水池给排水设计示意图 给排水工程中水池结构裂缝控制与强度控制的对比分析
时间：2019-04-18 03:15:51 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：对于给排水工程中水池结构，根据《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069–2002)要求，裂缝控制通过抗裂度验算、裂缝开展宽度验算和构造措施来实现。本文简述了如何采取恰当的措施控制水池结构裂缝的产生，并结合工程算例，对计算结果进行分析比较，来探讨一下满足强度配筋的构件如采用GB50069–2002计算，其最大裂缝宽度能否满足最大裂缝宽度限值0.2 mm 。
关键字：给排水工程;水池结构;裂缝控制;强度配筋
Abstract: for the water supply and drainage engineering structure pool, according to the water supply and drainage engineering structures structure design rules "(GB50069-2002) requirements, crack control through the resistance to LieDu checking and crack development width checking and structural measures to achieve. This paper describes how to take appropriate measures to control the cracking of the pool structure, and combined with engineering example, the results calculated the analysis and comparison, to explore the satisfy the intensity of the reinforcement if the component GB50069-2002 calculations, the largest crack width you could meet the maximum crack width limits of 0.2 mm.
Keyword: water supply and drainage engineering; Pool structure; Crack control; Strength reinforcement
中图分类号： S276.3文献标识码：A 文章编号：
0 前言
给排水工程中，钢筋混凝土水池结构的设计较为常见。考虑水池的抗渗防裂对正常使用有至关重要的作用，水池结构设计必须重视裂缝控制。为了确保结构具备良好的防渗、防漏性能，满足设计要求的耐久性，《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069–2002)对在组合作用下钢筋混凝土构筑物构件的最大裂缝宽度限值做了严格规定。本文简述了如何采取恰当的措施控制水池结构裂缝的产生，并结合工程算例，对计算结果进行分析比较，来探讨一下满足强度配筋的构件如采用GB50069–2002计算，其最大裂缝宽度能否满足最大裂缝宽度限值0.2 mm 。
对于水池结构，根据《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069–2002)要求，裂缝控制通过抗裂度验算、裂缝开展宽度验算和构造措施来实现。轴心受拉或小偏心受拉构件，应按抗裂度验算。这类构件的抗裂性能主要由混凝土抗拉强度和构件受拉截面决定。受弯或大偏心受拉（压）构件，应按裂缝宽度控制验算，在水池设计中以此类工况最多。
水池结构设计时，一般先根据强度计算初步确定配筋，然后进行裂缝宽度验算。根据水池的盛水性质（清、污水）及其使用功能，最大裂缝宽度一般控制在0.2mm或0.25mm。
下面先简述一下如何采取恰当的措施控制水池结构裂缝的产生。
1 控制裂缝的措施
1.1荷载作用裂缝的控制
荷载作用裂缝的控制，是要求在设计时对池体各部位可能产生最大拉应力的截面进行计算分析，使之满足裂缝控制的要求。对池体结构建立正确的计算模型和选择合理的荷载组合，以确保其内力及变形的计算与水池的实际工作情况一致。
1.2 混凝土收缩和温湿差造成裂缝的控制
此类裂缝的控制首先应根据规范规定，严格掌握混凝土配比及其用料的品种规格和级配，同时对混凝土灌筑和养护提出设计要求。另外，对大型水池可采取设伸缩缝、掺添加剂和设加强带、后浇带等措施，以及近些年比较常用的引发缝。由于变形缝的设置需要采取严密的构造措施来保证，对节点处理、施工及材料等都有相当高的要求，当有经验时，可在混凝土中施加可靠的外加剂、设后浇带或增设加强带，从而放宽伸缩缝的最大间距限制，以减少或取消伸缩缝。我院一般在大水池的底板处设置加强带，而在相应位置的池壁与顶板外设置后浇带；圆形水池池壁常用引发缝。
1.3 从施工方面考虑控制裂缝
为确保水池在施工期间严格控制由于施工因素造成的裂缝，除严格按设计要求外，在施工中还应注意施工缝的预留位置、混凝土的保温、水灰比的控制及砼的养护等问题。
2 裂缝控制与强度控制配筋计算的对比
2.1 《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069-2002)受弯构件最大裂缝宽度的计算方法。
2.2 《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)矩形截面的受弯承载力计算如下式:
2.3 裂缝控制与强度控制实例配筋计算结果的对比
下面以矩形截面池壁为例，在不同荷载作用下，采取两种控制方式进行计算，并作对比分析。
钢筋混凝土矩形池壁，截面尺寸b×h，混凝土强度等级为C30，保护层厚度c=35mm，采用HRB335级钢筋。钢筋间距控制在最常用的@100到@150之间，并使配筋率接近强度配筋率。计算结果列于表1中。
3 结论
通过以上实例的计算结果进行对比分析可知：
(1)构件钢筋受哪一种控制并不能简单地下结论。但将钢筋间距控制在最常用的@100到@150之间的情况下，弯矩值较大时，所取钢筋直径较大，满足强度配筋的构件如采用GB50069–2002计算，其最大裂缝宽度一般不能够满足最大裂缝宽度限值0.2 mm，即配筋是由裂缝控制的，并不是由强度控制；反之，由强度控制。
(2)在选择配筋方案时发现：细筋密布有利于减小最大裂缝宽度。
(3)从表1中并不能看出，随着壁厚的增大或配筋率的加大，最大裂缝宽度有明显的变化规律；这取决于所选择的配筋方案，钢筋直径或间距不同，最大裂缝宽度差别较大。
(4)计算池壁配筋时，应取裂缝控制与强度控制两种计算结果的较大者。
参考文献：
1. GB50069-2002，给水排水工程构筑物结构设计规范[s].
2. CECS138-2002，给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程[s].
3. GB50010-2002，混凝土结构设计规范[s].
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
