毕业设计（论文）-高层住宅复合材料水箱设计

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1、高层住宅复合材料水箱设计36目录摘要IAbstractII前言1第一章绪论21.1课题的研究背景与意义21.2复合材料水箱的研究现状21.2.1复合材料水箱概述21.2.2国内外研究进展31.2.3复合材料水箱的应用41.3高层住宅水箱的研究现状51.3.1高层住宅水箱的的概念51.3.2高层住宅水箱的研究进展及发展方向51.4高层住宅水箱的结构设计61.4.1高层住宅水箱的设计方法71.4.2高层住宅水箱的结构分析81.4.3高层住宅水箱的成型方法91.5本论文思路与主要内容10第二章结构设计112.1设计

2、要求112.2复合材料水箱基本尺寸的确定11362.2.1水箱容积的确定112.2.2水箱形状及基本尺寸的确定122.2.3孔位的确定122.2.4水箱底标高及水箱支撑台的设计132.3复合材料水箱原材料的选择152.3.1原材料的选择原则152.3.2树脂基体的选择152.3.3增强材料的选择162.3.4密封材料及其他配件与配料17第三章设计计算193.1设计原则193.2复合材料水箱壁板材料性能193.3复合材料水箱箱体载荷计算203.3.1静水压Ps203.3.2风压载荷Pf203.3.3雪载荷计算P

3、x213.3.4人载荷Pr213.3.5地震载荷PD213.3.6水箱自重载荷PG223.3.7安全系数的选择233.4复合材料水箱箱壁厚度计算23363.4.1复合材料水箱侧壁厚度计算233.4.2复合材料水箱底板厚度计算243.4.3复合材料水箱顶盖厚度计算253.5复合材料水箱补强措施的计算263.5.1板法兰连接处宽度对水箱应变的影响263.5.2复合材料水箱的拉杆263.5应力、挠度的计算及安全评价283.5.1水箱的形状尺寸及参数283.5.2FRP材料的许用应力283.5.3应力、挠度的计算及安

4、全评价28第四章结束语32参考文献33谢辞3536高层住宅复合材料水箱设计前言36第一章绪论1.1课题的研究背景与意义随着中国城市化发展，城镇人口越来越多，城市土地昂贵，建筑单位为了实现更大的容积率，住宅楼逐渐从十三到十七层的次高层住宅过渡到三十层以上的高层住宅。然而，高层建筑的增多导致用水量加大，水压要求高，特别是用水高峰时期供水不足的问题愈发明显，普通供水难以保障高层住宅居民全天候供水。因此，使用复合材料水箱在晚间或其它用水低峰期将水用水泵储存到水箱中，当白天用水高峰期高层住户感到供水不足时，利用复合材料

5、水箱置于楼顶而产生的水压提供住户足够水压的供水，实现高层住宅的全天不间断供水，解决了城市供水不足的问题[1]。1.2复合材料水箱的研究现状1.2.1复合材料水箱概述复合材料是由不同材料（包括金属、无机非金属、和有机高分子材料）互为基体或增强材料，通过界面效应相互粘结成新的材料，它除保留原组份材料的主要性能外，还通过复合效应获得原组分材料不具备的性能［2］。定义在好好确定下，不太精确和好理解水箱制造常使用的材质有钢筋混凝土、复合材料（玻璃钢）、不锈钢、陶瓷或搪瓷类。复合材料水箱可使用不饱和聚酯树脂做基体，中碱无

6、捻粗纱方格布或玻璃纤维毡做增强体[3]，达到强度高，重量轻，耐腐蚀等特点，盛装生活、工业、消防等用水。其中，玻璃纤维强度很高，纤维间是松散的，只能承受拉力，不能承受弯曲、剪切和压应力，还不易做成固定的几何形状，属于松软体结构。采用36合成树脂把它们粘合在一起，通过适宜的成型工艺，可以加工成各种固定形状的坚硬的玻璃纤维增强的塑料基复合材料制品，既能承受拉应力，又可承受弯曲、压缩和剪切应力。由于其强度相当于钢材，又含有玻璃成分，也具有玻璃那样的色泽、形体、耐腐蚀、电绝缘、隔热等性能，因此也俗称“玻璃钢”[4]。水

7、箱的使用过程中，污染储水的主要因素是微生物的生长繁殖和水箱体有机物的析出。微生物的生长的代谢产物会产生有毒有害物质，使水质恶化；而析出的有机物本身往往就是致癌物质。不同材质水箱溶出有机物的种类由少到多依次为：不锈钢水箱、SMC复合材料水箱、陶瓷或搪瓷类类水箱、钢筋混凝土水箱。钢筋混凝土水箱是最易滋生细菌的，因此有机物的污染也很严重，其次玻璃钢、不锈钢、陶瓷或搪瓷类水箱对细菌的生长最不利[5]。对多种材质水箱进行比较后可知，SMC复合材料水箱质量最稳定，陶瓷或搪瓷类水箱第二，不锈钢水箱第三，钢筋混凝土水箱最差。

8、综合考虑各种材质水箱的水质、质量、强度、施工安装、耐久度等诸多因数，SMC复合材料水箱应最优先考虑使用和发展。1.2.2国内外研究进展目前国际上流行的水箱是复合材料（玻璃钢）水箱，玻璃钢水箱在玻璃钢工业生产中占有较大份额，而作为增强材料的玻璃纤维70%用于制造玻璃钢。世界化上第一个玻璃钢水箱在1962年由日本生产，并且发展迅速。隔年日本制定了玻璃钢水箱的建造标准，1975年日本制定了禁止使用钢筋混凝