[拼音]：shuita

[外文]：water tower

儲水和配水的高聳結(jié)構(gòu)，用來保持和調(diào)節(jié)給水管網(wǎng)中的水量和水壓。水塔主要由水柜、基礎(chǔ)和連接兩者的支筒或支架組成。

類型

按建筑材料分為鋼筋混凝土水塔、鋼水塔、磚石支筒與鋼筋混凝土水柜組合的水塔。水柜也可用鋼絲網(wǎng)水泥、玻璃鋼和木材建造。過去歐洲曾建造過一些具有城堡式外形的水塔。法國有一座多功能的水塔，在最高處設(shè)置水柜，中部為辦公用房，底層是商場。中國也有煙囪和水塔合建在一起的雙功能構(gòu)筑物。按水柜形式分為圓柱殼式和倒錐殼式（見彩圖）。在中國這兩種形式應(yīng)用最多，此外還有球形、箱形、碗形和水珠形等多種。支筒一般用鋼筋混凝土或磚石做成圓筒形。支架多數(shù)用鋼筋混凝土剛架或鋼構(gòu)架。水塔基礎(chǔ)有鋼筋混凝土圓板基礎(chǔ)、環(huán)板基礎(chǔ)、單個(gè)錐殼與組合錐殼基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)。當(dāng)水塔容量較小、高度不大時(shí)，也可用磚石材料砌筑的剛性基礎(chǔ)。

水柜結(jié)構(gòu)及計(jì)算原則

圓柱殼式水柜

由頂蓋、柜壁和柜底組成。頂蓋采用平板、正圓錐殼或球形殼，周邊設(shè)置上環(huán)梁。柜壁為圓柱形殼。柜底的外伸段是倒錐形殼，中間段采用球形殼，外伸段尺寸按兩種殼的水平分力接近平衡來確定（圖1）。

倒錐殼式水柜

采用倒置的截頭圓錐殼柜壁。但不設(shè)柜底，由下環(huán)梁與支筒壁封住。頂蓋做法與圓柱殼式水柜相似。倒錐殼柜壁由于水深近似地與圓周直徑成反比，因此，柜壁環(huán)向拉力比較均勻，受力狀態(tài)較好（圖2）。

內(nèi)力計(jì)算

水柜內(nèi)力一般采用殼體的無矩理論或有矩理論進(jìn)行分析。無矩理論也稱薄膜理論，適用于承受自重、雪載和水壓等軸對稱或反對稱荷載，且厚度和邊緣構(gòu)件尺寸較小的旋轉(zhuǎn)殼。薄膜理論認(rèn)為薄殼結(jié)構(gòu)主要承受沿殼體曲面經(jīng)線方向和環(huán)向的軸向力；而不承受彎矩、扭矩和垂直于曲面的剪力。因此，殼體未知內(nèi)力只用靜力平衡方程式就可求得。有矩理論則考慮所有的未知內(nèi)力（軸向力、兩種剪力、彎矩和扭矩），需根據(jù)內(nèi)力平衡條件和殼體變形關(guān)系列出方程組。由于這些方程多是偏微分方程，求精確解比較復(fù)雜。在水塔設(shè)計(jì)中，既考慮殼體曲面的軸力，還要計(jì)算殼體邊緣處由于與其他相連殼體或環(huán)梁的影響而產(chǎn)生的邊緣干擾力。干擾力可根據(jù)相連在一起的構(gòu)件變形協(xié)調(diào)條件求出其邊緣的彎矩和剪力，再與薄膜內(nèi)力疊加，即得殼體的最終內(nèi)力。目前，隨著電子計(jì)算機(jī)的普及使用，可用有限元法代替解析法進(jìn)行較精確的計(jì)算。

支筒和支梁

支筒作為上端自由、下端固定的豎向懸臂環(huán)形斷面構(gòu)件計(jì)算，在豎向荷載和水平荷載共同作用下，筒壁斷面處于偏心受壓的應(yīng)力狀態(tài)，應(yīng)考慮由于水平彈性位移、基礎(chǔ)傾斜、施工誤差和開孔洞削弱等引起中心偏移而產(chǎn)生的附加彎矩。當(dāng)采用支架結(jié)構(gòu)支承水柜時(shí)，中、小型水塔可簡化成平面剛架計(jì)算。大型水塔的支架應(yīng)按空間剛架計(jì)算。

水塔抗震

在地震區(qū)，水塔可按單質(zhì)點(diǎn)體系計(jì)算地震力。根據(jù)震害現(xiàn)場觀察結(jié)果，磚支筒水塔不宜建在8度地震區(qū)。水塔震害多數(shù)發(fā)生在支筒斷面變更處、門窗孔洞削弱處和支架中梁、柱和水柜的連接處。地基失效，也能使水塔沉陷或傾斜。

施工和維護(hù)

鋼筋混凝土支筒一般采用滑升模板或翻模法施工，倒錐殼水柜可先在地面灌筑，再利用千斤頂或卷揚(yáng)機(jī)提升就位。鋼筋混凝土支架可用預(yù)制構(gòu)件吊裝就位，然后灌筑結(jié)點(diǎn)。也可支模逐層現(xiàn)場灌筑梁、柱的支梁。鋼水塔應(yīng)注意經(jīng)常維護(hù)，防止鋼材銹蝕。定期測量避雷針接地電阻。在空曠地區(qū)，較高的水塔頂端應(yīng)安裝航空識別的標(biāo)志。寒冷地區(qū)的保溫水塔，需特別注意管道的保溫，冬季停止送水時(shí)，應(yīng)把管道內(nèi)積水排出。輸、配水管位置應(yīng)盡量距中心近些，避免水柜出現(xiàn)強(qiáng)迫振動(dòng)現(xiàn)象。直管上要有伸縮節(jié)。

參考書目

1. 鐵道部第三勘測設(shè)計(jì)院編：《水塔》，中國鐵道出版社，北京，1980。

參考文章

• 水塔花的介紹觀賞園藝
• 水塔花的栽培技術(shù)觀賞園藝
• 垂花水塔花的繁殖方式觀賞園藝
• 香水塔花的形態(tài)特征觀賞園藝
• 水塔花的繁殖方式觀賞園藝
• 水塔鳳梨果樹園藝
• 水塔花的盆栽要點(diǎn)觀賞園藝
• 水塔花的栽培要點(diǎn)觀賞園藝
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標(biāo)簽：水塔

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