地下水池结构设计研究

　　这篇结构设计类论文发表了地下水池结构设计研究，随着地下水池的数量不断增多，但是由于设计经验的不足可能会导地下水池设计中出现各种问题，论文探讨了水池按建筑材料分类和它的适用性，对地下水池的结构设计过程进行了详细的论述，为相关设计人员提供了一定的帮助。

　　关键词：结构设计类论文,地下水池,结构设计

　　1.水池结构在工业与民用建筑行业的应用

　　相比于其他类型的建筑物来说，水池结构是一种比较特殊的结构形式，其通常也被称为是储液池，也就是用来储存水或者其他液体的池子。其在给排水工程、石油以及化工等多个行业都有着十分广泛的应用，例如我们经常见到的沉淀池、污水池等等。同时在民用建筑中，其也是一个重要的配套设施，例如很多的消防水池、地下化粪池等等。

　　2.水池按建筑材料分类及其适用性

　　如果将水池按照建造过程中使用的材料不同可以大致分为三大类，即钢筋混凝土水池、预应力混凝土水池以及砖石水池，以下将对每种水池各自的适用条件进行简单的叙述。

　　(1)首先就是钢筋混凝土水池，这种水池相比于砖石水池来说最为明显的一个特点就是抗渗性能比较好，而且可塑性比较强，当所设计的水池容量比较大或者是对抗震性能要求比较高的话，就可以选用钢筋混凝土水池。

　　(2)其次就是预应力混凝土水池，从其材料特性来说，抗渗性能更强，截面可以在规范要求的任何荷载组合下，长时间的保持受压状态，当设计院人员在设计一些超大容量的地下水池的时候就可以选用这种结构。

　　(3)最后就是砖石水池，这种水池材料在过去使用频率还是比较高的，但是随着最近几年水池容量的不断增大，这种材料建成的水池就越来越少了。但是对于那些容量在500m3以下的水池来说，其还是较为适用的，这是因为这种原材料相比于上述两种材料来说还是较为容易获得的。但是这种水池最为明显的一个缺点就是水池的抗渗能力较低。通过笔者的设计经验来看，当项目所在地的工程地质情况较好的话，可以选用这种材料的水池。

　　3.水池结构的设计

　　在众多的工业与民用建筑项目中，地下以及半地下水池相对来说使用的是最为广泛的，本章将结合笔者的日常工作经验简单的阐述一下地下水池的结构设计工作。

　　3.1设计要点

　　从总的方面来看，在设计的过程中应当注意以下几点：

　　(1)首先要对项目所在地的基本情况有一个比较初步的了解，例如应当有效的收集相关的地质、地形以及气象等多方面的条件，这些对于水池结构设计来说是相当重要的，例如如果该地区是处在地震带上的话，就要采取必要的措施对其进行抗震处理。

　　(2)其次并不是所有的地下水池都是一种结构形式的，对于一些比较大型的水池来说，就应当使用预应力混凝土水池;而对于比较小型的水池来说，就可以采用装配式和现浇混凝土水池。如果是更小的水池的话，为了降低成本，就可以采用砖石水池(3)最后，一般的工程项目只需要满足安全性、适用性等功能即可，但是对于水池结构来说除了满足以上两种性质之外，还应当满足抗裂度以及抗渗性等多方面的要求，根据笔者的经验，在特殊情况下，有的时候还要对池壁和底板进行温差应力分析。

　　3.2水池设计时的荷载组合

　　在对水池进行强度计算的过程中，不但要综合考虑恒荷载以及活荷载的作用，还要对试水阶段、覆土阶段以及使用阶段进行充分的计算，一般来说在进行计算的过程中使用的都是以下几种荷载组合:(1)结构自重+池内满水压力(试水阶段)(2)结构自重+内外液体压力(有时无内液体压力)+外土压力+活荷载(或雪荷载);

　　(3)结构自重+内液体压力+冬季温差影响(4)结构自重+内液体压力+夏季湿差影响一般来说，对于地上的水池来说，应当综合考虑1、3、4荷载组合;对于半覆式的水池来说，只需采用1、2两种荷载组合进行验算。而如果地下水池或者是半覆式水池在修筑完毕之后较长时间不覆盖土的话，仍然需要综合的考虑温差对其的影响。这里需要着重说明的一点就是对于类似于储油池这种构筑物来说，储藏的液体自身就具有一定的温度，不论结构本身是在地上还是地下，在设计的过程中都应当充分的考虑温度对其的影响。而且必要的时候还要考虑油面上的呼吸压力，其数值可以根据相应的呼吸阀构造进行确定。同时在对其抗裂性能进行验算的时候，也要考虑上述提到的各种荷载，但是可以不考虑活荷载以及雪荷载等短期荷载的影响。

　　3.3抗裂度计算

　　对于水池结构来说，一个十分重要的要求就是不应当由漏水的情况发生，所以在设计的过程中就应当对可能出现漏水的部分进行重点的抗裂度检验。而对于那些漏水概率发生比较低的部位来说，只需要尽心简单的裂缝宽度验算即可。但是对于裂缝的宽度也有着比较高的要求，一般不应当大于0.2mm，有特殊的要求的话，应当根据具体情况进行验算。

　　3.4抗渗性要求

　　对于采用钢筋混凝土作为原材料的地下水池来说，如果想要提高整体结构的抗渗性的话，一般都是采取加强混凝土自身密实性的方法。我们都知道混凝土的抗渗性指标一般都是采用标号Si来表示。该指标的含义就是龄期为28天的混凝土构件，当施加0.1XiN/mm2水压之后，混凝土自身满足不渗水的相应指标。例如：当某混凝土的抗渗标号为S6的话，其表示的含义就是龄期为28天的混凝土时间，当被施加0.1X6N/mm2的水压后不会发生渗水的现象。根据相关规范规定，混凝土的抗渗指标应当符合表3-1的相关要求。从笔者的设计经验上来看，还有很多其他的方法能够提供水池结构的抗渗性能，例如增加水涨性能，但是这种方式如果使用不当的话，反倒会产生不利的影响，例如导致干缩量增大。所以在采用这种方法提供抗渗性能的时候，应当对水泥用量进行较为严格的控制，一般来说不应当超过3600N/m3，预应力混凝土的水泥用量不应当超过4100N/m3。而这种方法对于混凝土的水灰比也有着较高的要求，一般来说不应当大于0.55。笔者也对其施工过程中进行过专门的观察，通过观察发现很多施工人员都会在混凝土制备的过程中向其中加入各种各样的防暑掺和料从而有效的提高其抗渗性能。

　　3.5抗冻性

　　当工程所在地在东北一些城市的话，在设计的过程中就要充分的考虑水池结构的抗冻性能。通常情况都是采用不低于C25级的混凝土用于施工，同时水灰比也应当不大于0.55，同样也要对水泥用量进行较为严格的控制。当设计的结构在今后的使用过程中将会发挥十分重要的作用时，应当对其进行抗冻实验，将得到抗冻标号作为控制指标进行设计。

　　小结

　　本文在研究的过程中首先介绍了地下水池结构在工业与民用建筑中的重要应用，接着又按照建筑材料分类的方式将水池结构分成了三大类，并对其基本的适用条件进行简单的分析;最后从水池结构设计过程中经常会遇到几个比较重点的方面入手对其在设计的过程中应当注意哪些方面进行了简单的介绍，希望通过本研究能对相关水池结构设计人员起到一定的帮助作用。

　　参考文献

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　　作者：王景涛 杨海燕 单位：山东华城城建工程设计有限公司 济南城建集团有限公司

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