地下水池結構設計研究

　　這篇結構設計類論文發表了地下水池結構設計研究，隨著地下水池的數量不斷增多，但是由于設計經驗的不足可能會導地下水池設計中出現各種問題，論文探討了水池按建筑材料分類和它的適用性，對地下水池的結構設計過程進行了詳細的論述，為相關設計人員提供了一定的幫助。

　　關鍵詞：結構設計類論文,地下水池,結構設計

　　1.水池結構在工業與民用建筑行業的應用

　　相比于其他類型的建筑物來說，水池結構是一種比較特殊的結構形式，其通常也被稱為是儲液池，也就是用來儲存水或者其他液體的池子。其在給排水工程、石油以及化工等多個行業都有著十分廣泛的應用，例如我們經常見到的沉淀池、污水池等等。同時在民用建筑中，其也是一個重要的配套設施，例如很多的消防水池、地下化糞池等等。

　　2.水池按建筑材料分類及其適用性

　　如果將水池按照建造過程中使用的材料不同可以大致分為三大類，即鋼筋混凝土水池、預應力混凝土水池以及磚石水池，以下將對每種水池各自的適用條件進行簡單的敘述。

　　(1)首先就是鋼筋混凝土水池，這種水池相比于磚石水池來說最為明顯的一個特點就是抗滲性能比較好，而且可塑性比較強，當所設計的水池容量比較大或者是對抗震性能要求比較高的話，就可以選用鋼筋混凝土水池。

　　(2)其次就是預應力混凝土水池，從其材料特性來說，抗滲性能更強，截面可以在規范要求的任何荷載組合下，長時間的保持受壓狀態，當設計院人員在設計一些超大容量的地下水池的時候就可以選用這種結構。

　　(3)最后就是磚石水池，這種水池材料在過去使用頻率還是比較高的，但是隨著最近幾年水池容量的不斷增大，這種材料建成的水池就越來越少了。但是對于那些容量在500m3以下的水池來說，其還是較為適用的，這是因為這種原材料相比于上述兩種材料來說還是較為容易獲得的。但是這種水池最為明顯的一個缺點就是水池的抗滲能力較低。通過筆者的設計經驗來看，當項目所在地的工程地質情況較好的話，可以選用這種材料的水池。

　　3.水池結構的設計

　　在眾多的工業與民用建筑項目中，地下以及半地下水池相對來說使用的是最為廣泛的，本章將結合筆者的日常工作經驗簡單的闡述一下地下水池的結構設計工作。

　　3.1設計要點

　　從總的方面來看，在設計的過程中應當注意以下幾點：

　　(1)首先要對項目所在地的基本情況有一個比較初步的了解，例如應當有效的收集相關的地質、地形以及氣象等多方面的條件，這些對于水池結構設計來說是相當重要的，例如如果該地區是處在地震帶上的話，就要采取必要的措施對其進行抗震處理。

　　(2)其次并不是所有的地下水池都是一種結構形式的，對于一些比較大型的水池來說，就應當使用預應力混凝土水池;而對于比較小型的水池來說，就可以采用裝配式和現澆混凝土水池。如果是更小的水池的話，為了降低成本，就可以采用磚石水池(3)最后，一般的工程項目只需要滿足安全性、適用性等功能即可，但是對于水池結構來說除了滿足以上兩種性質之外，還應當滿足抗裂度以及抗滲性等多方面的要求，根據筆者的經驗，在特殊情況下，有的時候還要對池壁和底板進行溫差應力分析。

　　3.2水池設計時的荷載組合

　　在對水池進行強度計算的過程中，不但要綜合考慮恒荷載以及活荷載的作用，還要對試水階段、覆土階段以及使用階段進行充分的計算，一般來說在進行計算的過程中使用的都是以下幾種荷載組合:(1)結構自重+池內滿水壓力(試水階段)(2)結構自重+內外液體壓力(有時無內液體壓力)+外土壓力+活荷載(或雪荷載);

　　(3)結構自重+內液體壓力+冬季溫差影響(4)結構自重+內液體壓力+夏季濕差影響一般來說，對于地上的水池來說，應當綜合考慮1、3、4荷載組合;對于半覆式的水池來說，只需采用1、2兩種荷載組合進行驗算。而如果地下水池或者是半覆式水池在修筑完畢之后較長時間不覆蓋土的話，仍然需要綜合的考慮溫差對其的影響。這里需要著重說明的一點就是對于類似于儲油池這種構筑物來說，儲藏的液體自身就具有一定的溫度，不論結構本身是在地上還是地下，在設計的過程中都應當充分的考慮溫度對其的影響。而且必要的時候還要考慮油面上的呼吸壓力，其數值可以根據相應的呼吸閥構造進行確定。同時在對其抗裂性能進行驗算的時候，也要考慮上述提到的各種荷載，但是可以不考慮活荷載以及雪荷載等短期荷載的影響。

　　3.3抗裂度計算

　　對于水池結構來說，一個十分重要的要求就是不應當由漏水的情況發生，所以在設計的過程中就應當對可能出現漏水的部分進行重點的抗裂度檢驗。而對于那些漏水概率發生比較低的部位來說，只需要盡心簡單的裂縫寬度驗算即可。但是對于裂縫的寬度也有著比較高的要求，一般不應當大于0.2mm，有特殊的要求的話，應當根據具體情況進行驗算。

　　3.4抗滲性要求

　　對于采用鋼筋混凝土作為原材料的地下水池來說，如果想要提高整體結構的抗滲性的話，一般都是采取加強混凝土自身密實性的方法。我們都知道混凝土的抗滲性指標一般都是采用標號Si來表示。該指標的含義就是齡期為28天的混凝土構件，當施加0.1XiN/mm2水壓之后，混凝土自身滿足不滲水的相應指標。例如：當某混凝土的抗滲標號為S6的話，其表示的含義就是齡期為28天的混凝土時間，當被施加0.1X6N/mm2的水壓后不會發生滲水的現象。根據相關規范規定，混凝土的抗滲指標應當符合表3-1的相關要求。從筆者的設計經驗上來看，還有很多其他的方法能夠提供水池結構的抗滲性能，例如增加水漲性能，但是這種方式如果使用不當的話，反倒會產生不利的影響，例如導致干縮量增大。所以在采用這種方法提供抗滲性能的時候，應當對水泥用量進行較為嚴格的控制，一般來說不應當超過3600N/m3，預應力混凝土的水泥用量不應當超過4100N/m3。而這種方法對于混凝土的水灰比也有著較高的要求，一般來說不應當大于0.55。筆者也對其施工過程中進行過專門的觀察，通過觀察發現很多施工人員都會在混凝土制備的過程中向其中加入各種各樣的防暑摻和料從而有效的提高其抗滲性能。

　　3.5抗凍性

　　當工程所在地在東北一些城市的話，在設計的過程中就要充分的考慮水池結構的抗凍性能。通常情況都是采用不低于C25級的混凝土用于施工，同時水灰比也應當不大于0.55，同樣也要對水泥用量進行較為嚴格的控制。當設計的結構在今后的使用過程中將會發揮十分重要的作用時，應當對其進行抗凍實驗，將得到抗凍標號作為控制指標進行設計。

　　小結

　　本文在研究的過程中首先介紹了地下水池結構在工業與民用建筑中的重要應用，接著又按照建筑材料分類的方式將水池結構分成了三大類，并對其基本的適用條件進行簡單的分析;最后從水池結構設計過程中經常會遇到幾個比較重點的方面入手對其在設計的過程中應當注意哪些方面進行了簡單的介紹，希望通過本研究能對相關水池結構設計人員起到一定的幫助作用。

　　參考文獻

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　　作者：王景濤 楊海燕 單位：山東華城城建工程設計有限公司 濟南城建集團有限公司

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