专利名称：一种大型水池的预应力扶壁框架的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及建筑领域，更具体涉及一种大型水池的预应力扶壁框架，适用于高度大于7米，宽度大于20米的敞口水池。
背景技术：
在大型水池的结构体系中，常常采用悬臂式池壁或悬臂式扶壁柱的结构型式，该结构型式的缺点为池壁厚度大，配筋量大，造价高；为一次静定结构，如果池壁有缺陷，会导致整个结构失效。扶壁框架将水池两边的池壁联系起来，形成自平衡体系，可大大降低池壁厚度和扶壁柱截面高度，节约土建工程的造价；通过形成框架改善了结构的受力，形成了超静定结构，安全性大大提高。连接扶壁柱的拉梁受力很大，如果采用普通混凝土，其截面和配筋很大；考虑到普通混凝土容易开裂，而拉梁长期处于污水环境中，如果采用预应力，无疑是极好的解决办法。预应力混凝土能充分发挥钢筋和混凝土各自的特性，能提高钢筋混凝土构件的刚度、抗裂性和耐久性，可有效地利用高强度钢筋和高强度等级的混凝土。与普通混凝土相比，在同样条件下具有构件截面小、自重轻、质量好、材料省(可节约钢材40% 50%、混凝土 20% 40%)。虽然，预应力混凝土施工，需要专门的机械设备，工艺比较复杂，操作要求较高，但在跨度较大的结构中，其综合经济效益较好。框架结构是由梁柱组成的共同受力体系，具有良好的抗震性能和使用性能，在民用和工业建筑中使用十分广泛，但框架结构在构筑物上应用还非常少，本发明采用扶壁框架体系后，能改善构筑物的受力性能，降低土建工程的造价，具有良好的经济性。在深度较大的大型矩形水池设计中，选用合理的结构型式是设计经济合理的关键，在工艺允许的前提下，采用预应力扶壁框架是一种较好的选择，相比普通的混凝土结构，具有受力性能好、造价低、耐久性好的优点。由于水池预应力扶壁框架结构是多种技术、多种材料的结合，施工难度会比一般项目增加，需要施工人员须经专业培训，且需设计施工紧密结合。
实用新型内容本实用新型的目的是在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种大型水池的预应力扶壁框架，可以在减少池壁和扶壁柱的厚度，减少拉梁的截面及配筋。本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现一种大型水池的预应力扶壁框架，包括钢筋混凝土底板，还包括预应力拉梁和分布在钢筋混凝土底板四周的钢筋混凝土扶壁柱，预应力拉梁两端分别与钢筋混凝土扶壁柱连接，侧梁两端分别与钢筋混凝土扶壁柱连接，预应力拉梁的梁身与侧梁的梁身交叉连接。如上所述的预应力拉梁内设置有预应力钢筋，预应力钢筋延伸方向与预应力拉梁延伸方向一致，预应力钢筋两端分别通过预应力钢筋锚具锚固在钢筋混凝土扶壁柱上。如上所述的预应力拉梁内设置有构造钢筋，构造钢筋的延伸方向与预应力拉梁延伸方向一致，构造钢筋套设有构造箍筋。[0011]如上所述的预应力拉梁下设置有与钢筋混凝土底板连接的混凝土支柱。如上所述的侧梁与预应力拉梁垂直。如上所述的预应力拉梁距离钢筋混凝土底板的高度为钢筋混凝土扶壁柱高度的1/2 5/6。如上所述的预应力拉梁距离钢筋混凝土底板的高度为钢筋混凝土扶壁柱高度的1/3。本实用新型与现有技术相比，具有以下优点I、由于形成扶壁框架自平衡体系，使池壁、扶壁柱厚度大大减少；2、采用预应力减少了拉梁的截面及配筋；3、超静定体系使结构更安全，耐久性更好。
图I为本实用新型的平面结构示意图；图2为本实用新型的剖面示意图；图3为预应力拉梁配筋剖面示意图；图4为预应力钢筋示意图。图中1-预应力拉梁，2-钢筋混凝土扶壁柱，3-钢筋混凝土池壁，4-混凝土支柱，5-侧梁，6-预应力钢筋，7-构造钢筋，8-构造箍筋，9-模板，10-预应力钢筋锚具，11-钢筋混凝土底板。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步详细描述。实施例I如图f图4所示，一种大型水池的预应力扶壁框架，包括钢筋混凝土底板11，还包括预应力拉梁I和分布在钢筋混凝土底板11四周的钢筋混凝土扶壁柱2，预应力拉梁I两端分别与钢筋混凝土扶壁柱2连接，预应力拉梁I的梁身与侧梁5的梁身交叉连接，侧梁5两端分别与钢筋混凝土扶壁柱2连接。预应力拉梁I内设置有预应力钢筋6，预应力钢筋6延伸方向与预应力拉梁I延伸方向一致，预应力钢筋6两端分别通过预应力钢筋锚具10锚固在钢筋混凝土扶壁柱2上。预应力拉梁I内设置有构造钢筋7，构造钢筋7的延伸方向与预应力拉梁I延伸方向一致，构造钢筋7套设有构造箍筋8。预应力拉梁I下设置有与钢筋混凝土底板11连接的混凝土支柱4。侧梁5与预应力拉梁I垂直。预应力拉梁I距离钢筋混凝土底板11的高度为钢筋混凝土扶壁柱2高度的1/2 5/6。预应力拉梁I距离钢筋混凝土底板11的高度为钢筋混凝土扶壁柱2高度的1/3。预应力拉梁I与钢筋混凝土扶壁柱2连接，其作用是形成扶壁框架骨架体系；钢筋混凝土池壁3两侧嵌固在钢筋混凝土扶壁柱2上，下端嵌固在钢筋混凝土底板11上；混凝土支柱4与预应力拉梁I连接，作为预应力拉梁I的中间支点，作用是减少预应力拉梁I的跨度；侧梁5与混凝土支柱4相连，作为混凝土支柱4的侧向支点；钢筋混凝土扶壁柱2、钢筋混凝土池壁3、混凝土支柱4底端都嵌固在钢筋混凝土底板11上，共同形成整个扶壁框架受力体系；施工时预应力拉梁I固定在模板9上，由模板9下的临时支撑系统进行支撑，预应力拉梁I浇筑完毕达到强度后拆除模板9 ;预应力钢筋6直线分布在预应力拉梁I内，并在预应力拉梁I端部及钢筋混凝土扶壁柱2上用预应力钢筋锚具10锚固在钢筋混凝土扶壁柱2上；预应力拉梁I内分布预应力钢筋6和构造钢筋7、构造箍筋8形成预应力拉梁I的钢筋骨架，构造钢筋7伸入钢筋混凝土扶壁柱2进行锚固；预应力拉梁I的两端及中段预应力钢筋6呈直线分布在中部。在设计时首先应合理确定钢筋混凝土扶壁柱2的间距，一般使划分钢筋混凝土池壁3的高度和宽度近似相等，其次确定预应力拉梁I在水池中的高度。水池内的水压力由钢筋混凝土池壁3传给钢筋混凝土扶壁柱2及钢筋混凝土底板11，钢筋混凝土扶壁柱2的下部弯矩和拉力传递给钢筋混凝土底板11，上部拉力传递给预应力拉梁1，预应力拉梁I及钢筋的自重由构造钢筋7承受。计算时先计算钢筋混凝土扶壁柱2受力，选定钢筋混凝土扶壁柱2截面，计算钢筋混凝土扶壁柱2配筋；根据钢筋混凝土扶壁柱2传递给预应力拉梁I的拉力，确定预应力钢筋6的截面尺寸，验算预应力拉梁6的裂缝宽度和承载能力，根据污水环境，要求裂缝宽度为零；施工时先绑扎钢筋混凝土池壁3及扶壁柱钢筋，支好竖向模板，浇筑钢筋混凝土池壁及扶壁柱混凝土 ；再支预应力拉梁模板，施工预应力钢筋6的预埋管道、构造钢筋7和构造箍筋8，控制各种钢筋的空间距离和尺寸，确保达到设计要求；烧筑混凝土，并养护混凝土，待混凝土养护时间达到28天后张拉预应力钢筋6，张拉时应对称分部张拉，并安装预应力钢筋锚具10，确保预应力钢筋6压力均匀地施加在钢筋混凝土扶壁柱2上；完成预应力钢筋安装后拆出模板9。设计时注意钢筋混凝土扶壁柱2间距的划分，最佳划分为钢筋混凝土池壁3双向板的底部弯矩和水平弯矩相等或钢筋混凝土池壁3双向均采用构造钢筋；预应力拉梁I在高度方向的位置，最佳位置为钢筋混凝土扶壁柱2在预应力拉梁I下端的弯矩为直线，这样配筋最省。预应力拉梁I在设计时自重及其上荷载由非预应力筋承受，同时满足最小配筋率要求；由于预应力拉梁I拉力较大，水池的跨度一般超过30米，所以要进行两端张拉；水池可能空池，在空池状态下由于池外土压力使预应力钢筋6产生应力松弛，对结构受力不利，故应考虑反复满水空池的状态对预应力钢筋锚具10的影响。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
权利要求1.一种大型水池的预应力扶壁框架，包括钢筋混凝土底板(11)，其特征在于，还包括预应力拉梁(I)和分布在钢筋混凝土底板(11)四周的钢筋混凝土扶壁柱(2)，预应力拉梁(I)两端分别与钢筋混凝土扶壁柱(2)连接，侧梁(5)两端分别与钢筋混凝土扶壁柱(2)连接，预应力拉梁(I)的梁身与侧梁(5)的梁身交叉连接。
2.根据权利要求I所述的一种大型水池的预应力扶壁框架，其特征在于所述的预应力拉梁(I)内设置有预应力钢筋(6 )，预应力钢筋(6 )延伸方向与预应力拉梁(I)延伸方向一致，预应力钢筋(6)两端分别通过预应力钢筋锚具(10)锚固在钢筋混凝土扶壁柱(2)上。
3.根据权利要求2所述的一种大型水池的预应力扶壁框架，其特征在于所述的预应力拉梁(I)内设置有构造钢筋(7)，构造钢筋(7)的延伸方向与预应力拉梁(I)延伸方向一致，构造钢筋(7 )套设有构造箍筋(8 )。
4.根据权利要求3所述的一种大型水池的预应力扶壁框架，其特征在于所述的预应力拉梁(I)下设置有与钢筋混凝土底板(11)连接的混凝土支柱(4)。
5.根据权利要求I所述的一种大型水池的预应力扶壁框架，其特征在于所述的侧梁(5)与预应力拉梁(I)垂直。
6.根据权利要求I所述的一种大型水池的预应力扶壁框架，其特征在于所述的预应力拉梁(I)距离钢筋混凝土底板(11)的高度为钢筋混凝土扶壁柱(2)高度的1/2 5/6。
专利摘要本实用新型公开了一种大型水池的预应力扶壁框架，包括钢筋混凝土底板，还包括预应力拉梁和分布在钢筋混凝土底板四周的钢筋混凝土扶壁柱，预应力拉梁两端分别与钢筋混凝土扶壁柱连接，预应力拉梁与侧梁连接，侧梁两端分别与钢筋混凝土扶壁柱连接。预应力拉梁内设置有预应力钢筋，预应力钢筋延伸方向与预应力拉梁延伸方向一致，预应力钢筋两端分别通过预应力钢筋锚具锚固在钢筋混凝土扶壁柱上。实用新型由于形成扶壁框架自平衡体系，使池壁、扶壁柱厚度大大减少；采用预应力减少了拉梁的截面及配筋。
文档编号E04H7/20GK202810302SQ201220486799
公开日2013年3月20日 申请日期2012年9月21日 优先权日2012年9月21日
发明者王江勇, 杨晓臻, 盛国辉 申请人:中国轻工业武汉设计工程有限责任公司