水池結構設計

1、YJK水池設計20162016年年4 4月月北京盈建科軟件有限責任公司北京盈建科軟件有限責任公司(Beijing YJK Building Software Co., Ltd.)(Beijing YJK Building Software Co., Ltd.)YJK水池設計上部結構建模增加基礎輸入，可將作為基礎的水池底板與上部結構一上部結構建模增加基礎輸入，可將作為基礎的水池底板與上部結構一起建模，從而整體計算；起建模，從而整體計算；專門的水池荷載菜單可自動生成作用于水池壁和池底的水壓力；專門的水池荷載菜單可自動生成作用于水池壁和池底的水壓力；多個水池可通過定義多個自定義水池荷載工況的不利布置

2、解決；多個水池可通過定義多個自定義水池荷載工況的不利布置解決；地下水壓力、土壓力可通過參數(shù)中的地下室信息自動生成，也可人工地下水壓力、土壓力可通過參數(shù)中的地下室信息自動生成，也可人工作為自定義荷載工況輸入解決；作為自定義荷載工況輸入解決；可可考慮地震下的動水壓力和動土壓力；考慮地震下的動水壓力和動土壓力；除了水池墻、板、梁柱構件的內(nèi)力配筋結果外，整體有限元分析后可除了水池墻、板、梁柱構件的內(nèi)力配筋結果外，整體有限元分析后可通過整體云圖查看各工況的變形和內(nèi)力，還可輸出水池任一剖切面上通過整體云圖查看各工況的變形和內(nèi)力，還可輸出水池任一剖切面上的彎矩、剪力圖；的彎矩、剪力圖；剪力墻剪力墻施工圖中可

3、進行水池結構施工圖；施工圖中可進行水池結構施工圖；2水池的建模和荷載輸入某1500M3環(huán)保矩形蓄水池為例3水池的建模和荷載輸入 對水池的池壁按照剪力墻對水池的池壁按照剪力墻建模建模； 對對水池池蓋按照樓板水池池蓋按照樓板建模建模 如圖如圖水池，其頂蓋可采用水池，其頂蓋可采用無梁樓蓋的方式建模，柱無梁樓蓋的方式建模，柱頂設置柱帽，柱間布置虛頂設置柱帽，柱間布置虛梁。梁。4對水池池底按照基礎筏板建模為了水池的整體計算，在上部為了水池的整體計算，在上部結構建模菜單就可以輸入筏板結構建模菜單就可以輸入筏板基礎基礎；在在構件布置的菜單中設置了基構件布置的菜單中設置了基礎布置菜單，可在任一標準層礎布置菜單

4、，可在任一標準層的層底位置輸入筏板、柱墩、的層底位置輸入筏板、柱墩、地基梁等基礎，布置方式與基地基梁等基礎，布置方式與基礎模塊中的操作礎模塊中的操作相同相同；這里這里布置的基礎在基礎模塊將布置的基礎在基礎模塊將同時起作用。同時起作用。5對水池池底按照基礎筏板建模筏板布置參數(shù)主要是筏板厚度、板筏板布置參數(shù)主要是筏板厚度、板上恒活面荷載值、基床反力系數(shù)上恒活面荷載值、基床反力系數(shù)等等；由于由于池底水壓力在水池菜單中輸入池底水壓力在水池菜單中輸入，這里對活荷載可以先填為，這里對活荷載可以先填為0 0；在每根柱底布置柱墩，柱墩尺寸在每根柱底布置柱墩，柱墩尺寸15001500* *15001500，上柱

5、墩高，上柱墩高480480，端部高，端部高度度130130。將水池的池壁、池頂蓋、池底都在將水池的池壁、池頂蓋、池底都在上部建模中整體輸入，可在上部結上部建模中整體輸入，可在上部結構計算中進行完整水池的結構計算構計算中進行完整水池的結構計算，比把池底分離、而在基礎模塊中，比把池底分離、而在基礎模塊中處理的計算結果更加合理處理的計算結果更加合理6可對水池筏板進行加腋水池底板四周常需要進行加腋水池底板四周常需要進行加腋，為此軟件在建模的基礎菜單，為此軟件在建模的基礎菜單中設置了中設置了“筏板加腋筏板加腋”菜單，菜單，可對筏板進行加腋，操作同樓可對筏板進行加腋，操作同樓板菜單中的板加板菜單中的板加腋

6、腋；軟件在結構計算中將對加腋筏軟件在結構計算中將對加腋筏板按照變厚度的有限元計算板按照變厚度的有限元計算7可對結構復雜水池以及水池上的各種附屬建筑按照多層的分層建模方式搭建8水池中的蓄水荷載水池內(nèi)的水對水池池壁產(chǎn)生的水平壓力，對水池內(nèi)的水對水池池壁產(chǎn)生的水平壓力，對水池池底產(chǎn)生豎向壓力，在水池池底產(chǎn)生豎向壓力，在YJKYJK中可使用中可使用“水水池荷載池荷載”菜單進行布置。菜單進行布置。該水池蓄水高度該水池蓄水高度5.5m5.5m，水池菜單中輸入數(shù)值，水池菜單中輸入數(shù)值如如圖圖；水池荷載的參數(shù)主要是水的起始層號和水的水池荷載的參數(shù)主要是水的起始層號和水的總高度，水的高度可以是超出本層的任意高總

7、高度，水的高度可以是超出本層的任意高度，當水的高度超出本層時，軟件會自動找度，當水的高度超出本層時，軟件會自動找出本水池本層以上的部分施加池壁荷載。出本水池本層以上的部分施加池壁荷載。當水的起始層號下面是筏板時，池底荷載加當水的起始層號下面是筏板時，池底荷載加載到筏板上，當水的起始層號下面是樓板時載到筏板上，當水的起始層號下面是樓板時，池底荷載加載到樓面上，池底荷載加載到樓面上9池外水土壓力和浮力對于水池外側的水土壓力，在對于水池外側的水土壓力，在YJKYJK中可以中可以按墻的面外荷載輸入方式直接按墻的面外荷載輸入方式直接輸入輸入；但是但是如果水池處于地下，可把他當做地下如果水池處于地下，可把

8、他當做地下室處理，用戶輸入地下室的相關信息就可室處理，用戶輸入地下室的相關信息就可自動生成作用在池外的水壓力、土壓力和自動生成作用在池外的水壓力、土壓力和底板的水底板的水浮力浮力；通過地下室信息除了自動生成地下室外的通過地下室信息除了自動生成地下室外的水壓力和土壓力外，結構計算時還可獲得水壓力和土壓力外，結構計算時還可獲得室外的室外的土土的的側向側向約束約束，因此這種方式的計，因此這種方式的計算更全面。算更全面。在前處理軸測圖中可查看墻的面外荷載在前處理軸測圖中可查看墻的面外荷載值值，包括地下水對水池底板向上的水浮力；，包括地下水對水池底板向上的水浮力；10池頂荷載等其它荷載對于有頂蓋的封閉式

9、水池，頂板作用的荷載由恒載和活載組成，其對于有頂蓋的封閉式水池，頂板作用的荷載由恒載和活載組成，其中恒載包括頂板自重、構造層重、覆土荷載等，活載包括池頂上的中恒載包括頂板自重、構造層重、覆土荷載等，活載包括池頂上的人群、車輛、堆放物品、雪荷載等荷載。人群、車輛、堆放物品、雪荷載等荷載。對于水池的池頂荷載，在對于水池的池頂荷載，在YJKYJK中可按板面恒活的方式輸入，中可按板面恒活的方式輸入，11多個水池的盛水不利布置用自定義荷載工況方式輸入水池荷載地下污水池，設有地下污水池，設有1212個水池，設計個水池，設計要求各個水池分別滿水和空水、以要求各個水池分別滿水和空水、以及所有水池都滿水及所有水

10、池都滿水情況情況；還需考慮以下三種工況：還需考慮以下三種工況：1 1）池內(nèi)滿水，池外無土；（試水階段）；）池內(nèi)滿水，池外無土；（試水階段）；2 2）池內(nèi)無水，池外有土；（復土階段）；）池內(nèi)無水，池外有土；（復土階段）；3 3）池內(nèi)滿水，池外有水。（使用階段）；）池內(nèi)滿水，池外有水。（使用階段）；12自定義荷載工況方式輸入水池荷載把把1212個水池個水池的每一個水的每一個水池的蓄水荷池的蓄水荷載當做一個載當做一個自定義的活自定義的活荷載荷載工況工況；共共設置了設置了1212個自定義活個自定義活荷載荷載工況工況；1314計算前處理的自定義工況組合方式設置在在計算參數(shù)的計算參數(shù)的“自定義工況組合自定

11、義工況組合”中，應對活荷載設置為中，應對活荷載設置為“疊加疊加+ +包包絡絡”組合方式，這樣可以組合方式，這樣可以考慮考慮1212種種活荷載之間的不利布置?；詈奢d之間的不利布置。15前處理對全樓樓板設置為彈性板6 為了算出水池頂板、壁墻為了算出水池頂板、壁墻、底板之間相互作用，應、底板之間相互作用，應在前處理的板屬性菜單中在前處理的板屬性菜單中點取點取“全樓彈性板全樓彈性板6 6”菜菜單，將全樓的所有樓板設單，將全樓的所有樓板設置為彈性板置為彈性板6 6（即按殼單（即按殼單元計算）元計算）16對彈性板荷載計算方式要選擇“有限元計算”方式這種計算方式將把板的支這種計算方式將把板的支座彎矩傳到墻上

12、，使墻承座彎矩傳到墻上，使墻承受較大的面外彎矩，在板受較大的面外彎矩，在板較厚時這種面外彎矩不行較厚時這種面外彎矩不行忽略忽略。而而傳統(tǒng)的導荷方式不能考傳統(tǒng)的導荷方式不能考慮這種面外彎矩，會使得慮這種面外彎矩，會使得墻肢面外彎矩比實際情況墻肢面外彎矩比實際情況偏小，不利于結構安全偏小，不利于結構安全17計算簡圖從計算簡圖可見水池的池壁從計算簡圖可見水池的池壁、池頂、池底連在一起，池、池頂、池底連在一起，池底的粉紅色標識為底板的彈底的粉紅色標識為底板的彈簧剛度。簧剛度。18設計結果輸出1920使用等值線菜單的使用等值線菜單的 “整體云圖整體云圖”菜單查看菜單查看水池整體在各個荷載工況下的變形和內(nèi)

13、力水池整體在各個荷載工況下的變形和內(nèi)力云圖。云圖。21使用等值線菜單中“切割線”功能可得到水池任意剖面的彎矩剪力圖22水池主體結構的施工圖設計墻身墻身施工圖施工圖；在剪力墻施工圖中，對水池屬性的剪力墻只計算出墻水平垂直分布筋在剪力墻施工圖中，對水池屬性的剪力墻只計算出墻水平垂直分布筋，不再生成邊緣構件，不再生成邊緣構件。23水池豎向剖面圖 墻施工圖菜單下設置了菜單墻施工圖菜單下設置了菜單“水池剖面圖水池剖面圖”，可用來畫，可用來畫水池的水池的剖面圖剖面圖；24在基礎軟件中對水池基礎的補充設計在上部結構建模中輸入的水池筏板底板、在上部結構建模中輸入的水池筏板底板、柱墩、樁等可以自動導入到基礎設計

14、模塊柱墩、樁等可以自動導入到基礎設計模塊。為考慮水池底板和側壁的互相影響，才將為考慮水池底板和側壁的互相影響，才將水池底板建在上部結構中，雖然在上部結水池底板建在上部結構中，雖然在上部結構計算結果中可以查看到底板的內(nèi)力配筋構計算結果中可以查看到底板的內(nèi)力配筋結果，但是上部結構計算并無地基承載力結果，但是上部結構計算并無地基承載力驗算、沖剪局壓驗算、沉降計算以及抗浮驗算、沖剪局壓驗算、沉降計算以及抗浮驗算等驗算等內(nèi)容內(nèi)容所以所以對于水池基礎設計來說，還應在基礎對于水池基礎設計來說，還應在基礎模塊做這些內(nèi)容的補充設計。模塊做這些內(nèi)容的補充設計。25抗震計算中池水的動水壓力和動土壓力 自身結構的地震

15、力計算由振型分解反應譜法給出自身結構的地震力計算由振型分解反應譜法給出 動動水、動土壓力由人工按相關公式計算求出，按照水、動土壓力由人工按相關公式計算求出，按照“自定自定義地震作用工況義地震作用工況”輸入輸入 在組合設置中設置常規(guī)地震作用計算與自定義地震作用工在組合設置中設置常規(guī)地震作用計算與自定義地震作用工況為況為“疊加疊加”關系，或關系，或“疊加疊加+ +包絡包絡”關系；關系；262728動水、動土壓力按照自定義地震作用工況輸入29地下建筑的抗震設計 按照按照抗規(guī)抗規(guī)1414章設計；章設計； 設置結構類型為設置結構類型為“地下建筑地下建筑”； 自身結構的地震力計算由振型分解反應譜法給自身結

16、構的地震力計算由振型分解反應譜法給出；出； 動土動土壓力由人工壓力由人工按按抗規(guī)抗規(guī)14.214.2相關相關公式計算求出公式計算求出，并并按照按照“自定義地震作用工況自定義地震作用工況”輸入；輸入； 在組合設置中設置常規(guī)地震作用計算與自定義地震作用工況在組合設置中設置常規(guī)地震作用計算與自定義地震作用工況為為“疊加疊加”關系，或關系，或“疊加疊加+ +包絡包絡”關系；關系；30其他注意點 一、一、如果如果用戶不想考慮民用建筑中以下參數(shù)，可以不用戶不想考慮民用建筑中以下參數(shù)，可以不選選： （1 1）薄弱層調(diào)整）薄弱層調(diào)整 （2 2）剪重比調(diào)整）剪重比調(diào)整 （3 3）0.2V00.2V0調(diào)整調(diào)整31

17、其他注意點 二、一般都設置為地下室，一為計算土水壓力，二為不考二、一般都設置為地下室，一為計算土水壓力，二為不考慮風荷載計算。慮風荷載計算。 當不考慮側土約束時，當不考慮側土約束時，需要把需要把M值修改為值修改為0。32小結對水池底板按基礎筏板輸入，對水池頂板設置為彈性板對水池底板按基礎筏板輸入，對水池頂板設置為彈性板6 6，這種全有限元模式，這種全有限元模式可可算出水池頂板、壁墻、底板之間算出水池頂板、壁墻、底板之間相互作用相互作用；專門專門的水池荷載菜單方便水池滿水荷載的輸入，為了考慮多個水池的水荷載的水池荷載菜單方便水池滿水荷載的輸入，為了考慮多個水池的水荷載不利布置，可將水池荷載當作自

18、定義荷載工況輸入；不利布置，可將水池荷載當作自定義荷載工況輸入；可對多層水池以及水池上的各種附屬建筑按照多層的分層建模方式搭建，適可對多層水池以及水池上的各種附屬建筑按照多層的分層建模方式搭建，適應結構復雜水池的應結構復雜水池的設計設計；計算結果計算結果中，除了內(nèi)力、位移、配筋結果按常規(guī)方式查看外，還可中，除了內(nèi)力、位移、配筋結果按常規(guī)方式查看外，還可使用使用等值等值線菜單的線菜單的 “整體云圖整體云圖”菜單查看水池整體在各個荷載工況下的變形和內(nèi)力菜單查看水池整體在各個荷載工況下的變形和內(nèi)力云云圖圖；使用；使用“切割線切割線”功能可得到水池任意剖面的彎矩功能可得到水池任意剖面的彎矩剪力圖剪力圖

19、；可進行可進行抗震抗震計算中池水的動水壓力和動土計算中池水的動水壓力和動土壓力壓力計算；計算；在基礎軟件中對水池在基礎軟件中對水池基礎基礎作作補充設計補充設計；可可完成水池施工圖繪制。完成水池施工圖繪制。33水池實際工程案例分析34實例1、某1500M3環(huán)保矩形蓄水池35蓄水池的建模和力學模型：無梁樓蓋板、墻、筏板、帶柱帽柱墩的柱36按按1層建模層建模3738為了區(qū)分水池滿水的活荷載和水池上的其他活為了區(qū)分水池滿水的活荷載和水池上的其他活荷載，將水池滿水荷載在自定義荷載中輸入荷載，將水池滿水荷載在自定義荷載中輸入使用水池荷載菜單輸入水池內(nèi)的使用水池荷載菜單輸入水池內(nèi)的蓄水荷載，形成池壁的水平活

20、荷蓄水荷載，形成池壁的水平活荷載和池底的豎向水壓力活荷載。載和池底的豎向水壓力活荷載。對水池的池頂部分輸入水池上的覆土重等恒活荷載39設地下室層數(shù)為14041由于水池滿水荷載當作自定義活荷載輸入，在計算參數(shù)的由于水池滿水荷載當作自定義活荷載輸入，在計算參數(shù)的“自定義工況組合自定義工況組合”中，應對活荷載設置為中，應對活荷載設置為“疊加疊加+包絡包絡”組合方式，這樣可以考慮兩種活荷載組合方式，這樣可以考慮兩種活荷載之間的不利布置之間的不利布置4243從計算簡圖可見水池的池壁、池頂、池底連在一起，池從計算簡圖可見水池的池壁、池頂、池底連在一起，池底的粉紅色標識為底板的彈簧剛度。底的粉紅色標識為底板

21、的彈簧剛度。44使用位移菜單使用位移菜單查看各工況下的變形圖查看各工況下的變形圖使用等值線菜單使用等值線菜單查看各工查看各工況下的況下的云圖云圖45使用等值線菜單的使用等值線菜單的 “整體云圖整體云圖”菜單查看水池菜單查看水池整體在各個荷載工況下的變形和內(nèi)力云圖。整體在各個荷載工況下的變形和內(nèi)力云圖。46使用等值線菜單中使用等值線菜單中“切割線切割線”功能可得到水池任意剖面的彎矩剪力功能可得到水池任意剖面的彎矩剪力圖，為了同時顯示樓板的彎矩，應勾選圖，為了同時顯示樓板的彎矩，應勾選“三維墻中顯示彈性板三維墻中顯示彈性板”實例2、某綜合水泵房設計4748輸入水池內(nèi)對墻的水壓力將第一層設置為地下室

22、層，水將第一層設置為地下室層，水土壓力可自動施加在外墻上土壓力可自動施加在外墻上492層懸掛吊車用移動荷載輸入50軟件采用和吊車荷載類似的計算框圖處理移動荷載軟件采用和吊車荷載類似的計算框圖處理移動荷載地下室信息中的水土壓力標高以及其他參數(shù)51計算簡圖52配筋計算簡圖53在配筋簡圖中，重點應查看池壁的內(nèi)力和配筋計算結果，池壁由于承在配筋簡圖中，重點應查看池壁的內(nèi)力和配筋計算結果，池壁由于承受面外荷載，軟件將據(jù)此計算出墻的水平和豎向分布鋼筋。同時在配受面外荷載，軟件將據(jù)此計算出墻的水平和豎向分布鋼筋。同時在配筋結果文件中給出面外彎矩作用下求出的墻的水平和豎向分布鋼筋，筋結果文件中給出面外彎矩作用下求出的墻的水平和豎向分布鋼筋，通過點取池壁的構件信息可以查看通過點取池壁的構件信息可以查看54整體云圖下查看各荷載工況下的變形及內(nèi)力55使用等值線菜單中“切割線”功能可得到水池任意剖面的彎矩剪力圖56實例3、地下污水池-32514這是一個地下水池，底標高這是一個地下水池，底標高