水池结构设计探讨论文

摘要：水池结构的设计有其特定的技术要求,如防腐抗渗等。设计时,先要进行各种不同的荷载组合,其次要进行强度计算、抗裂度和裂缝宽度验算等。只有这样才能保证水池结构设计的技术与经济合理性。笔者针对水池结构的特点,从设计与施工两方面,就水池结构的关键技术措施及方法进行了介绍,探讨保证水池结构设计技术的经济合理及施工的安全有效进行的方法。下面是小编精心推荐的《水池结构设计探讨论文 (精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

水池结构设计探讨论文 篇1：

污水处理厂大型水池结构设计探讨

摘要：随着我国制造业的进一步发展，水资源污染和浪费问题严峻，对此我国已经颁布了相关法律法规、政策机制，加强制造业生产建设管理，控制水污染问题。一些城市已经开展了一系列水资源综合治理项目，建设了污水处理厂，并根据实际治理情况不断优化厂内布局，调整治理结构。水池结构是污水处理厂的重要组成部分，为了有效发挥大型水池的作用，需要加强大型水池结构设计，以此提高水池工作效率。

关键词：污水处理厂;大型水池;结构设计

引言：

为了有效解决城市发展、产业建设过程中的各种水资源污染问题，我国加强了污水处理的投资和支持力度，通过科学处理污水，从而对水资源进行科学开发和重复利用。但是在实际污水处理中还存在很多问题，人们对污水污染源认识不清，水池结构不符合要求，污水治理成本高，污水处理厂负荷运转，对污水处理厂高效运行产生了一定的阻碍。对此需要相关部门加强污水处理厂大型水池结构设计，以此妥善解决问题。

一、污水处理厂大型水池结构设计概述

污水处理厂在建设时需要遵循一定安全、适用、可靠、经济、技术原则，因此设计人员需要注重大型水池结构设计，将其作为污水处理厂的核心结构进行设计。污水池结构设计包括负荷力计算、强度计算、抗裂强度计算、裂缝宽度等计算，此外，设计人员还需要把握污染源情况，进行防腐设计、抗渗漏设计、抗压设计、防水设计等。对于建立在工业园基地的污水处理厂需要重点对工业生产中的重金属水污染问题进行重点设计，以此提高水池结构的防水和防渗漏性能，避免重金属污染渗漏到地下，引发二次污染，影响水池使用年限。[1]

二、污水处理厂大型水池结构设计问题

(一)防渗漏、抗渗系数、使用年限低

污水处理厂大型水池结构一般由钢筋混凝土结构构造而成，一般设计人员在设计时只考虑混凝土结构的抗压强度，对防渗漏、抗渗系数不够重视，缺乏整体设计，导致水池在使用过程中，因此超负荷运行，容易因为湿度和温度差产生内部应力，导致水池表面出现裂痕，影响质量和使用年限。

(二)水池表面材料工艺设计不足

早期人们在设计水池结构时，只考虑结构的强度和稳定性，对水池使用过程中出现的各种不均匀沉降导致的裂缝问题不重视，导致水池受损严重。污水中的各种污染物质有一定的腐蚀性和渗透性，会导致水池表面产生细纹，生成裂缝，最终影响水池结构内部构造，这种问题主要是因为水池结构设计时，缺乏对水池表面涂刷材料的施工工艺的设计，水池表明因为缺乏保护层容易产生二次腐蚀。

三、污水处理厂大型水池结构设计要点

(一)重视水池结构局部抗浮设计问题

一般的污水处理厂中存在很多的地埋式的水池，对于地下水位高的区域，设计人员就需要考虑水池结构的整体抗浮能力，但是在实际中，设计人员往往都会忽略调水池局部抗浮能力。导致大型水池支撑柱和水池底板在水浮力作用下出现了向上挠度，导致水池产生裂缝，出现变形，水池支撑柱出现弯曲、剪切，因此设计人员需要注重水池结构局部抗浮问题，可以通过设置锚杆、打桩等方式来改善局部抗浮问题。

(二)水池荷载和荷载组合

水池结构荷载力主要是水池外侧土体对池壁产生的一种土压力，还有水池内的污水在外侧土体压力、地下水压力、温度和湿度作用。对于外侧土体压力一般采用朗普主动土压力计算方法进行计算，池内水压一般采用池内最高水位计算，这种方法有一定的计算误差。为了避免后期实际水位超过计算水位，保证水池正常运行，需要设计人员从水池内侧水位进行满水计算。大型水池荷载力受到外界影响因素大，需要通过计算解决，一般在结构设计时，采用的荷载组合方式是自重-水土压力组合方式。如果水池一侧有水，一侧无水就需要根据实际工程情况进行组合计算[2]。

(三)水池结构内力计算

污水处理厂水池按照工艺形式主要分为敞口和有盖形式，因此在设计时需要根据不同的结构类型确定边界标准和计算模型，以此进行设计。一般大型水池结构采用有盖结构形式，但是这种方式会增加一定的设计难度，因此可以将走道板作为水池壁的不动铰支撑架，从而调整整个水池受力状态，确保水池受力均匀。大型污水处理水池壁是矩形，传统的设计思路，以竖向单侧板作为模型进行设计，根据实际边界标准计算内力。如果是双向板，荷载方向会变化，增加计算难度，因此在双向板设计中可以通过差表计算，调度接线刚度和相邻受力池壁内力，最终得出计算结果。水池的底板一般需要和池壁筒进行连接，并计算池壁传递内力，对于大型水池一般需要采用单元截条法进行设计，对于较为复杂的大型水池可以采用理正数值模拟软件建立模型进行分析。

(四)规范结构设计

污水处理厂大型水池结构一般用来蓄积大量的污水的，由于水池承载力对环境的破坏性，需要对污水进行二次净化处理，因此设计人员需要严格根据相关要求和标准对水池的负载力、强度、可靠性进行设计。设计人员在设计前还需要对实际工程情况、地质条件、水池结构构建等对水池结构的强度和稳定进行测验。例如，钢筋混凝土在超强度压力下会出现裂缝，因此在大型水池钢筋混凝土结构设计时，需要对水池结构的抗裂性进行计算。总之，以上设计要求可以规范水池结构设计，因此需要设计人员加强重视。

(五)水池结构的横面设计

在大型水池结构设计时，实现需要了解水池结构设计要点，从而根据结构设计要点依次进行。例如，在水池结合横面设计中先需要对横面强度和安全系数进行计算，安全系数主要指水池盖、水池壁附加安全系数，因为水池盖主要承担活载、自重、覆土重等负荷，这些负荷在整个水池结构承载中占据着较大的部分，因此水池盖的安全系数有着严格的要求和标准。水池壁主要承受的是水、土的压力，土变化性大，水的负荷较为平稳，因此水池壁负荷安全系数只需要孔指在0.9就可以。考虑到水池壁易出现裂缝，蔓延整個水池结构横面问题，需要设计人员进行重点控制。对于无顶敞口的水池，设计人员可以通过加强钢筋、墙梁、肋梁的方法对顶部位置进行固定，从而保证水池的整体稳定性[3]。

(六)因地制宜，加强结构校核

污水处理厂大型水池结构设计在整个污水处理厂建设中发挥着重要的作用，水池结构涉及多方面细节工作，尤其是计算和核对，需要严格遵循相关技术标准进行，避免失误问题发生，因此设计人员在进行水池结构设计时需要从全方面考虑问题。严格根据设计标准和规范程序进行，因地制宜的采取针对性措施解决水池结构不稳的问题，比如，在水池结构强度计算时，计算人员先需要对不同结构类型的水池进行分析，细心计算水池结构强度。另外，在工程开始前，设计人员还需要对结构相关数据进行审核，确保数据精准，才可以将其作为设计依据进行设计，最终保证水池结构强度、安全性符合实际需求。

(七)水池结构防腐工艺设计

对于上述水池结构表层腐蚀、裂痕问题需要重点解决，设计人员可以在水池表面涂抹沥青、纳米材料等提高水池表面的防腐能力，以此降低污水对水池的损坏，最终控制污水的侵蚀能力。

四、结束语

总之，污水处理厂大型水池结构设计的好坏直接影响着水池蓄水运行的稳定性，考虑到污水处理厂的正常运行，需要设计人员从局部抗浮设计、水池荷载和荷载组合、水池结构内力计算、规范结构设计、水池结构的横面设计等方面出发，以此把握设计要点。

参考文献：

[1]赵帆. 污水处理厂大型水池结构设计探讨[J]. 住宅与房地产，2019，528(06)：290.

[2]杨远鹏. 大型污水处理厂水池结构设计探讨[J]. 城市建筑，2020，v.17;No.367(26)：82-83.

[3]白快，张科，涂帆. 大型污水处理厂水池结构设计的探究[J]. 居舍，2020(01)：93-93.

作者：李永亮

水池结构设计探讨论文 篇2：

水厂建设中关于水池结构设计的探讨

摘 要： 水池结构的设计有其特定的技术要求, 如防腐抗渗等。设计时,先要进行各种不同的荷载组合, 其次要进行强度计算、抗裂度和裂缝宽度验算等。只有这样才能保证水池结构设计的技术与经济合理性。笔者针对水池结构的特点,从设计与施工两方面,就水池结构的关键技术措施及方法进行了介绍,探讨保证水池结构设计技术的经济合理及施工的安全有效进行的方法。

关键词：水池结构;设计;施工

1 水池结构的设计

1.1 结构设计应符合的规定

各种结构类别、形式的水池均应进行强度验算。根据荷载条件、工程地质条件和水文地质条件,决定是否验算结构的稳定性。钢筋混凝土水池应进行抗裂度或裂缝宽度的验算。在荷载作用下,构件截面为轴心受拉或小偏心受拉的受力状态时,应进行抗裂度验算,在使用阶段荷载作用下,构件截面为受弯、大偏心受压或大偏心受拉的受力状态时,应进行裂缝宽度的验算。预应力混凝土水池还应进行抗裂度验算。

1. 2 荷载及荷载组合

(1)各种荷载。

水压。这里指池内水压,是水池的主要荷载之一。现在习惯上将水池按满水来计算水压。这是因为:一方面很可能存在误操作而造成满池;另一方面今后工艺上有可能挖潜而超过原设计水位。

土压力。池外有填土的水池,土对池壁的侧压力通常用朗肯理论计算土的主动压力。但土的侧压力变化因素很多,如回填土的密实度、粘结力、内摩擦角等。实践证明,用朗肯理论计算主动土压力偏于安全。

地下水压力。地下水压对水池底板的托浮力是威胁水池底板安全的一种主要荷载,设计时应予以重视。为了抵消地下水对底板的影响,在用无梁板作为底板时,其最经济有效的办法是以池底浮土来平衡,而采用增加结构自重的方法是不经济的。当地下水位低于池底而不考虑地下水压时,需采取措施排除地表滞水。

温、湿度荷载。由于环境的影响,造成结构物产生温度或湿度的变化,从而引起结构物体积变化,当这种体积变化受到约束时,就会产生应力。通常将温度差及湿度差称之为温、湿度荷载。

(2)荷载组合。

①水压+ 自重。这是水池结构设计的基本组合。

②水压+ 自重+ 冬季温差。综合温差、湿差和水压的共同作用,当壁面冬季温差的绝对值大于夏季壁面湿差(化为等效温差)的绝对值时,这种情况是最不利的组合。

③水压+ 自重+ 濕差。综合温差、湿差和水压的共同作用,当夏季壁面湿差(化为等效温差) 的绝对值大于冬季壁面温差的绝对值时,这种情况是最不利的组合。

④土压+ 自重。这是指池外有覆土的水池,当有地下水时还应包括地下水压,这种组合是水池荷载的基本组合之一,当水池建成后运营前以及水池放空期间均属此种荷载组合情况。根据上述几种情况,可归纳为如下两类:a. 无覆土的水池,池壁的荷载应取上述四种组合的最不利情况求得内力。b. 有覆土的水池,可不考虑2) 和3) 两种组合。

1.3 截面设计的关键性问题

(1)强度设计的安全系数。

①水池顶盖强度设计的附加安全系数。顶盖所承受的荷载是自重、覆土重、活载等,其中自重和覆土重所占比例最大。由于土的容重随密度和含水量而变,其变异性较大,因此,附加安全系数取1. 0 是合适的。

②池壁强度设计的附加安全系数。池壁主要承受土压和水压,水深一般取满池计算,水的容重差别极小。土压强度一般用朗肯主动土压力理论,是略偏大的。从而说明池壁荷载的取值一般是高限,且变异性很小,因此,附加安全系数取0. 9，即能满足结构设计要求。

③底板强度设计的附加系数。池底实际上是与地基共同工作的,一般情况下计算水压及均布荷载均偏大。底板强度设计的附加安全系数取0. 9，即能满足结构设计要求。

(2)关于裂缝问题的探讨。根据对已建成水池所作的调查。

水池裂缝一般为竖向裂缝。这些裂缝有两种:一是贯穿性裂缝,由混凝土收缩引起的;二是出现于池壁外侧的表面裂缝,其逐步扩伸至全截面。另外在工程实践中发现,所有的外挑现浇走道板都产生严重裂缝,并随之扩展到池壁,因此,有必要考虑到预制装配式走道板,或作现浇走道板,每隔3 m～4 m 设伸缩缝一道。

(3)构造配筋。水池池壁的构造配筋,宜按矩形和圆形水池加以区分。对于地面式矩形水池池壁,因对湿差和温差的影响甚为敏感,为避免产生贯穿裂缝,池壁水平向的最小构造配筋率每侧不小于0. 15 %为宜。对于无顶盖的水池往往在池壁顶部先开裂,宜在顶部每侧放置不小于2 根Φ16 的水平向钢筋。对于圆形水池池壁的环向最小构造配筋率,其外侧的最小构造配筋率不宜小于0. 35 %， 内侧不宜小于0. 15 %， 对于外池有覆土的水池池壁,其内、外侧宜对称配置,但全截面总配筋率不宜小于0. 3 %。水池底板最小构造配筋率,对于无顶盖的敞口水池,其底板上层钢筋的最小构造配筋率不宜小于0. 15 %，其下层配筋率及有顶盖的水池底板配筋率不小于0. 1 %。

(4)经济配筋率。对于矩形水池,当上端自由,下端固定的竖向截面池壁时,其最大配筋率在0. 8 %左右尚属经济。其他矩形水池的池壁,某一界面的最大配筋率可达到1. 0 %左右亦属经济范围。

2 水池结构的施工

2.1 水池底板施工要点

(1)混凝土垫层(基础) 浇筑前,应检查地基土质是否与设计资料相符合,如有不同,则应该针对不同情况加以处理,然后再浇筑混凝土垫层。(2) 混凝土垫层在浇筑完毕后的1 d～2 d (视施工时的温度而定)，在垫层面测定底板中心,然后根据设计尺寸进行放线,定出柱基及底板的边线,画出钢筋分布线,依线铺放绑扎钢筋,接着安装柱基和底板外模板。(3) 钢筋绑扎时,应详细检查钢筋直径、间距、位置、搭接长度、上下层钢筋的间距、保护层及预埋件的位置和数量,均应符合设计要求。上下层的钢筋要用铁撑(马凳) 加以固定,防止在浇筑混凝土时发生变位。(4) 柱基模板是悬空架设,下面用临时小方木撑在垫层上,边浇混凝土边取出小方木。(5) 底板应一次连续浇筑完,不留施工缝。施工间歇时间不得超过混凝土的初凝时间。平板厚度在20 cm 以内可用平板振动器,厚度较厚时,则采用插入式振动器。(6) 池壁为现浇混凝土时,底板与池壁连接处的施工缝可留在基础上口20 cm 处,如设计要求有止水钢板,在浇捣混凝土前,应将止水钢板安放固定。(7) 混凝土浇筑完毕后,其强度尚未达到1. 2 MPa 时,禁止振动,不得在底板上搭设脚手架,安放模板或搬运工具,并注意对混凝土的养护。(8) 遇特殊情况需留施工缝时,应做成垂直的结合面,并注意结合面附近混凝土的密实。

2.2 混凝土浇筑

水池混凝土一般可采用分节浇筑和连续浇筑。池壁分节浇筑的顺序:基础底板→池壁→环梁→顶盖。池壁连续浇筑的顺序:基础底板→池壁→环梁及顶盖。

2.3 防水层施工

水池内防水层施工按水塔内防水层施工进行。水池外壁一般喷涂沥青防水层。用作防水层的沥青必须符合规定标准,施工前应检查是否合格。施工前应将池外壁洗刷干净,先涂冷底子油,然后涂热沥青两道。

参考文献

[1]王增长. 建筑给排水工程[M]. 北京:中国建筑工业出版社,1998.

[2]张靖静. 水池结构设计概要分析[J]. 山西建筑,2005，31 (22) :67268.

作者：魏　伟

水池结构设计探讨论文 篇3：

探讨钢筋混凝土矩形水池结构设计

摘要：本文探讨了水池结构设计的方法和特点，从荷载计算及内力组合、内力计算、构造措施三个方面提出了设计中一些值得注意的问题.从而使钢筋混凝土矩形水池设计的更加可靠和经济，供同行参考。

关键词：结构设计　矩形水池　水池荷载　内力计算　构造措施

注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等內容请以PDF格式阅读原文”

作者：卢生寿