不锈钢水箱在高层建筑屋顶的应用研究

近年来在一些建筑成套化改造或者加层时，经常碰到砼水箱自重大，建筑结构无法承受，且施工周期长，影响正常供水等情况。我们在某幢12层高层住宅结合大修加层至14层时，就遇到了这一问题。在拆除2只屋顶砼水箱后续建时发现需再建的砼水箱自重30t，装满水后总重达90余t，墙体结构难以承受。为此，我们设计了两组圆柱型高强度薄壁不锈钢水箱组，每组3只并列安装，单只水箱容水量为12m3，但每只水箱重仅1.5t，有效地减轻了自重，解决了这个难题。

该屋顶水箱实际运行两年来，一切技术状况良好，体现出安装便捷，清洁卫生，管理方便，使用周期长等特点，运行中还可灵活切换投入水箱的个数，既增加了供水安全可靠性，又避免了水质二次污染，且造价低，与同容积砼水箱造价相比，节约经费19.80万元。现将超薄型大吨位不锈钢屋顶水箱组设计应用有关问题归纳如下。

1、薄壁不锈钢屋顶水箱钢种选择与强度质量、理化稳定性的要求

以较大容量的薄壁不锈钢屋顶水箱组，取代传统的钢筋砼水箱，首先着眼点是自重轻，强度大。另一个关键则为确保一个储水容器自身不污染水质，钢种在长期运行中，必须具备对人体卫生、安全、无害。

大连不锈钢水箱的强度质量

由于我们设计的不锈钢水箱组，选用的板厚为0.8mm～1.0mm，如此厚度，贮存大容量液体后能否达到强度上的要求，引起一些人的怀疑，有关技术资料和设计数据表明，用料厚度虽然较薄，但材料具有强度高，韧性大，延伸性好的特点，只要把握好生产制作中的关键，设计制作大容量不锈钢储水容器无可非议，可以获得成功。

不锈钢种的理化稳定性

高层建筑不锈钢屋顶水箱，作为几百家住户的一个储水容器，水质的污染与否直接影响到人民身体健康，应在长期的运行过程中，不氧化、不生化，免于锈蚀和重金属铬、镍离子的生成析出。为此，我们设计制作不锈钢种日本牌号为SUS304(相当于国产OCi18Ni9牌号)，从SUS304资料说明可以看出，该类钢种属奥氏体不锈耐酸钢，有良好的耐腐蚀性能和金属压延性能，对强氧化酸有耐腐蚀性。由此可见，以此作水箱体材料，完全可以抵御运行中低浓度氯酸(HCl)，次氯酸(HClO)，弱氧化性碳酸（H2CO3）等酸的作用，保障了水容器不污染水质的前提条件。

2、不锈钢水箱组设计布置方式和水力计算依据

确定水箱组的布置方式

因建筑呈Z字状长条型，且住户多，平均每层23户，大楼改造前，采用同一泵组同时向两个砼屋顶水箱供水。虽然在离泵房供水管路较长的2号水箱内，安装了液位控制器，且两个水箱进水还辅以水位控制浮球阀，但由于水压差异，进水量不均，经常造成球阀杠杆断裂失控而溢水，有时两个屋顶水箱用水量悬殊，使其中一个水箱断水，影响住户的用水环境。对此，我们结合大楼加层大修以及适应大楼屋顶平面，对两组不锈钢屋顶水箱进行重新设计布置，采用并联式水箱组，且在两组水箱之间安装连通环流管，使两组水箱蓄水互补，高程平衡，杜绝两水箱组因进、出水量差异产生的常见顽症，断、溢水事故。