经典课件：钢筋混凝土水池设计
钢筋混凝土圆形水池课程设计讲解
钢筋混凝土圆形水池设计1 设计资料某钢筋混凝土圆形清水池主要尺寸：水池净直径n d =9.0m ，水池净高度n H =4.0m 及水池壁厚h =250mm 。
采用整体式钢筋混凝土结构，试设计此水池结构。
荷载及材料如下： 1、水池构造水池内壁、顶板底及支柱表面均用25mm 厚1：2水泥砂浆抹面；水池外壁及顶面均涂刷冷底子油一道、热沥青一道。
池底板下设置100mm 厚C10混凝土垫层。
2、荷载取值水池顶盖可变荷载标准值k q =1.52/KN m ； 基本雪压：0s =0.352/KN m ；材料重度：钢筋混凝土325/r KN m =钢筋混凝土、素混凝土323/r KN m =混凝土、覆土318/r KN m =s 、土的有效重度'310/r KN m =s 、水泥砂浆320/r KN m =砂浆、水310/r KN m =w ；3、地质资料由勘测报告提供的资料表明，地下水位于地面（0.000±标高）以下2.6m 处，地面1.5m 以下为粉质黏土层，土颗粒重度为273/KN m ，孔隙率 1.0e =，内摩檫角030ϕ=，地基承载力特征值2100/a f KN m =。
4、材料柱混凝土强度等级：20~30c c 、水池混凝土强度等级：不应低于25c ，统一取水池混凝土强度等级25c 。
柱中受力钢筋采用HRB335级、箍筋采用HPB235级；水池中受力钢筋均采用HPB235级。
土建工程基础课程设计姓名：***学号：310040****班级：给水排水***指导老师：索**完成日期：2013.12.22钢筋混凝土圆形水池设计原始资料：某钢筋混凝土圆形清水池的主要尺寸：水池直径d n=9.0m水池净高度：H n=4.0m水池壁厚：h=250mm水池顶盖可变荷载标准值：当地：目录一. 设计任务书........................................................................................................二. 水池结构布置、截面尺寸................................................................................三. 水池抗稳定性计算............................................................................................3.1 水池自重标准值计算..................................................................................3.2 整体抗浮验算............................................................................................3.3局部抗浮验算...............................................................................................四. 水池荷载计算....................................................................................................4.1顶板荷载.......................................................................................................4.2 底板荷载......................................................................................................4.2 池壁荷载......................................................................................................五.地基承载力验算..................................................................................................六. 顶板、底板及池壁固定端弯矩计算................................................................6.1顶板固定端弯矩...........................................................................................6.2底板固定端弯矩...........................................................................................6.3池壁固定端弯矩...........................................................................................6.4顶板、底板及池壁弹性嵌固边界力矩计算...............................................6.5顶板结构内力计算.......................................................................................6.6底板内力计算...............................................................................................6.7池壁内力计算...............................................................................................二、水池结构布置、截面尺寸、计算简图1.水池结构布置根据设计要求，水池净直径d n =9.0m,宜采用中心有柱的圆形水池。
[新版]钢筋混凝土水池设计
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1.3 水池池壁厚度
• 水池池壁根据内力大小及其分布情况， 可以做成等厚的或变厚的
变厚池壁的厚度按直线变化，变化率以2%～5%（每 米高增厚20 ～50mm）为宜。
无顶盖水池壁厚的变化率可以适当加大，现浇整体式 钢筋混凝土圆水池容量在1000m3以下，可采用等厚池壁 ；容量在1000m3及1000m3以上，用变厚池壁较经济， 装配式预应力混凝土圆形水池的池壁通常采用等厚度。
• 分离式底板可设置分离缝，也可以不设置， 后者在外观上与整体式反无梁底板24无异，但
•。
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• 倒锥形和倒球壳组合池底的加速澄清池。
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圆形水池的顶盖和底板也可以采用球形或锥形薄壳结 构，这类结构的特点是可以跨越很大的空间而不必设置中间 支柱，由于壳体厚度可以做得很薄，在混凝土和钢材用量上 往往比平面结构经济。缺点是模板制作费费工费料，施工要 求较高，而且水池净高不必要地增大，当水池为地下式或半 地下式时，土方开挖和池顶覆土的工作量也因此增大，为了 克服后一缺点，可以尽量压低池壁的高度，甚至完全不用直
•圆形水池在池内水压力或池外土压力作用
下，池壁在环向处于轴心受拉或轴心受压
状态，在竖向则处于受弯状态，受力均匀
明确；而矩形水池的池壁则为受弯为主的
拉弯或压弯构件，当容量在200m3以上时，
池壁的长高比将超过2而主要靠竖向受弯来
传递侧压力，因此池壁厚度常比圆形水池
的大。
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经济分析还表明，就每立方米容量的造价、水泥用量 和钢材等经济指标来说，当水池容量大约在3000m3以内时 ，不论圆形或矩形池，上述各项经济指标都随容量增大而 降低，当容量超过约3000m3时，矩形池的各项经济指标基
钢筋混凝土水池设计
9.1.3 水池池壁厚度
给排水工程中的水池分类：
1.水处理用池，如沉淀池、滤池、曝气池等；该类型水
池的容量、形式和空间尺寸主要由工艺设计决定。
2.贮水池，如清水池，高位水池，调节池；该类型水池
的容量、标高和水深由工艺确定，而池型及尺寸则主要 由结构的经济性和场地、施工条件等因素来确定。
水池常用的平 面形状为圆形或矩 形，其池体结构一 般由池壁、顶盖和 底板三部分组成。 按照工艺上需不需 要封闭，又可分为 有顶盖（封闭水池） 和无顶盖（开敞水 池）两类。
K a ----主动土压力系数，应根据土的抗剪强度确定， 当缺乏试验资料时，对砂类土或粉土可取1/3，对黏
性土取1/3~1/4；
q k ----地面活荷载标准值，一般取2.0kN/m2；当池壁 外侧地面可能有堆积荷载时，应取堆积荷载标准值， 一般取10kN/m2； hs,h2,Hn ----分别为池顶覆土厚、顶板厚和池壁净高；
1）由池顶活荷载引起的，可直接取池顶活荷载值；
2）由池顶覆土引起的，可直接取池顶单位面积覆土重；
3）由池顶板自重、池壁自重及支柱自重引起的，可将池壁和 所有支柱的总重除以池底面积再加上单位面积顶板自重。
当底板向池壁外挑出一定长度时，池底面积将大于池顶 面积，上述的荷载取值方法具有近似性，但偏于安全。较精 确的计算方法是对池顶活荷载、覆土重及顶板自重均应取整 个池顶上的总重再除以较弱时，贮水池的 底板通常作成整体式反无梁底板。
第九章 钢筋混凝土水池设计
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第九章 钢筋混凝土水池设计
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经济分析还表明，就每立方米容量的造价、水泥用量
和钢材等经济指标来说，当水池容量大约在3000m3以内时， 不论圆形或矩形池，上述各项经济指标都随容量增大而降 低，当容量超过约3000m3时，矩形池的各项经济指标基本 趋于稳定。
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第九章 钢筋混凝土水池设计
9.1.2 贮水池场地布置
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第九章 钢筋混凝土水池设计
9.1.4 装配式和现浇整体式水池池壁
目前，国内除预应力原水池有采用装配式池壁者外， 一般钢筋混凝土水池都采用现浇整体式池壁。 矩形水池的池壁绝大多数采用现浇整体式，有有少 数工程采用装配整体式池壁。 采用装配整体式池壁可以节约模板，使池壁生产工 厂化和加快施工进度。缺点是壁板接缝处水平钢筋焊接 工作量大，二次混凝土灌缝施工不便，连接部位施工质 量难以保证，因此，实际时应特别慎重。
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第九章 钢筋混凝土水池设计
1）由池顶活荷载引起的，可直接取池顶活荷载值； 2）由池顶覆土引起的，可直接取池顶单位面积覆土重； 3）由池顶板自重、池壁自重及支柱自重引起的，可将池壁和 所有支柱的总重除以池底面积再加上单位面积顶板自重。 当底板向池壁外挑出一定长度时，池底面积将大于池顶 面积，上述的荷载取值方法具有近似性，但偏于安全。较精 确的计算方法是对池顶活荷载、覆土重及顶板自重均应取整 个池顶上的总重再除以池底面积。 当池壁与底板按弹性固定设计时，为了便于进行最不利 内力组合，池底荷载的上述三个分项应分别单独计算。 不论有无地下水浮力，池底荷载的计算方法相同。当有 地下水浮力时，地基土的应力将减小，但作用于底板上的总 的反力不变。
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第九章 钢筋混凝土水池设计
池壁外侧的侧压力包括土压力，地面活荷载引起的 附加侧压力及有地下水时的地下水压力。 当无地下水时，池壁外侧压力按梯形分布; 当有地下水且地下水位在池顶以下时，以地下水位 为界，分两段按梯形分布。在地下水位以下，除必须 考虑地下水压力外，还应考虑地下水位以下的土由于 水的浮力而使其有效重度降低对土压力的影响。为了 简化计算，通常将有地下水时按折线分布的侧压力图 形取成直线分布图形，如图9-4所示。 因此，不论有无地下水，只需将池壁上、下两端 的侧压力值算出来就可以了。
YJK水池结构设计PPT培训课件
预应力混凝土水池
在钢筋混凝土结构的基础 上施加预应力，提高结构 抗裂性和刚度，减少变形 。
钢结构水池
以钢材为主要材料，具有 自重轻、强度高、施工速 度快等优点，但耐腐蚀性 较差。
设计原则与规范要求
安全可靠
确保水池结构在各种荷 载作用下具有足够的强
度、刚度和稳定性。
经济合理
在满足安全性的前提下 ，优化设计方案，降低
荷载组合原则
在进行水池结构设计时，应考虑荷载的最不利组合。通常， 荷载组合应根据使用过程中可能出现的荷载情况，按承载能 力极限状态和正常使用极限状态分别进行组合。
水压力计算方法
水池壁板水压力计算
根据静水压力分布规律，壁板上的水 压力呈三角形分布。设计时，应计算 壁板各点的水压力，并确定最大水压 力值。
对于地震烈度较高的地区，应采取有效的 抗震措施，如设置减震支座、加强结构刚 度等。
实例展示：优秀细部设计案例
案例一
某大型水池采用高性能混凝土， 有效提高了结构强度和耐久性， 同时设置了完善的防水措施，确
保了水池不渗水。
案例二
某水厂水池在进出水口设置了格 栅和滤网，有效防止了杂物进入
水池，保证了水质安全。
常见错误与解决方法
03
总结在水池结构建模过程中常见的错误和问题，并提供相应的
解决方法和建议。
数据分析与结果展示方法
数据后处理功能介绍
介绍YJK软件的数据后处理功能，包括结果查看、数据分析、图 表生成等操作。
结果展示方法探讨
探讨如何有效地展示水池结构设计的结果，包括云图、等值线、 动画等多种展示方式。
工程造价。
符合规范
遵循国家相关规范标准 ，确保设计质量。
考虑施工便利
第42节装配式预应力钢筋混凝土水池施工PPT课件
结构形式：整体沉箱、装配式结构，分段预制，水下拼 装。
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
查清钻井场地及附近地下与地上障碍物的确切位置，避 开或采取适当保护措施。
做好水、电、路、通讯四通，设备要求范围平整场地。 确定施工方法和机具、准备黏土、砾石和管材、在使用
前运至现场。 开钻前，安装好钻具，检查各项安全设施。
2、护壁与冲洗
（1）泥浆护壁作业
泥浆护壁：由黏土、水组成的胶体混合物
2、闭气试验 消化池：在泥区进行满水试验，沼气区进行闭气试验。
1、试验主要仪器、设备 压力计、温度计、大气压力计和空气压缩机。
2、测读气压 将池内气压升至试验压力并稳定，即为初读数，间隔
24h，测读未读数。同时，测读池内气温和大气压力。
第4.2节 装配式预应力钢筋混凝土 水池施工
一、预应力混凝土水池的构造 施工特点：现场浇筑的池底、池壁采用预制、现
（1）洗井
目的：
a、清除在钻进过程中孔内岩屑和泥浆
b、排出滤水管周围含水层中的细颗粒，疏通含水层， 以增大滤水管周围的渗透性能，减少进水阻力，延长使 用寿命。
要求：在下管、填砾、封井后立即进行。以免形成孔壁 泥皮固结，造成洗井困难。
方法：活塞、压缩空气、水泵和泥浆泵、化学、二氧化 碳洗井法、高速水喷射洗井法。
钢筋混凝土水池设计
作用在池壁上的荷载可分为池内水压力、池外 土压力和地下水压力。
是水池承受的主 要荷载之一，一 般偏安全地按满 池来计算水压。
（3）温、湿度荷载
由于混凝土硬化过程中产生的水化热、工艺要求 以及季节变化等，造成池壁产生膨胀和收缩。当变形 受到约束时，在池体中产生相应的温度或湿度应力。 温度应力和湿度应力是导致混凝土池壁产生裂缝的主 要原因。
3.10.2
水池设计的内力计算
水池的内力计算主要包括池壁内力计算和底板内 力计算。不同边界条件和地基反力模型的选取，对水 池的内力计算结果有很大的影响
1、池壁的边界条件假定和内力计算
池壁的边界条件假定及应用： ①开敞式水池池壁的边界条件可假定为三边固接、顶边自由的 板。 ②有顶盖的封闭式水池池壁，视其与顶板的连接情况，池壁的 边界条件可假定为三边固接、顶边铰接(或弹性支承)的板。 当池壁与顶板整体连接，且池壁线刚度为顶板线刚度的5 倍以上时，可假设池壁顶端为铰接，否则为弹性支承。
实际工程中，常采用静力平衡法或考虑池底与地 基相互作用的内力分析方法来计算水池底板内力。当 使用静力平衡法计算时，假定地基反力按线性分布， 只要求满足静力平衡条件，乎略变形协调条件，所以 计算结果是相当近似的，此法适用于计算池型小、容 积小的小型水池，是一种适宜手工计算的简便方法。 当使用考虑池底与地基相互作用的内力分析方法时， 地基反力模型一般采用Winkler弹性地基模型。
③为保证池壁与池壁、池壁与底板为刚性连接，避免 应力集中，增强连接处的抗裂性，连接转角处应设 45°腋角。
④采用合理的结构布臵和围护措施，在水池内外表面 抹防水砂浆面层，以减小温湿度对结构的影响，并加 强整体刚度及保温防寒。 ⑤在水池四周设散水坡，防止地面水渗入引起地基不 均匀沉降。
喷泉水池设计和施工：水池的结构设计教学课件
2、刚性水池结构图
水池壁一般采用砖砌 或钢筋混凝土池壁，水池 底一般采用钢筋混凝土结 构。如图所示为江苏园水 池结构图。
3、柔性水池结构图
柔性结构是顺应建筑新材料新技术 发展的结果，但由于材料本身的原因， 遇到尖利的石块、草根容易破损，因而 施工要求比较高。如图所示为三元乙丙 橡胶薄膜水池结构。
水池的结构设计
水池结构分为
刚性结构水池也称为钢 筋混凝土水池，水池寿 命长、防漏性好。
柔性水池采用衬垫薄膜 材料，在中小型水池的 :10的比例。 标明从地基至池壁顶各层的材料和施工要求。 剖面图表现的内容一般包括：池壁、池底、表层(防护层)、防水层、基础做法；池壁与山
4、种植池结构图
在水池内种植花草，应根据植物生长特性来确定水的深度。
4、种植池结构图
如原池水太深，又要种植物时，应先将植物种植在种植箱内或盆中，并在池底砌砖或垫 石为基座，再将种植盆移至基座上。
水生植物种植池结构图
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1.5 地下式、半地下式及地上式水池
按照建造在地面上下位置的不同，水池可以分为地下 式、半地下式及地上式。
为了尽量缩小水池的温度变化幅度，降低温度变形的 影响，水池应优先采用地下式或半地下式。
对于有顶盖的水池，顶盖以上应覆土保温。 水池的底面标高应尽可能高于地下水位，以避免地下 水对水池的浮托作用，当必须建造在地下水位以下时，池 顶覆土又是一种最简便有效的抗浮措施。
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1.2 贮水池场地布置
• 矩形水池对场地地形的适应性较强，便于节 约用地及减少场地开挖的土方量，在山区狭长 地带建造水池以及在城市大型给水工程中，矩 形水池的这一优越性具有重要意义。
自上世纪80年代以来，随着水池容量向大型发展，用 地矛盾加剧，矩形水池更加受到重视。北京市水源九厂一 期工程的调节水池，采用平面尺寸255.9m×90.9m、池高5m 的矩形水池，容量达10.7万m3。如果与采用多个万吨级预 应力圆形水池达到相同容量的方案相比，其节约用地和造 价的效果都是肯定的。
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清水池布筋
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水解池底布筋
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河南开封辅仁制药有限公司污水处理厂 改造工程二沉池（5000 /m3d）
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集水坑施工图
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清水池施工图
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圆形水池施工图
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1.1 贮水池容量、形状、水深等技术经济指标
• 贮水池容量在3000m3以内时，相同容量的圆 形水池比矩形水池具有更好的技术经济指标。
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1.6 贮水池的顶盖和底板
• 贮水池的顶盖和底板大多采用平顶和平底。
• 工程实践表明，对有覆土的水池顶盖，整体式无梁 顶盖的造价和材料用量都比一般梁板体系为低。 •装配式梁板结构的优点是能够节约模板和加快工程进度， 但经济指标不如现浇整体式无梁楼盖。 • 从20世纪80年代以来，由于工具化钢模在混凝土工 程中应用越来越普遍，使现浇混凝土结构得以扬长避短， 在水池设计中优先采用全现浇混凝土结构已成为主流。
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3.10.1 水池的荷载
1、水池荷载分类及选用
（1）池顶荷载 对于有顶盖的封闭式水池，应计算作用于池顶板
上的竖向荷载，主要包括顶板自重、防水层重、覆 土重、雪荷载和活荷载。
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池顶、池底及池壁的各种荷 载必须来自别进行计算.（2）池壁荷载
作用在池壁上的荷载可分为池内水压力、池外土 压力和地下水压力。
是水池承受的主 要荷载之一，一 般偏安全地按满 池来计算水压。
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（3）温、湿度荷载
由于混凝土硬化过程中产生的水化热、工艺要求以 及季节变化等，造成池壁产生膨胀和收缩。当变形受 到约束时，在池体中产生相应的温度或湿度应力。温 度应力和湿度应力是导致混凝土池壁产生裂缝的主要 原因。
3.10 钢筋混凝土水池设计
水池的选型
用途
水处理用池 贮水池
水池的结构 池壁
顶盖
底板
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平面 形状
圆形 矩形
1.水处理用池，如沉淀池、滤池、曝气池等；该类型水池的容
量、形式和空间尺寸主要由工艺设计决定。
2.贮水池，如清水池，高位水池，调节池；该类型水池的容量、
标高和水深由工艺确定，而池型及尺寸则主要由结构的经济性 和场地、施工条件等因素来确定。
• 分离式底板可设置分离缝，也可以不设置，后者在 外观上与整体式反无梁底板无异，但计算时不考虑底 板的作用，柱下基础及池壁基础均单独计算。有分离 缝时，分离缝处应有止水措施。
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• 倒锥形和倒球壳组合池底的加速澄清池。
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圆形水池的顶盖和底板也可以采用球形或锥形薄壳结构， 这类结构的特点是可以跨越很大的空间而不必设置中间支柱， 由于壳体厚度可以做得很薄，在混凝土和钢材用量上往往比 平面结构经济。缺点是模板制作费费工费料，施工要求较高， 而且水池净高不必要地增大，当水池为地下式或半地下式时， 土方开挖和池顶覆土的工作量也因此增大，为了克服后一缺 点，可以尽量压低池壁的高度，甚至完全不用直线形池壁而 由池顶和池底直接相接组成蚌壳式水池。
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1.4 装配式和现浇整体式水池池壁
• 目前，国内除预应力原水池有采用装配式 池壁者外，一般钢筋混凝土水池都采用现浇整 体式池壁。
• 矩形水池的池壁绝大多数采用现浇整体式， 有有少数工程采用装配整体式池壁。
• 采用装配整体式池壁可以节约模板，使池 壁生产工厂化和加快施工进度。缺点是壁板 接缝处水平钢筋焊接工作量大，二次混凝土 灌缝施工不便，连接部位施工质量难以保证， 因此，实际时应特别慎重。
•圆形水池在池内水压力或池外土压力作用下，池 壁在环向处于轴心受拉或轴心受压状态，在竖向则 处于受弯状态，受力均匀明确；而矩形水池的池壁 则为受弯为主的拉弯或压弯构件，当容量在200m3 以上时，池壁的长高比将超过2而主要靠竖向受弯 来传递侧压力，因此池壁厚度常比圆形水池的大。
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• 经济分析还表明，就每立方米容量的造价、水泥用量 和钢材等经济指标来说，当水池容量大约在3000m3以内时， 不论圆形或矩形池，上述各项经济指标都随容量增大而降 低，当容量超过约3000m3时，矩形池的各项经济指标基本 趋于稳定。
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1.3 水池池壁厚度
• 水池池壁根据内力大小及其分布情况，可以做成 等厚的或变厚的
变厚池壁的厚度按直线变化，变化率以2%～5%（每 米高增厚20 ～50mm）为宜。
无顶盖水池壁厚的变化率可以适当加大，现浇整体 式钢筋混凝土圆水池容量在1000m3以下，可采用等厚池壁； 容量在1000m3及1000m3以上，用变厚池壁较经济，装配式 预应力混凝土圆形水池的池壁通常采用等厚度。
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• 当水池底板位于地下水位以下或地基较弱时，贮水 池的底板通常作成整体式反无梁底板。
• 当底板位于地下水位以上，且基土较坚实、持力层 承载力特征值不低于100kN/m2时，底板和池壁支柱基 础则可以分开考虑。此时池壁、支柱基础按独立基础 设计，底板的厚度和配筋均由构造确定，这种底板称 为分离式（或铺砌式）底板。
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水池常用的平面 形状为圆形或矩 形，其池体结构 一般由池壁、顶 盖和底板三部分 组成。按照工艺 上需不需要封闭， 又可分为有顶盖 （封闭水池）和 无顶盖（开敞水 池）两类。
给水工程中 的贮水池多数有 顶盖（如图）， 而其他池子则多 不设顶盖。
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预处理底板配筋
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周进周出二沉池底部
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二沉池布筋