完美版河北工程大學(xué)孫克第3章 矩形水池1

鋼筋混凝土

特種結(jié)構(gòu)河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院建筑工程教研室孫克3-3矩形水池在進(jìn)行貯液池內(nèi)力分析時(shí)，根據(jù)結(jié)構(gòu)的主要尺寸，如圖，把貯液池分為淺池、深池和雙向板式貯液池，也可根據(jù)表4．1來確定。3.3.1矩形水池的分類3.3.3矩形水池的結(jié)構(gòu)布置原則1.滿足工藝前提下，利用地形2.受力明確，內(nèi)力分布盡量均勻3.溫度縫的設(shè)置

土基時(shí)溫度區(qū)段不大于20m巖石時(shí)溫度區(qū)段不大于15m地下水池土基時(shí)溫度區(qū)段不大于30m

巖石時(shí)溫度區(qū)段不大于20m4.伸縮縫的做法

將池壁和基礎(chǔ)底板一齊斷開2.3.4矩形水池的計(jì)算2.3.4.1.荷載組合地下式池滿水+池外無土無水+池外有土地面式池滿水+壁面溫差3.3.4.2受力狀態(tài)擋土墻式水池（淺池）：按單向板受力構(gòu)件計(jì)算（深池）：按雙向板受力構(gòu)件查表內(nèi)力系數(shù)法計(jì)算性質(zhì)：受彎偏拉偏壓允許出現(xiàn)裂縫限制不允許出現(xiàn)w不考慮w驗(yàn)算抗裂度1.驗(yàn)算淺池：（無頂蓋擋土墻式也稱開敞式）當(dāng)?shù)装鍨椋?.分離式2.整體式

抗傾覆抗浮

抗滑移3.3.4.3淺池計(jì)算2.計(jì)算步驟初步確定池壁底端厚度，基礎(chǔ)底板的厚度一般選為與池壁底端厚度相同；選定基礎(chǔ)的寬度及伸出池壁以外懸挑寬度；按多選定的池壁及基礎(chǔ)截面驗(yàn)算穩(wěn)定性、地基土承載力；計(jì)算池壁和基礎(chǔ)的內(nèi)力及配筋，并驗(yàn)算裂縫。3.穩(wěn)定性驗(yàn)算取1m寬計(jì)算單元（1）池內(nèi)滿水，池外無土a.抗傾覆0.9---為池壁和基礎(chǔ)的自重分項(xiàng)系數(shù)；--為GBK和GWK作用中心至A點(diǎn)的水平距離。MAP和MA分別為對(duì)A點(diǎn)的抗傾覆力矩和傾覆力矩。b.抗滑移當(dāng)水池被貫通的伸縮豐分割成若干區(qū)段，且采用分離式底板，底板與池壁基礎(chǔ)之間設(shè)有分離縫時(shí)，應(yīng)按下式驗(yàn)算池壁的抗滑移穩(wěn)定性。U---基礎(chǔ)底面摩擦系數(shù)，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)資料確定，如資料可參見混凝土與地基土間的摩擦系數(shù)表提高抗滑移能力的辦法增加內(nèi)挑長度增大池壁及基礎(chǔ)的自重（不經(jīng)濟(jì)）提高抗滑移能力的辦法當(dāng)基礎(chǔ)與底板連成整體并采取了可靠措施時(shí)可不驗(yàn)算抗滑移。否則采取如下措施。A.設(shè)拉筋B.增大內(nèi)挑長度（2）池內(nèi)無水，池外有土此種荷載組合一般不用驗(yàn)算抗傾覆。當(dāng)內(nèi)外挑出都不大且近乎相等時(shí)，才進(jìn)行抗傾覆驗(yàn)算?？够埔话阋膊槐仳?yàn)算地基承載力驗(yàn)算見擋土墻4.池壁內(nèi)力計(jì)算和截面設(shè)計(jì)淺池池壁在內(nèi)外水壓及土壓力作用下，主要豎向傳力。開敞式水池池壁：應(yīng)按頂端自由、底端固定邊界條件的懸臂構(gòu)件計(jì)算。構(gòu)造上保證底端有足夠嵌固剛度。較薄時(shí)加厚，使之成為池壁的條形基礎(chǔ)。封閉式水池池壁：（有頂蓋）應(yīng)根據(jù)頂板與池壁的連接構(gòu)造條件確定邊界條件。整體式連接時(shí)池壁線剛度為頂板5倍以上時(shí)可視為鉸接：池壁線剛度為頂板小于5倍時(shí)可視為鉸接。（1）側(cè)壓力引起的M、Va.等厚池壁計(jì)算公式比較簡單，一般從力學(xué)手冊(cè)均可查到，下列表格中列出了等厚池壁底端固定頂端分布為自由、鉸支的情況；同時(shí)表中頂端自由公式也適用變厚池壁情況。具體公式見下列表格。

b.頂端有約束的變厚池壁：先求出頂端的約束力則不難求出任意高度處的彎矩MA及剪力VA可用力法求解。(?=h2/h1；

h2、h1---分別為池壁頂和底的厚度，K11等是與?有關(guān)的系數(shù)。KV、KM分別為與K11等有關(guān)的系數(shù)），1.兩端固定：

2.頂端彈性固定，底端固定3.頂端簡支，底端固定當(dāng)池壁頂端側(cè)向支承為水平框架梁或利用走道板時(shí)，先判斷其剛度能否形成不動(dòng)鉸支承只有滿足下列條件時(shí)，才可能按不動(dòng)鉸支承計(jì)算。--為水平框架梁截面繞豎軸的慣性矩與1m寬池壁底端的截面慣性矩之比；---為水平框架梁的計(jì)算跨度L與池壁高度H之比；其值見表---與池壁頂、底端厚度比?、側(cè)壓力分布狀態(tài)及壁頂水平梁的支承狀態(tài)等因素有關(guān)的系數(shù)；H—為池壁的高度；P1底端的壓力值，P2頂端的壓力值。利用走道板做水平框架梁時(shí)走道板的厚度不宜小于挑出長度的1/6，也不宜小于150mm。受力鋼筋應(yīng)由計(jì)算確定。當(dāng)不能滿足不動(dòng)鉸支承時(shí)，壁頂只能按彈性支承考慮，則彈性支承提供的反力為VAe=nVAn—為頂端彈性支承時(shí)的支座位移影響系數(shù)。與I、H、?I、p等有關(guān)P---見表格。?=h2/h10.20.30.40.50.60.70.80.91.0P367290242209185166151138128（2）池壁溫差引起的M、V

擋土墻水池在溫度作用下，只有頂端有約束時(shí)才會(huì)產(chǎn)生內(nèi)力a.兩端固定等厚池壁：（頂端的約束力為如下）任意深度：

b.頂端交支，底端固定的等厚：任意深度：兩端變厚（頂端的約束力為如下）：a.兩端固定變厚池壁：任意深度：

b.頂端交支，底端固定變厚池壁：

剪力、彎矩系數(shù)見下表?0.20.30.40.50.60.70.80.9KVT0.78160.91581.02811.12561.21321.29321.36701.4358頂端鉸接、底端固定的KVT系數(shù)表兩端固定變厚池壁任意深度處的彎矩系數(shù)表（3）水平向角隅處的局部M、V豎向的單項(xiàng)受力構(gòu)件或等待框架所得彎矩在池壁水平方向的中斷是比較度符合實(shí)際的，但在兩端偏大，這是由于池壁在端部與相鄰池壁相連的角隅處，由于池壁的位移受到，其約束傳力以不在是沿豎向單向，而是豎向和水平向共同傳力，通常將這種角隅處的雙向板效應(yīng)稱為角隅效應(yīng)，對(duì)擋土墻式水池考慮角隅效應(yīng)時(shí)，應(yīng)計(jì)算角隅處的水平局部負(fù)彎矩。其負(fù)彎矩沿池壁高度的最大值按下式計(jì)算：---角隅處的最大水平彎矩系數(shù)。按表格取值---池壁側(cè)向均不荷載或三角形分布荷載的最大值。3.3.4.4矩形水池的構(gòu)造要求：2.3.4.4.1一般要求 1.截面尺寸、鋼筋直徑、間距、保護(hù)層厚度等與圓形水池相同。 2.淺池池壁：除要求配置水平筋外，頂部(自由時(shí)）宜配置水平加強(qiáng)筋直徑不小于縱筋直徑且不小于12mm，內(nèi)外兩側(cè)各配置兩根。 3.分離式底板:厚度不宜小于120mm。常用150—200mm。配筋頂面配置不小于直徑8mm間距200mm;底面配置直徑不小于8間距200mm(在溫、濕度變化及地基局部變化時(shí)。）池壁與底板連成整體時(shí)或利用底板內(nèi)鋼筋抵抗基礎(chǔ)畫一時(shí)，錨固長度不小于La。分格縫連接處理：3.水平筋配：a.角隅處：根據(jù)角隅處彎矩及相鄰N拉或N壓---按偏拉或偏壓計(jì)算b.若相鄰角隅處彎矩不相等時(shí)，取最大值計(jì)算相鄰池壁的鋼筋量。c.在沿壁長的中部區(qū)段，彎矩近似=02.豎向配筋：

構(gòu)件計(jì)算：a.無頂蓋的，忽略壁重，擋土墻式按懸臂彎構(gòu)件計(jì)算b.有頂蓋，按偏壓構(gòu)件計(jì)算池壁控制截面：等厚池壁支座截面最大負(fù)彎矩跨中截面最大正彎矩變厚池壁增加截面；如頂端自由時(shí)H/4、H/2、3H/4、H。厚度的確定1.等厚：h=H/20~H/10變厚：h1底=H/20~H/10h2頂=H/20~H/30最小厚度不小于180mm3.3.4.5矩形水池截面設(shè)計(jì)d.池壁轉(zhuǎn)角鋼筋原則：利用跨中區(qū)段的溫度筋伸過來彎入相鄰池壁，不夠再補(bǔ)充。頂端自由時(shí)：附加水平筋在離側(cè)端H/4處截?cái)?；頂端鉸支時(shí)：附加水平筋在離側(cè)端H/6處截?cái)唷?.基礎(chǔ)內(nèi)力計(jì)算及截面設(shè)計(jì)a.根據(jù)不同荷載組合計(jì)算內(nèi)力b.外挑及內(nèi)伸均視為懸臂板c.條基不必作抗沖切驗(yàn)算d.取內(nèi)外最大剪力值驗(yàn)算抗剪e.基礎(chǔ)厚度不小于池壁底端厚度，寬度?。?.4—0.8）Hf.正截面承載力計(jì)算及配筋。

矩形水池的配筋構(gòu)造關(guān)鍵在各轉(zhuǎn)角處池壁和基礎(chǔ)的固定連接構(gòu)造和池壁頂端設(shè)置水平框梁作為池壁側(cè)向支承時(shí)配筋方式（3）雙向板式水池兩種計(jì)算方法：彎矩分配法空間彎矩分配法（自學(xué)）彎矩分配法：計(jì)算步驟：1.先按單塊板計(jì)算a.三邊支撐，一邊（頂邊）自由b.四邊支撐（底板四邊固定），壁板底邊固定頂邊視情況鉸支、固定。2.根據(jù)荷載形式（梯形、三角形）查雙向板內(nèi)力系數(shù)3.計(jì)算的彎矩：支座處，跨中的4.再計(jì)算相鄰交線上不平衡彎矩的調(diào)查a.按線剛度分配給相鄰池壁b.簡易法（差多取大、差少取平均）5.調(diào)整跨中彎矩6.配筋（偏拉或偏