玻璃厂循环水池设计的几点体会

玻璃厂循环水池设计的几点体会

2010年第3l卷第4期玻璃厂循环水池设计的几点体会孙召群，杨广金(中国建材国际工程集团有限公司，蚌埠233018)摘要：循环水池是玻璃厂中的一个特种结构，该文通过笔者的设计实践阐述了水池荷栽组成、受力模型和构造措施等几点体会。关键词：水池设计：计算模型；抗浮；裂缝控制；构造措施SomeExperiencesonCirculating-waterPoolinGlassFactorySUNZhao-qun，YANGGuang-jin(ChinaTriumphInternationalEngineeringCo，Ltd，Bengbu233018，China)Abstract：Thecirculating-waterpoolisaspecialstructureinglassfactory，thisarticledescribes80meexperiencesontheconstitutionoftheload，t'hemodelanddetailsofseismicdesign．Keywords：thedesignofwaterpools；computationalmodel；anti—floatingdevice；thecontrolofcracks|detailsofseismicdesign循环水池是玻璃厂循环水泵房子项设计的重要组成部分，玻璃厂常见的循环水池为地下或半地上矩形有盖水池，循环水池以下简称水池。1水池荷载类型与采用水池荷载分为池顶荷载、池壁荷载、池底荷载、温度作用。池顶荷载包括顶板自重、防水层重、覆土重、设备重(in冷却塔)等永久荷载，还有池顶活荷载，实际计算时要全部考虑，玻璃厂的水池大多无顶板覆土，活荷载按上人屋面取值2．0kN／mz，当考虑到顶板上要安装设备，设备的零部件直接放在池顶组装，活荷载可以取2．0～4．0kN／m2。池壁荷载包括土压力、地面活荷载引起的附加侧向压力及有地下水时的地下水压力、池壁内侧荷载水压力。当无地下水时，池壁外侧受梯形分布的主动土压力，内侧受三角形分布的水压力。有地下水时，水池壁外侧力以地下水位为界分两段按梯形分布，要考虑地下水浮力使土体有效重度降低对土压力产生的影响。为简化计算通常侧压力两个梯形48斜边折线分布图形取直线分布图形，即侧压力按简化梯形分布，池底荷载指地基反力或是地下水浮力，地基反力由下面3项组成：由池顶活荷载引起的。直接取活荷载标准值；由池顶覆土引起的，直接取池顶单位面积覆土重；由池顶板自重、池壁自重及支柱自重引起的，可将以上总重除以池底面积。2水池顶板计算水池顶板按普通楼盖计算，计算板配筋时，边跨板边支座的约束条件可以定义为固端，在图纸上务必注明板支座负筋锚入侧壁满足抗震抗拉锚固laE。3水池侧壁计算3．1水池侧壁厚度的确定水池侧壁厚度可根据计算、施工工艺和经验确定，当壁厚不大于350mm时。可以采用等厚截面；当采用变截面时，顶端厚度可以取250mm。n建祷世器2010年第31卷第4期3．2水池侧壁计算模型可以根据侧壁宽高比B／H确定计算模型：1)当B／H>2时，侧壁按上端简支，下端嵌固的单向板计算。2)当B／H<0．5时，侧壁按两端嵌固的横向单向板计算。3)当0．5≤B／H≤2时，侧壁按三边嵌固，上端简支的双向板计算。4水池整体抗浮当地下水位很高，水池的总重量小于水的浮力时，水池会上浮，给玻璃厂带来经济损失，所以水池必须进行抗浮验算。当W总／F浮>1．05时，抗浮不满足，常采用增大底板外伸以增加水池的覆土荷载从而加大水池的总重。在满足工艺要求的情况下，减小水池的埋置深度来减小水浮力，进而满足抗浮要求。算例比较：一拟建水池地下水位为O．6m深，水池的尺寸为40m×24Irl×2．5m，水池底板厚0．5m，水池侧壁厚0．3n3．，底板外伸部分0．5m，顶板平均厚0．12m。1)当水池埋深为2．5m时，取混凝土容重25，填土容重为19。水池重=底板重+侧壁重+顶板重=41×25×0．5×25+2(40+24)×2．5×0．3×25+40X24×0．12×25=18092kN填土重=(40．5+24．5)×2X0．5×[1．9×(19—10)+0．6×19]=1852．5kN总浮力F=(41x25×0．5+40×24×1．9)×10=23365kN(18092+1852．5)／23365=0．854<1．05不满足抗浮2)当水池埋深较少1m时，水池重=18092kN填土重=(40．5+24．5)×2×0．5×[0．9×(19一lo)+0．6×19]=1267．5kN总浮力=(41x25×0．5+40×24×0．9)×10=13765kN(18092+1267．5)／13765=1．406>1．05满足抗浮通过算例可以看出增大水池重量效果明显但是不经济，底板外伸利用底板承受填土的重量从而加大水池自重，这种方法能达到一定效果，但是作用不大，减小水池的埋置深度是在满足工艺要求的情况下比较经济合理的有效方法。5裂缝控制水池裂缝的控制是水池设计中要考虑的关键点之一，会产生裂缝的原因很多：1)荷载作用荷载作用使水池构件产生过大拉应力进而出现裂缝。一般应首先根据结构方案进行初步的荷载和内力计算。通过对计算结果的分析来进一步调整结构受力体系，尽量使池体结构的各部位都能做到结构合理、受力明确、经济可靠。然后对整体结构所有结构件进行详细的力学计算，得到在各个起控制作用的工况下各控制断面的内力设计控制值。在接下来的截面配筋设计中，应区分各构件是否需进行裂缝控制设计，若需进行裂缝控制设计，则应根据其受力性质分别进行抗裂度验算或裂缝开展宽度验算。通过调整配筋率、钢筋规格、混凝土标号或构件截面尺寸，来达到裂缝控制。2)混凝土收缩和温湿差作用混凝土在其硬化期间放出的大量水化热，使得混凝土结构内部的温度不断上升，以致在结构表面引起拉应力；在其后期的降温收缩过程中，又由于受到支座及周边混凝土的约束而在混凝土结构中出现拉应力进而产生裂缝。一般可通过设置伸缩变形缝或在混凝土中添加外加剂，以及采用设置加强带、后浇带等措施解决，此类方法一般还能同时消减水化热的影响。水池设计中要采取控制裂缝的措施还有对建筑材料提出明确严格的要求，加强构造措施等。6水池的构造措施1)水池侧壁水平拐角和侧壁根部存在应力集中，增设腋角来改善受力情况。2)为防止裂缝开展在水池顶增设6根通长构造钢筋，池顶内外对称布置，钢筋直径不小于16。3)水道工艺要求水池侧壁预埋套管，此时侧壁上的孔洞要采取加强构造措施来保证结构安全。当孔洞直径D<300时可将主筋绕过孔洞，不切断，不设附加筋。当孔洞直径D>300时在侧壁内外侧增设附加筋，附加筋量不小于被切断主筋量，同时增设环向坚强筋。4)在水池水平转角处侧壁的内侧钢筋承担池内水压力引起边缘负弯矩时，要锚入相邻侧壁长度不小于L。。(下转第55页)49n2010年第31卷第4期4爆破效果与经济效益分析通过对比试验及全部采用空气间隔器间隔装药试验，使用空气问隔器后，在以下方面取得显著效果：1)爆破大块率由使用前的3％下降到1％以内，基本杜绝了根底的发生。2)使用空气间隔器爆破后，爆堆形状合理，矿石块度均匀，充分提高了挖装效率。3)采用空气间隔器装药，由于充分利用炸药的爆破能量，炸药单耗平均降低了11％左右，爆破成本显著降低，见表2。表2单孔节省火工材料成本表注：此成本中不包含空气间隔器成本。参考文献[1]王玉杰．爆破工程[M]．武汉：武汉理工大学出版社，1991．[2J王海亮．铁路工程爆破[M]．北京：中国铁道出版社，2003．[3]杨军，金乾坤，黄风雷．岩石爆破理论模型及数值计算[M]．jE京：科学出版社，1999．[4]赵建平，徐国元．爆炸波特征及能量分配的实验研究[J]．爆破，2009，26(1)：1．5．[5]田文高，蒲传金，陈晓玲．偏心不耦合装药参数理论分析[JJ．爆破，2008，25(2)：19．20．[6]李样龙，刘殿书．岩石材料损伤与应力波参数关系研究[J]．爆破，2009，26(3)：6．9，13．[7]吴亮，位敏．空气间隔装药爆破动态应力场特性研究[J]．爆破，2009，26(4)：17．21．[8]蒲传金．炮孔因素对露天台阶爆破效果的影响分析[J]．爆破，2008，25(1)：25．28．[9]侯爱军．石灰石在爆炸荷载作用下的破坏机理试验研究[J]．爆破，2009，26(1)：6-9．收稿日期：2010．07．03．作者简介：郭正勇(1966．)，高级工程师．E—mail：Guozhenyong(勇sinoma．cn(上接第49页)5)伸缩缝宽度可以取20～30Mm，伸缩缝的填充材料和封口材料要具有良好的防水性、压缩性和回弹能力。6)在地震区当设防烈度为8度或9度时，池壁拐角处的水平筋配筋率不宜于0．3％，伸入两侧壁的长度不应小于1．0m。7)受力钢筋宜采用直径较小的钢筋，间距宜为100—200mm。7结语以上叙述均为笔者在设计中学习总结的一些体会，当然完成水池的设计还要考虑很多更为全面的细节问题，就不一一叙述。[1][2][3][4]参考文献胥为捷，薛伟辰．混凝土结构温度作用研究进展[J]．结构工程师，2007(3)：73．77．北京市市政工程设计研究总院．GB50069--2002．给水排水工程构筑物结构设计规范[M]．北京：中国建筑工业出版社，2003．上海市政工程设计研究院．给水排水工程设计手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，1984．工程建设标准化协会．CECSl38—2002．给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程[M]．北京：中国建筑工业出版社，2003．收稿日期：2010—05．02．作者简介：孙召群，助理工程师．E-mail：115797674@qq．oorll55