鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文
時(shí)間:2022-04-14 11:40:17
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鋼筋混凝土水池根據(jù)用途、結(jié)構(gòu)、建造位置、形狀、施工方法、配筋方式等有多種分類.水池的池壁也有多種結(jié)構(gòu)形式,根據(jù)荷載分布情況可分為變厚池壁和等厚池壁,等厚池壁還可分為圓形與矩形,二者區(qū)別在于體積大小,前者容量200m3左右,后者200-1000m3,變厚池壁則主要適用于容量>1000m3的水池.根據(jù)用途和施工工藝,水池的池底也有諸如倒球殼、倒錐殼等多個(gè)復(fù)雜形式.水池承受荷載豎向有池頂與池底荷載兩種,水平則為池壁荷載,具體示意圖見圖2.像池頂荷載計(jì)算時(shí)需要注意活荷載與雪荷載取最大值的篩選準(zhǔn)則.池底何在相對(duì)整體式地板而言,荷載計(jì)算為地下水浮力與地板承受地基反力,效果為底板中產(chǎn)生彎矩與剪力.除去上述荷載之外,對(duì)水池結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響的作用力還有諸如溫度、濕度與地震作用等.溫度與濕度的變化會(huì)導(dǎo)致混凝土膨脹或收縮變形,產(chǎn)生附加應(yīng)力,也稱為溫度或濕度應(yīng)力,導(dǎo)致這種應(yīng)力產(chǎn)生的原因?yàn)樗貎?nèi)外溫度與濕度的差異.地震作用會(huì)破壞水池結(jié)構(gòu),所以設(shè)計(jì)時(shí)需鹽酸水平地震作用,從而達(dá)到良好的抗震效果,低于一定烈度下的地震作用.設(shè)計(jì)時(shí)目前多以7度、8度以下地震烈度為考量,多選擇地面式或者地下式水池,對(duì)于有頂蓋的矩形水池著重采取抗震構(gòu)造措施.在地震烈度>8度時(shí)除去考慮水平地震效應(yīng)外,還必須考慮豎向地震作用影響,通過平方與開平方的方法計(jì)算組合獲得結(jié)果.目前水池的荷載計(jì)算主要方式主要依據(jù)池內(nèi)有無滿水、池外有無土進(jìn)行組合計(jì)算.
2混凝土水池設(shè)計(jì)
在分析完混凝土水池荷載情況之后,在水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮這些荷載作用.下面我們以矩形鋼筋混凝土水池為例做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析.首先,完成長高比池壁的計(jì)算假定.側(cè)向荷載作用下,水池不同長高比受力情況有所差異,根據(jù)池壁單向與雙向受力情況做劃分。水池結(jié)構(gòu)的布置要符合設(shè)計(jì)原則,像矩形水池均為長方形,布置時(shí)要考慮地形.基礎(chǔ)形式為擋土墻水池基礎(chǔ)多采用池壁下設(shè)置帶形基礎(chǔ),地板采用鋪砌式結(jié)構(gòu),地板做成整體式,水池基礎(chǔ)為水平框架式和雙向板式.伸縮縫的設(shè)置上要考慮建造位置,比如土基中矩形水池,伸縮縫間隔情況如下:普通≤20m,溫度區(qū)間段≤20m,巖基中間隔≤15m;比如建造在土基中的鋼筋混凝土矩形地下式水池,伸縮縫間隔情況如下:普通≤30m,巖基中間隔≤20m.水池池壁結(jié)構(gòu)形式的選擇情況如下:開敞式水池宜選擇變厚池壁,池底厚度為池壁的1.5倍;擋土墻式選擇等厚池壁;水平框架式池壁選擇變厚池壁.遵照以上設(shè)計(jì)原則,水池的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將會(huì)保持合理性與穩(wěn)定性,利于施工.
3鋼筋混凝土水池施工要點(diǎn)
鋼筋混凝土水池施工中要注意施工縫、混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)等施工要點(diǎn).像施工縫,在底板澆筑完成后,池壁與底板的施工縫要在八字以上1.5m與2m處,底板和柱的施工縫在表面.池壁豎向澆筑要一次澆到施工縫處,并對(duì)柱身、柱帽等做兩次澆筑,以確保穩(wěn)定性.對(duì)施工縫還要做鑿毛處理,將不密實(shí)表面或者浮漿鑿掉,還要避免損及混凝土棱角,避免剔出粗集料.鋼筋綁扎時(shí)可使用板凳筋做法或者排架法.混凝土澆筑過程中要保持池壁模板的穩(wěn)定,避免變形或硬化失敗.至于施工縫要提前清理,保持合理濕潤度,在澆筑前鋪與混凝土配比相同的水泥砂漿,澆筑部分分層完成,每層厚度≤4m,間隔時(shí)間不宜過長,均勻攤鋪.在澆筑頂部時(shí),要暫停1h,在混凝土下沉后做二次震動(dòng),消除可能因沉降造成的裂縫,澆筑完成后及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù).養(yǎng)護(hù)根據(jù)季節(jié)不同有不同注意要點(diǎn),比如夏季因高溫干燥或者多雨等混凝土強(qiáng)度會(huì)受影響出現(xiàn)收縮裂縫后,必須在初凝后聯(lián)系養(yǎng)護(hù)兩周才能拆模,養(yǎng)護(hù)期間還要及時(shí)灑水,保證濕潤到位.完成養(yǎng)護(hù)拆模時(shí)表面還要添加超時(shí)的覆蓋層,及時(shí)回填土,保證混凝土水池的施工質(zhì)量.
4鋼筋混凝土水池施工實(shí)例分析
我們以某公司社區(qū)配套設(shè)施工程污水處理廠污水池土建工程為例分析下施工情況.污水池長22.5m、寬13.8m,設(shè)計(jì)絕對(duì)標(biāo)高24.8m,基礎(chǔ)底標(biāo)高-3.17m,基礎(chǔ)墊層砼強(qiáng)度等級(jí)C10,池體砼強(qiáng)度等級(jí)為C25.S6,抗震等級(jí)6度.施工前做好現(xiàn)場技術(shù)準(zhǔn)備與現(xiàn)場準(zhǔn)備,尤其是現(xiàn)場準(zhǔn)備,標(biāo)高點(diǎn)根據(jù)現(xiàn)場引測的±0.000測定標(biāo)高,做好鋼筋型號(hào)抽樣檢驗(yàn),器具提前進(jìn)場,尤其是雨天施工做好現(xiàn)場準(zhǔn)備.下面我們以鋼筋施工與模板施工兩大要點(diǎn)為例進(jìn)行分析.鋼筋施工是水池施工重點(diǎn),鋼筋要根據(jù)施工要求對(duì)型號(hào)進(jìn)行選擇,對(duì)加工尺寸進(jìn)行核對(duì),所選用鋼筋必須保證提前做好清潔,表面無損傷與銹蝕,不使用帶顆粒狀的老銹鋼筋.至于鋼筋彎折與彎鉤,要根據(jù)鋼筋等級(jí)分類確定彎折標(biāo)準(zhǔn),比如Ⅰ級(jí)鋼筋末端180°彎鉤,圓弧彎曲半徑≥直徑2.5倍,平直部分長度≥直徑3倍,彎曲加工時(shí)φ10以下按配料單尺寸做彎曲點(diǎn)標(biāo)志.粗鋼筋及復(fù)雜形狀鋼筋彎曲時(shí),要標(biāo)明彎曲點(diǎn)位置,工作臺(tái)上標(biāo)明彎曲控制點(diǎn),做好偏差控制.比如箍筋的內(nèi)凈尺寸允許偏差為±5㎜,彎起鋼筋的彎曲位置允許偏差為±20㎜,根據(jù)彎曲情況確定允許偏差,確保其合用.柱鋼筋安裝中要按照給出位置線進(jìn)行綁扎,控制好間距,根據(jù)污水池情況計(jì)算好間距與鋼筋數(shù)量,鋼筋箍筋接頭綁扣以八字形為主,箍筋與主筋保持垂直,箍筋與柱角筋做雙扣綁扎,板鋼筋安裝前要做好模板清理,按照畫線—綁板受力鋼筋—綁負(fù)彎距鋼筋及角筋的順序完成施工,確定好主筋分布筋間距后按照先受力鋼筋后分布筋的順序進(jìn)行安裝,綁扎時(shí)距梁邊距為50㎜,綁扎負(fù)筋時(shí)要中間加Ф8間距1個(gè)/㎡的鋼筋馬凳,以確保上部鋼筋的位置.安裝完成后要做好質(zhì)控驗(yàn)收,做成分檢驗(yàn)與專項(xiàng)檢驗(yàn)確保施工效果,保證鋼筋綁扎符合施工要求.模板制作要根據(jù)污水池施工現(xiàn)場進(jìn)行加工配置,從尺寸、型號(hào)到數(shù)量做好標(biāo)記,按照放線-搭設(shè)支模架-安裝墻壁模板-安裝板底模-安裝柱節(jié)點(diǎn)模順序完成施工.放線時(shí)要注意根據(jù)墊層、板面和基礎(chǔ)情況做好測量標(biāo)記,方便放線.根據(jù)污水池施工要求,支模架搭設(shè)間距為800×800,水平桿設(shè)置距地分別為300㎜、1500㎜,擰緊縱橫桿與剪刀撐;墻壁模板安裝中可采用50×100木方子、直徑10㎜對(duì)拉螺栓做加固,螺栓中間加焊止水環(huán)和鋼筋頂托,防漏水和混凝土澆筑時(shí)截面變??;板底模安裝中要確保穩(wěn)固不下沉,做抄平檢查,模板板縫采用膠帶粘貼,復(fù)核模板面標(biāo)高和板面平整度、拼縫、預(yù)埋件和預(yù)留洞的準(zhǔn)確性;最后安裝柱節(jié)點(diǎn)模,做加固密封,防止漏漿.安裝完成后要進(jìn)行自檢,再進(jìn)行后續(xù)施工.
綜上所述,市政建設(shè)中鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)要根據(jù)水池荷載和受力情況合理設(shè)計(jì),計(jì)算荷載、受力并驗(yàn)算地基承載力和抗浮穩(wěn)定性,確保水池結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,施工時(shí)要多注意多個(gè)施工要點(diǎn),嚴(yán)格按照規(guī)定操作,避免產(chǎn)生問題.
作者:張愷單位:延安大學(xué)西安創(chuàng)新學(xué)院