論文導讀：鋼筋混凝土矩形水池作為工程中常見的構筑物。
關鍵詞：鋼筋混凝土矩形水池，計算模型構造
引言：鋼筋混凝土矩形水池作為工程中常見的構筑物，已經被廣泛的應用于污水處理廠，化工廠等工業(yè)建筑內，因此研究其受力性能以應用于工程設計顯得尤為重要。論文寫作，計算模型構造。鋼筋混凝土水池結構主要由頂板、池壁、支柱、壁板等組成。論文寫作，計算模型構造。本文對矩形水池設計中常見的幾個問題進行探討，希望能對工程設計人員設計出可靠而經濟的鋼筋混凝土水池結構有一定的幫助。
1 設計水位的確定
水池這類占地面積大且內部空曠的構筑物，抗浮穩(wěn)定的設計計算，顯的尤為重要。由于水池上浮所造成的經濟損失和彌補費用是相當可觀的，《給水排水工程鋼筋混凝土水池設計規(guī)程》CECS138:2002和《石油化工鋼筋混凝土水池結構設計規(guī)范》SH/T3132-2002中對水池的整體抗浮穩(wěn)定安全系數取為1.05，根據相關規(guī)范的規(guī)定一般設計均取用水文資料的最高地下水位。在50年設計基準期內，一般水工構筑物地下水可變荷載作用的取用按照《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》GB50068-2001的原則確定，而不考慮旱遇洪水的偶然作用。但我們在實際的工程中，很多工程地質勘查報告所提到的地下水位并不是從地方水文資料分析得到的，在勘查報告中反映出來的數據往往是勘測期間的數據。如果勘測期間正好處于旱季或者枯水期，那得到的水文僅反映勘測期間的地下水位情況，所提供的地下水位標高將難以被設計取用, 或導致結構計算偏不安全。對于此類不合格的勘查報告，結構設計人員需要與詳勘單位溝通，以得到比較權威的水文數據用于工程設計。
2 縫的設置
《給水排水工程鋼筋混凝土水池結構設計規(guī)程(CECS138：2002)7.1.3條規(guī)定：伸縮縫的間距，根據水池的結構類別、地基類別和水池的工作條件等劃分，一般為20~30米，同時還要根據上游工藝專業(yè)的條件的布置做適當調整。縫寬一般為30mm，在實際的工程中，同一剖面上連同基礎或底板斷開，通常沉降縫、伸縮縫、抗震縫三縫合一。但是在近來所做的工程中，上游專業(yè)所要求的水池長度已大大的超過了規(guī)范間距, 另一方面隨著建筑材料和施工方法的改進, 又為超長水池不設縫或少設縫提供了技術上的支持。設計人員在具體設計時應根據地基、氣溫等工程情況,考慮是否設縫及相應的施工方法,認真進行計算并采取適當設計措施。論文寫作，計算模型構造。對于不能一次完成澆筑的水池底板、壁板，在施工中需留有施工縫，施工縫應設在池壁上，在選擇施工縫位置時，應符合溫度應力計算所選擇的位置，鋼筋在施工縫處貫通不斷，且施工縫應設置在構件受力較小的部位，在施工過程中要盡量縮短施工縫上、下兩段混凝土的澆筑間隙時間。因在施工縫處先后兩期分期澆筑的混凝土間的結合要比一次澆筑的混凝土要差，故在施工縫處需加設企口、在斷面處采取埋設止水帶或者外貼式止水帶和表面設槽口嵌入封縫料等措施。
3 裂縫的控制
根據規(guī)范的要求，對于水池結構，根據水池盛水性質(清水、污水)及其使用功能，最大的裂縫寬度一般控制在0.2mm或者0.25mm。在水池設計中對結構強度、裂縫開展寬度、抗裂度等計算和相關的構造措施,一般均能對裂縫寬度得以控制,但是由于溫度、變形以及不均勻沉降所引起的開裂, 在工程中卻常常遇到。在設計過程中，對溫度、混凝土收縮變形等影響因素的欠考慮，導致了裂縫的開展。對于由混凝土收縮和溫度差所造成的裂縫, 設計人員應充分考慮到施工中的不利影響。一般來說, 混凝土收縮越大, 裂縫的數量及寬度也越大；溫度越高越易開裂, 裂縫的數量及寬度也越大。因此設計人員需要掌握混凝土配比及其用料的品種規(guī)格和級配，在設計文件中最好能予以體現(xiàn)，同時需要對混凝土的灌注和養(yǎng)護提出相應的設計要求。增大配筋率或減小鋼筋直徑能增加混凝土的極限拉伸,在結構設計時,在節(jié)點應力集中處或大體積混凝土中沿截面均勻配置細、密的構造鋼筋或鋼筋網片,可提高構件的抗裂能力。采用合理的結構布置和圍護措施，在水池內外表面抹防水砂漿面層，以減小溫濕度對結構的影響，并加強整體剛度及保溫防寒。
4 水池底板計算模型的選擇
第一種計算模型為在地基反力的作用下，池底視作簡支在池壁上，池壁間距對池底反力分布有影響。論文寫作，計算模型構造。當池壁間距較小時，兩相鄰的池壁剛性角重疊，變形和反力不均勻分布可以忽略，而當池壁間距增大，這樣的不均勻分布愈加明顯。前者的計算可以采用靜力平衡的方法或者考慮池底與地基相互作用的內力分析來計算水池底板的內力，考慮地基反力是按照線性分布的，只要求滿足靜力平衡的條件，忽略變形協(xié)調條件，對于池壁間距較小，容積較小的情況，這樣的假定是合適的;第二種計算模型為假設把地基模擬為剛性底座上的一系列彈簧, 當地基表面某一點受壓時,僅在此點處產生局部沉陷,這種假設稱為文克爾假設,文克爾地基模式是目前較為實用的水池-地基共同作用的主要模擬方法之一，其假定地基單位面積上所受的壓力p與地基豎向位移y成正比，這種模型主要是以模擬天然地基土在荷載作用下實際應力-應變關系從而得到比較準確地解決變形協(xié)調關系，得到接近于實際的反力分布和變形規(guī)律。按文克爾假設計算地基梁時, 可以考慮底板梁本身的實際彈性變形,消除了反力直線分布假設時的缺陷,但其本身的缺點是沒有反映地基的變形連續(xù)性,當地基表面在某一點承受壓力時,不僅該點局部產生沉陷, 在其臨近區(qū)域也會產生沉陷,由于沒有考慮地基的連續(xù)性,文克爾假設仍沒有全面反映地基梁的實際受力情況；第三種計算模型是假設把地基看做是一個均質、連續(xù)、彈性的半無限體，既反映了地基的連續(xù)整體性，又從幾何、物理上對地基進行了簡化，將彈性力學中有關半無限體的概念引入水池底板的計算中。這種方法適合電算。能更好的模擬地基與水池底板的協(xié)同變形。以上所述的三種計算方法僅針對淺基礎水池。設計人員在設計水池底板時應酌情選擇計算模式，而不是簡單選擇第一種線性假定，導致計算結果與實際情況懸殊較大。
5 關于水池的構造
5.1池壁和底板的鋼筋宜選用小直徑的鋼筋和較密的間距，其目的是更好的滿足裂縫寬度的要求。論文寫作，計算模型構造。但為了方便施工，鋼筋的間距不宜小于100mm。論文寫作，計算模型構造。
5.2因池壁和池壁，池壁和底板之間是采用的剛性連接，為了避免在此處形成應力集中，抵抗角隅彎矩，增強連接處的抗裂性，在連接處宜設加腋角，加腋角內需配10@200的加腋鋼筋，并錨入兩側混凝土內。
5.3注意與水池相連的管道應做成柔性連接，在水池的池壁上留有套管，套管與接入管道間的空隙內填入柔性材料。必要的時候還可以做成U型管道連接，以保證水池的正常沉降不會導致管道的破損。
5.4注意宜在水池的四周設置散水，以防雨水等的滲入地下導致地基的不均勻沉降。
結語：
在水池的設計中，只有擁有完備而準確的設計條件，選擇正確的結構型式，建立合理的符合實際情況的結構模型，采取合理的構造措施，才能做出經濟可靠的設計。
參考文獻
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[2]國家標準混凝土結構設計規(guī)范.GB50010-2002.
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GB50069-2002.
