钢筋混凝土矩形水池作为常见的特种结构类型

钢筋混凝土水池结构设计【摘要】水池是城市工业与民用供水工程的自来水厂、污水处理厂、生活用水设施最为常见的构筑物之一。

这类结构由于经常贮水或深埋地下，除了在结构的构造上需特别加强外，同时要求有较高的强度和良好的抗渗性和耐久性，以保证结构长期正常使用。

钢筋混凝土修建的水池具有造价较低，耐久性好，维修费用少，整体性好，防水性好等优点，被市政工程广泛采用。

本文针对钢筋混凝土水池的结构设计进行了论述。

【关键词】钢筋混凝土水池；结构设计钢筋混凝土水池一般分为两类，一类是废水处理净化池，比如：初沉池，沉砂池、氧化沟、配水池等；另一类是贮水池，比如：水池、水箱、水塔等。

前一类池的类型与设计主要由工艺设计特点决定，后一类池的形状、容量等由工艺、结构特点、经济性和施工条件决定。

从平面形状上分水池常用的平面形状为圆形或矩形，其池体结构由池壁、顶盖和底板三部分组成。

从工艺角度上分有顶盖和无顶盖之分，即封闭式水池和开敞式水池。

一、钢筋混凝土水池整体结构形式设计时是否选用矩形水池或圆形水池，要结合场地情况、工艺要求、经济性等方面的因素综合考虑。

就场地环境来讲，矩形水池对场地的适应性强，尤其大型水池和狭长地带建造水池对节约土地和少开挖土方量都有意义。

通过经济分析比较得知，就每立方米容量的造价、水泥用量和钢材用量等经济性指标随容量的增大而降低，但容积超过3000m3时，矩形水池的各项经济指标基本趋于稳定。

二、钢筋混凝土水池各部构件形式（一）顶盖形式一般可分为球形壳（锥壳）与平顶两大类。

平顶又可分为梁板式和无梁楼盖式。

从工程实践中可知，壳顶虽较平顶节省材料，但施工技术复杂，费用较大，其总造价与平顶的接近。

因此，除了大型圆水池采用壳顶外，中、小型水池多用平顶型式。

水池的平面形状、结构形式的不同，可采用矩形板、圆形板、有一个中心柱的圆板及无梁楼盖等。

（二）支座环梁：由组合壳体组成的给、排水构筑物在其连接处常设置有环梁，用以承受环向推力。

基于Sap2000的双格混凝土矩形水池壁板受力分析摘要：钢筋混凝土矩形水池结构是给水厂站中常用的贮水构筑物形式。

为考虑双格水池结构的壁板受力形式，采用Sap2000有限元软件对某实际工程的双格水池进行分析。

为探讨内力分布规律，分析了双格水池中间壁板位置分别位于总跨度1/2、1/3位置处壁板的轴力、弯矩的分布形式，并据此提出了双格矩形水池的壁板设计建议。

关键词：双格矩形水池；有限元分析；内力分布钢筋混凝土水池结构是给水厂站中常用的构筑物结构形式。

其中，双格水池结构用途广泛，可用于进水井、泵房吸水井、平衡池和一些小型的贮液池等。

双格水池结构主要由底板、顶板、侧壁和中间分隔板及配套的附属结构如走道板组成。

池壁结构在简化设计中通常根据不同的设计工况采用考虑支座条件的单块板或截条法进行设计，《给水排水钢筋混凝土水池结构设计规程》（CECS138:2002）对矩形水池在静力计算中的壁板边界条件做出了规定。

随着水池尺度的增大，简化计算方法经常会导致内力计算不准确和配筋异常的情况发生，因此随着三维有限元软件的普及，有必要考虑结构整体效应，并根据池壁的整体受力和内力进行分析。

此外双格水池作为多格水池计算的基础，在设计中需考虑多种工况，如内水外空、内空外土、一格有水一格无水等多种工况，因此深入研究典型工况下的双格水池壁板内力对于水池结构的安全设计有重要的参考意义。

现有研究中对于钢筋混凝土结构双格水池研究较少，吴晨旭[1]根据某工程V 型滤池探讨了内水压力和温度荷载下的多格滤池的结构内力，并分析了存在非齐顶隔墙时的内力分布;陈成等[2]使用盈建科结构设计软件分析了某复杂污水泵站地下结构的设计，并介绍了施工图设计要点；此外，在《给水排水工程结构设计手册》（第二版）[3]中，也对双格水池及池格更多的多格水池介绍了结构简化设计方法。

虽然已有研究介绍了多格水池设计要点和内力分布规律，但尚未有专门针对双格水池的壁板内力分布进行研究。

钢筋混凝土水池结构设计要点探讨作者：张茂诚来源：《建筑工程技术与设计》2014年第31期【摘要】钢筋混凝土水池由于具有抗裂抗渗性好、容量大和牢固耐用等特点，是给排水结构设计中重要的组成部分。

文章结合笔者的工作实践，主要简要地阐述了水池的分类及特点，从而进一步针对钢筋混凝土水池结构设计要点进行了总结与分析，最后提出了土建与水工艺、设计与施工间的配合，仅供参考。

【关键词】钢筋混凝土；水池结构；分类；设计钢筋混凝土水池结构作用是储水以及各种液体的构筑物，是特种结构的一种。

在工业建筑中应用很广，如浓缩池、沉淀池和污水池等。

在民用建筑中通常也是必须要有的附属设施，如消防水池、屋顶的供水池等。

本文结合自身的工作总结，主要就钢筋混凝土水池结构设计要点进行了研究。

1 水池的分类及特点1.1按施工方法分类（1）现浇钢筋混凝土水池。

施工技术和施工工序都相对简单，这个方式应用比较多；（2）装配式钢筋混凝土水池。

因为混凝土干缩在预制过程当中就已结束，故能减少混凝土出现早期裂缝，同时能加快施工进度。

1.2按施工材料来分（1）钢筋混凝土水池。

特别适合体积大、抗裂和抗渗性能要求比较高的水池；（2）砖石水池。

就地取材方便，适合地基条件较好、体积小、没有抗渗和抗裂要求或要求较低的水池。

1.3按形状来分（1）矩形水池：占地小，施工也很方便。

小型水池适合使用矩形水池，当液体深度较浅时，大中型水池也可使用矩形水池；（2）圆形水池：受力均匀合理。

大中型水池由于受力很大，应该使用圆形水池。

1.4按安放位置来分可分为地下、半地下和地上水池。

地下水池与半地下水池受外界温度影响很小，因此而影响的应力也很小。

在水池的使用过程当中，因为水池竖壁外侧有泥土的存在，会形成土压力，所以能够抵消一部分水池内的液体压力，能使水池竖壁长期处于较小的应力状态；但是如果水池埋得过深，将会使水池的顶板和底板所承受的荷载增大，则会使材料量增大，费用也增加。

另外，地下水池和半地下水池的抗震性能较好。

钢筋混凝土矩形水池构造设计本文以春风油田二号联合站建设工程中污水回收池构造设计为例，介绍了作用在水池上的主要荷载，开展了水池内力计算、地基承载力，提出了水池设计中值得注意的构造要求，为以后此类水池的构造设计提供了一定的参考。

1 引言钢筋混凝土矩形水池构造一般由池壁、底板和顶盖（是否封闭加盖由工艺需要决定）所组成。

水池按有无顶盖，可分为无顶盖的开敞式水池、有顶盖的封闭式水池和带走道板的半封闭式水池；按水池埋置情况，可分为全埋式、地下式、半地下式、地面式和架空式水池。

本文以春风油田二号联合站建设工程中污水回收及污泥浓缩池为例，简单介绍了水池的构造设计。

2 矩形水池构造设计2.1 水池主要荷载作用在水池上的主要荷载：（1）池顶荷载：作用在池顶上的荷载主要有顶板自重、防水层重、覆土重、活荷载和雪荷载。

其中活荷载和雪荷载不同时考虑，计算时取二者中的较大值[1]。

（2）池底荷载：池底荷载为底板所受的地基反力和地下水产生的浮力。

地基反力主要由以下几种荷载引起：①池顶活荷载qk；②池顶覆土荷载qs（根据实际计算确定qs值）；③池顶自重Gr、池壁自重Gw、及支柱自重Gc，取单位面积自重和。

（3）池壁荷载：作用在池壁上的荷载主要是水平方向的土压力和水压力。

池壁水压力按三角形分布，一般偏安全的按满池来计算。

池壁土压力按朗肯主动土压力理论计算。

2.2 水池内力计算2.2.1 水池资料本工程水池为半地上式水池，整体尺寸为18mX20m，池体高出地面0.45m，分五个区格，池深2.65m，局部3.55m。

池顶为预制混凝土盖板，池体混凝土采用C40、S8级抗渗混凝土，钢筋采用HRB400级，最外层钢筋混凝土保护层厚度，池体底板、池壁与池顶盖板均取50mm。

水池的内力计算主要包括池壁板、池底板和池顶板内力计算。

池顶为预制混凝土板，仅对池壁板与池底板开展计算。

2.2.2 池壁板计算开展池壁板的内力计算，首先确定池壁的边界条件，然后考虑“池内有水、池外无土”或“池内无水、池外有土”两种荷载工况开展计算。

水池水池的种类和构造水池的种类和构造，见表21-15。

水池的种类和构造表21-15水池种类水池形式构造要求砖砌圆形水池池壁厚370mm，用MU10红砖和M5水泥砂浆砌筑，在一定高度设置钢筋混凝土圈梁1~2道。

水池底板为钢筋混凝土；水池顶盖可用1/2或1/4砖、水泥砂浆砌薄壳；也可用预制六角形C20素混凝土块拼砌；还可以在中间加预制柱及曲梁，上盖预制扇形板顶盖外置预应力钢筋砖砌水池水池底板为钢筋混凝土，池壁用MU10红砖和M10水泥砂浆砌筑，壁内中部每隔1~1.5m设Φ16的垂直拉筋，沿圆周等距分布，把池壁与底、盖联成一个整体。

池壁内抹防水砂浆，池外壁垂直分布φ6@300钢筋，再设置双股正反向交替绞扭的预应力水平钢箍，抹水泥砂浆保护层现浇钢筋混凝土圆形水池池底及池壁均为现浇钢筋混凝土，强度等级不低于C20，池壁厚度为150~200mm。

池顶盖可以支模现浇，也可以将柱子、曲梁及顶盖扇形板预制，在池壁施工完成后进行池顶盖安装钢筋混凝土矩形水池全现浇矩形水池池壁厚度一般为300~500mm，池身较长时，应配置温度应力钢筋，设置“后浇缝”，增加“滑动层”和“压缩层”，在容易开裂部位设置“暗梁”装配式矩形水池池底板为现浇池壁做成L形壁板，厚150~250mm，池壁与池底的接头留在池底板上，接头宽度一般为400~500mm钢筋混凝土预制装配圆形水池水池底板及壁槽为现浇钢筋混凝土，强度等级不低于C20。

壁槽深度一般为250mm，池壁为180~250mm厚的预制板，宽度1~1.5m（弧形），两板接头侧面带凹形槽、用C40混凝土灌缝。

柱子、曲梁、扇形板均为预制安装，有时为了增强整体性，池顶盖也可采用现浇钢筋混凝土预应力钢筋混凝土水池水池底板及壁槽为现浇钢筋混凝土，强度等级一般不低于C20。

池壁可用150~200mm厚的预应力板或200~250mm厚的非预应力板，池顶构造同装配式水池。

但在池壁外侧增加水平方向的预应力钢丝或钢筋，喷涂40mm厚的水泥砂浆后涂刷防水涂料，顶板面上铺35~40mm厚的C20细石混凝土找平层，再铺二毡三油防水层21-3-2 水池施工方法21-3-2-1 砖砌圆形水池施工1．池壁与底板的结合砖壁与底板的连接处应注意结合好，因此在底板混凝土初凝之前，沿砖壁位置按设计要求尺寸将底板表面拉毛，同时铺砌一皮湿润的砖，嵌入深度2~3cm，并用1：2水泥砂浆灌缝，再砌几皮砖作为环梁的砖模，随即将环梁混凝土浇筑完毕。

钢筋混凝土矩形水池结构设计及施工要点分析摘要：钢筋混凝土矩形水池结构设计作为给排水工程中的重要组成设备，设计质量直接关系到整个工程的正常使用。

因此在实际设计的过程中，必须做好准备工作，严格选用原材料，依据规定要求来施工，并加强对水池截面、水池伸缩缝、后浇带的设置以及混凝土的浇筑等环节的质量控制，这样才能提高钢筋混凝土矩形水池结构设计的质量。

关键词：钢筋混凝土；矩形水池；结构设计；施工要点引言：在进行钢筋混凝土矩形水池设计的过程中，应当综合考虑生产工艺流程、水文地质条件、气候温度、施工技术以及使用条件等情况，以这些情况为依据合理选择水池的形状与结构形式，应当选择合理的结构方案，做到假定的边界条件最大程度上的与实际情况相符合，满足规范规定的各项构造要求，进而设计出安全、适用、耐久及经济的要求。

1荷载取值1.1温、湿度作用因为混凝土在硬化的过程之中出现的水化热、以及工艺特殊要求和季节变化，使得池壁出现膨胀或者是收缩。

一旦出现变形，池体之中出现相应的温度和湿度变形应力，较为容易出现有害裂缝。

在设计之时，应该考虑到夏季湿差的作用，以及冬季的温差。

前者是因为低温收缩以及湿涨抵消，后者则是因为外界气温低，池壁中水分向外移动，导致外侧湿度逐渐增加。

因为内外侧湿度相差不大，一般则可以不考虑到湿差应力。

但是内外温差还在，冬季则需要考虑到壁面温差应力。

在工程设计之中应该依照规程提供的方法进行计算。

1.2池内水压力池内水压力是水池类构筑物的重要荷载。

在设计之中，应该依照满水高度来计算水压。

这是因为：一方面在使用的过程之中因为值班人员疏忽或者存在液位计等部件功能的缺位而导致满池，另一个方面，工艺之上则有可能因为技术改造而高出之前设计水位。

池内水压荷载的取值大小对挡水墙式浅池的下端弯矩的影响比较大。

1.3池外水浮力当有地下水之时，池壁外侧除考虑到地下水的压力之外，还需要考虑到地下水位以下水的浮力对土的有效重度。

并且，地下水对于池体的浮托力也应该重点考虑。

市政建设中钢筋混凝土水池的结构设计与施工发布时间：2023-03-08T03:12:58.796Z 来源：《福光技术》2023年3期作者：刘争教[导读] 首先必须对其类型有所了解，这样才能在具体问题具体分析的基础上，进一步提高结构设计与施工的质量。

西安市政设计研究院有限公司陕西省西安市 710000摘要：在市政工程建设中，钢筋混凝土水池项目占据了重要的位置。

为了更好的促进城市发展建设，提高城市建设水平，必须要加强钢筋混凝土水池结构的设计与施工工作。

关键词：市政建设；钢筋混凝土；水池；结构；设计；施工1水池类型与特点水池类型有很多种，钢筋混凝土水池为其中一个主要部分，按照不同的要素划分，水池的类型也各不相同，想要做好有关结构设计与施工方面的工作，首先必须对其类型有所了解，这样才能在具体问题具体分析的基础上，进一步提高结构设计与施工的质量。

1.1施工方法1.1.1现浇钢筋混凝土水池施工技术和施工工序都相对简单，这个方式应用比较多.1.1.2装配式钢筋混凝土水池因为混凝土干缩在预制过程当中就已结束，故能减少混凝土出现早期裂缝，同时能加快施工进度。

1.2施工材料1.2.1钢筋混凝土水池特别适合体积大、抗裂和抗渗性能要求比较高的水池。

1.2.2砖石水池就地取材方便，适合地基条件较好、体积小、没有抗渗和抗裂要求或要求较低的水池。

1.3形状1.3.1矩形水池占地小，施工也很方便。

小型水池适合使用矩形水池，当液体深度较浅时，大中型水池也可使用矩形水池。

1.3.2圆形水池受力均匀合理。

大中型水池由于受力很大，应该使用圆形水池。

1.4安放位置可分为地下、半地下和地上水池。

地下水池与半地下水池受外界温度影响很小，因此而影响的应力也很小。

在水池的使用过程当中，因为水池竖壁外侧有泥土的存在，会形成土压力，所以能够抵消一部分水池内的液体压力，能使水池竖壁长期处于较小的应力状态；但是如果水池埋得过深，将会使水池的顶板和底板所承受的荷载增大，则会使材料量增大，费用也增加。