布置和圍護(hù)措施，在水池內(nèi)外表面抹防水砂漿面層，以減小溫濕度對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，并加強(qiáng)整體剛度及保溫防寒。（5）在水池四周設(shè)散水坡，防止地面水滲入引起地基不均勻沉降。 

　　結(jié)束語 

　　綜上所述，由于鋼筋混凝土矩形水池對(duì)場(chǎng)地適應(yīng)性較強(qiáng)，特別是在狹長(zhǎng)地帶，矩形水池可以節(jié)約用地和較少開挖。同時(shí)鋼筋混凝土矩形水池模板制作簡(jiǎn)單，模板損失較少，施工簡(jiǎn)單。在其構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)只有選取合理的結(jié)構(gòu)方案，與實(shí)際情況相符合，應(yīng)用正確的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖和計(jì)算公式，并結(jié)合水池這種特種結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特點(diǎn)，才能把鋼筋混凝土矩形水池設(shè)計(jì)得更加可靠和經(jīng)濟(jì)。 

　　[1]GB50069-2002給水排水工程構(gòu)筑物構(gòu)造設(shè)計(jì)規(guī)范[s]. 

　　[2]CESC138：2002給水排水工程鋼筋混凝土水池設(shè)計(jì)規(guī)程[S] 

　　[3]余瑜.給水排水工程結(jié)構(gòu)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006 

　　[4]建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造資料集編委會(huì).建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造資料集[G].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社