【最新word论文】关于是否对水池闭水试验工况进行正常使用极限状态验算的商榷【工程建筑专业论文】.doc

关于是否对水池闭水试验工况进行正常使用极限状态验算的商榷摘要：本文针对新发布的给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程（CECS 138:2002），提出地下式或半地下式水池进行闭水试验这种工况可以不进行正常使用极限状态验算的观点，并阐述了理由。 关键词：水池 施工验收 正常使用极限状态 1.问题的提出在污水处理厂或给水厂的设计中，我们经常会遇到大型的矩形或圆形水池。按照给水排水构筑物施工及验收规范（GBJ14190）的有关规定，水池施工完毕后必须进行闭水试验，因此在进行水池的结构设计时必须考虑闭水试验这种工况。由于水池为储水构筑物，为确保其防渗、防漏和耐久，控制裂缝开展以及在某些情况下控制变形是必要的，按照新发布的给水排水工程构筑物结构设计规范（GB500692002）和给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程（CECS 138:2002）的规定，各种类别、形式的水池结构均应按正常使用极限状态验算，为便于设计人员操作，水池规范的5.3.3条第二款规定：“按正常使用极限状态验算时，应根据水池形式及其工况按表5.2.2选取不同的作用组合。”表5.2.2如下：水池形式及工况永久作用可变作用结构自重池内水压竖向土压力池外土侧压力预加力不均匀沉降顶板活载地面堆积荷载池外水压力温(湿)度作用地下式水池有盖水池闭水试验使用时池内无水敞口水池闭水试验使用时池内无水地面水池有保温设施的有盖水池闭水试验使用时池内有水无保温设施的有盖水池闭水试验使用时池内有水敞口水池闭水试验使用时池内有水注：1 表中有“”的作用为相应池型与工况应予计算的项目，有“”的作用为应按具体设计条件确定采用，当外土压无地下水时不计池外水压力；2 表中未列入地下式有盖水池池内有水的工况，但计算地基承载力或池壁与池顶板为弹性固定时计算池顶板，须予考虑；3 （略）（给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程表5.2.2）对于上表，笔者有两个疑问：1、对于一半在地上，一半在地下的半地下式水池的各种工况如何选取？2、对于地面水池，正常使用和闭水试验这两种工况作用（荷载）的情况基本一致，而对于地下式和半地下式水池，这两种工况作用（荷载）的情况差异较大，对这种水池的闭水试验工况进行正常使用极限状态验算，是否合适？试看一例：某污水处理厂曝气池为现浇混凝土矩形水池，水池池深为6m，地面以下埋深为3m，最高地下水位为地下1m，池壁近似为单向悬臂板，板长按6m计，池壁根部厚度设为650mm，混凝土为C25，钢筋为HRB335。池壁结构计算时有以下几种工况：（1）池内满水，池外无土（满水试验）；（2）池内无水，池外有土（检修）；（3）池内满水，池外有土（正常运行）。分别计算如下工况类型工况一工况二工况三最大弯矩标准值（kN.m）36047313最大弯矩设计值（kN.m）457.259.69397.51按照承载能力极限状态计算配筋面积（mm2）26671300（最小配筋率）2300按照正常使用极限状态（裂缝）计算配筋面积（mm2）43541300（最小配筋率）3470可以看到，对工况一按照正常使用极限状态验算，配筋会比工况三的配筋增加约25%。相应的造价也会增加很多。2.问题的讨论与解决建筑结构可靠度统一标准（GB500682001）第3.0.3条是这样表述的：“建筑结构设计时，应根据结构在施工和使用中的环境条件和影响，区分以下三种设计状况：（1）持久状况。在结构使用过程中一定出现，其持续期很长的状况。持续期一般与设计使用年限为同一数量级；（2）短暂状况。在结构施工和使用过程中出现频率较大，而与设计年限相比，持续期很短的状况。如施工和维修等；（3）偶然状况。在结构使用过程中出现频率很小，且持续期很短的状况，如火灾、爆炸、撞击等。对于不同的设计状况，可采用相应的结构体系、可靠度水准和基本变量等。”显然，对水池进行闭水试验应属于上述第二种状况即短暂状况，对于这种状况是否进行正常使用极限状态验算，按照建筑结构可靠度统一标准中3.0.4条第三款表述，“对短暂状况，可根据需要进行正常使用极限状态设计。”但参照新发布的给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程（CECS 137:2002）第5.1.3条表述，“各类沉井结构构件的使用阶段均应按正常使用极限状态验算”；以及旧规范给水排水工程结构设计规范（GBJ6984）第2.3.10条的说法，“钢筋混凝土构筑物和管道结构的构件，当在使用阶段组合荷载作用下为受弯、大偏心受压或大偏心受拉的受力状态时，应验算其裂缝宽度”。沉井与满水试验均为施工阶段，属于短暂状况，要求应该较之使用阶段要低。参照沉井规范和旧规范，笔者认为，水池试水这种工况，可以仅按承载能力极限状态进行验算而不需进行正常使用极限状态验算。但是对于具有特殊重要意义的水池则要具体研究确定。3.结论水池是给水排水工程中最常见的构筑物，各种大型水池土建部分的造价经常会占到总投资的50以上。因此对于水池的结构计算必须做到科学合理。而要做到结构计算的科学合理，各种工况要计算内容的选取必须科学合理。由于裂缝的开展是一个缓慢的发展过程，而水池闭水试验的持续时间一般并不是很长，对其进行正常使用极限状态验算似乎有不妥之处，因此笔者认为对于一般的水池结构在试水阶段可以类似于沉井结构的沉井过程，可不进行裂缝宽度的正常使用极限状态验算，但对于重要的或有特殊要求的水池则要视具体情况研究确定。由于笔者自身理论水平有限，因此，对以上提法有不妥之处，希望得到同行的指正。劳德诺又道：“当时我问师父：林家这辟邪剑法威力很大么？青城派为甚么这样用心修习？师父不答，闭眼沉思半晌，才道：德诺，你入我门之前，已在江湖上闯荡多年，可曾听得武林之中，对福威镖局总镖头林震南的武功，如何评论？我道：武林中朋友们说，林震南手面阔，交朋友够义气，大家都买他的帐，不去动他的镖。至于手底下真实功夫怎样，我不大清楚。师父道：是了！福威镖局这些年来兴旺发达，倒是江湖上朋友给面子的居多。你可曾听说，余观主的师父长青子少年之时，曾栽在林远图的辟邪剑下？我道：林林远图？是林震南的父亲？师父道：不，林远图是林震南的祖父，福威镖局是他一手创办的。当年林远图以七十二路辟邪剑法开创镖局，当真是打遍黑道无敌手。其时白道上英雄见他太过威风，也有去找他比试武艺的，长青子便因此而在他辟邪剑法下输了几招。我道：如此说来，辟邪剑法果然是厉害得很了？师父道：长青子输招之事，双方都守口如瓶，因此武林中都不知道。长青子前辈和你师祖是好朋友，曾对你师祖说起过，他自认这是他毕生的奇耻大辱，但自忖敌不过林远图，此仇终于难报。你师祖曾和他拆解辟邪剑法，想助他找出这剑法中的破绽，然而这七十二路剑法看似平平无奇，中间却藏有许多旁人猜测不透的奥妙，突然之间会变得迅速无比。两人钻研了数月，一直没破解的把握。那时我刚入师门，还只是个十来岁的少年，在旁斟茶侍候，看得熟了，你一试演，便知道这是辟邪剑法。唉，岁月如流，那是许多年前的事了。”林平之自被青城派弟子打得毫无招架之功，对家传武功早已信心全失，只盼另投明师，再报此仇，此刻听得劳德诺说起自己曾祖林远图的威风，不由得精神大振，心道：“原来我家的辟邪剑法果然非同小可，当年青城派和华山派的首脑人物尚且敌不过。然则爹爹怎么又斗不过青城派的后生小子？多半是爹爹没学到这剑法的奥妙厉害之处。” 只听劳德诺道：“我问师父：长青子前辈后来报了此仇没有？师父道：比武输招，其实也算不得是甚么仇怨。何况那时候林远图早已成名多年，是武林中众所钦服的前辈英雄，长青子却是个刚出道的小道士。后生小子输在前辈手下，又算得了甚么？你师祖劝解了他一番，此事也不再提了。后来长青子在三十六岁上便即逝世，说不定心中放不开此事，以此郁郁而终。事隔数十年，余沧海忽然率领群弟子一起练那辟邪剑法，那是甚么缘故？德诺，你想那是甚么缘故？“我说：瞧着松风观中众人练剑情形，人人神色郑重，难道余观主是要大举去找福威镖局的晦气，以报上代之仇？师父点头道：我也这么想。长青子胸襟极狭，自视又高，输在林远图剑底这件事，一定令他耿耿于怀，多半临死时对余沧海有甚么遗命。林远图比长青子先死，余沧海要报师仇，只有去找林远图的儿子林仲雄，但不知如何，直挨到今日才动手。余沧海城府甚深，谋定后动，这一次青城派与福威镖局可要有一场大斗了。“我问师父：你老人家看来，这场争斗谁胜谁败？师父笑道：余沧海的武功青出于蓝而胜于蓝，造诣已在长青子之上。林震南的功夫外人虽不知底细，却多半及不上乃祖。一进一退，再加上青城派在暗而福威镖局在明，还没动上手，福威镖局已输了七成。 倘若林震南事先得知讯息，邀得洛阳金刀王元霸相助，那么还可斗上一斗。德诺，你想不想去瞧瞧热闹？我自是欣然奉命。师父便教了我几招青城派的得意剑法，以作防身之用。” 陆大有道：“咦，师父怎地会使青城派剑法？啊，是了，当年长青子跟咱们祖师爷爷拆招，要用青城派剑法对付辟邪剑法，师父在旁边都见到了。”劳德诺道：“六师弟，师父他老人家武功的来历，咱们做弟子的不必多加推测。师父又命我不可和众同门说起，以免泄露了风声。但小师妹毕竟机灵，却给她探知讯息，缠着师父许她和我同行。我二人乔扮改装，假作在福州城外卖酒，每日到福威镖局去察看动静。别的没看到，就看到林震南教他儿子林平之练剑。小师妹瞧得直摇头，跟我说：这哪里是辟邪剑法了？这是邪辟剑法，邪魔一到，这位林公子便得辟易远避。”在华山群弟子哄笑声中，林平之满脸通红，羞愧得无地自容，寻思：“原来他二人早就到我局中来窥看多次，我们却毫不知觉，也真算得无能。” 劳德诺续道：“我二人在福州城外耽不了几天，青城派的弟子们就陆续到了。最先来的是方人智和于人豪二人。他二人每天到镖局中踹盘子，我和小师妹怕撞见他们，就没再去。 那一日也是真巧，这位林公子居然到我和师妹开设的大宝号来光顾，小师妹只好送酒给他们喝了。当时我们还担心是给他瞧破了，故意上门来点穿的，但跟他一搭上口，才知他是全然蒙在鼓里。这纨裤弟子甚么也不懂，跟白痴也差不了甚么。便在那时，青城派中两个最不成话的余人彦和贾人达，也到我们大宝号来光顾” 陆大有鼓掌道：“二师哥，你和小师妹开设的大宝号，当真是生意兴隆通四海，财源茂盛达三江。你们在福建可发了大财哪！”那少女笑道：“那还用说么？二师哥早成了大财主，我托他大老板的福，可也捞了不少油水。”众人尽皆大笑。劳德诺笑道：“别瞧那林少镖头武功稀松平常，给咱们小师妹做徒儿也还不配，倒是颇有骨气。余沧海那不成材的小儿了余人彦瞎了眼睛，向小师妹动手动脚，口出调笑之言，那林公子居然伸手来抱打不平” 林平之又是惭愧，又是愤怒，寻思：“原来青城派处心积虑，向我镖局动手，是为了报上代败剑之辱。来到福州的其实远不止方人智等四人。我杀不杀余人彦，可说毫不相干。” 他心绪烦扰，劳德诺述说他如何杀死余人彦，就没怎么听进耳去，但听得劳德诺一面说，众人一面笑，显是讥笑他武功甚低，所使招数全不成话。只听劳德诺又道：“当天晚上，我和小师妹又上福威镖局去察看，只见余观主率领了侯人英、洪人雄等十多个大弟子都已到了。我们怕给青城派的人发觉，站得远远的瞧热闹，眼见他们将局中的镖头和趟子手一个个杀了，镖局派出去求援的众镖头，也都给他们治死了，一具具尸首都送了回来，下的手可也真狠毒。当时我想，青城派上代长青子和林远图比剑而败，余观主要报此仇，只须去和林震南父子比剑，胜了他们，也就是了，却何以下手如此狠毒？那定是为了给余人彦报仇。可是他们偏偏放过了林震南夫妻和林平之三人不杀，只是将他们逼出镖局。林家三口和镖局人众前脚出了镖局，余观主后脚就进去，大模大样的往大厅正中太师椅上一坐，这福威镖局算是教他青城派给占了啦。”陆大有道：“他青城派想接手开镖局了，余沧海要做总镖头！”众人都是哈哈一笑。 劳德诺道：“林家三口乔装改扮，青城派早就瞧在眼里，方人智、于人豪、贾人达三人奉命追踪擒拿。小师妹定要跟着去瞧热闹，于是我们两个又跟在方人智他们后面。到了福州城南山里的一家小饭铺中，方人智、于人豪、贾人达三个露脸出来，将林家三口都擒住了。 小师妹说：林公子所以杀余人彦，是由我身上而起，咱们可不能见死不救。我极力劝阻，说道咱们一出手，必定伤了青城、华山两家的和气，何况余观主便在福州，我二人别要闹个灰头土脸。”陆大有道：“二师哥上了几岁年纪，做事自然把细稳重，那岂不扫了小师妹的兴致？” 劳德诺笑道：“小师妹兴致勃勃，二师哥便要扫她的兴，可也扫不掉。当下小师妹先到灶间中去，将那贾人达打得头破血流，哇哇大叫，引开了方于二人，她又绕到前面去救了林公子，放他逃生。”陆大有拍手道：“妙极，妙极！我知道啦，小师妹可不是为了救那姓林的小子。她心中却另有一番用意。很好，很好。”那少女道：“我另有甚么用意？你又来胡说八道。”陆大有道：“我为了青城派而挨师父的棍子，小师妹心中气不过，因此去揍青城派的人，为我出气，多谢啦”说着站起身来，向那少女深深一揖。那少女噗哧一笑，还了一礼，笑道：“六猴儿师哥不用多礼。”那手拿算盘的人笑道：“小师妹揍青城弟子，确是为人出气。是不是为你，那可大有研究。挨师父棍子的，不见得只你六猴儿一个。”劳德诺笑道：“这一次六师弟说得对了，小师妹揍那贾人达，确是为了给六师弟出气，日后师父问起来，她也是这么说。”陆大有连连摇手，说道：“这这个人情我可不敢领，别拉在我身上，教我再挨十下八下棍子。”那高个儿问道：“那方人智和于人豪没追来吗？”那少女道：“怎么没追？可是二师哥学过青城派的剑法，只一招鸿飞冥冥，便将他二人的长剑绞得飞上了天。只可惜二师哥当时用黑布蒙上了脸，方于二人到这时也不知是败在我华山派11