图2-6　拱盖弧底水窖示意图（单位：cm）

（一）水窖主要技术指标

拱盖弧底水窖技术指标主要有直径D、池深H、顶拱矢高f 1、窖底矢高f 2以及拱盖、弧底衬砌厚度t 1以及边壁衬砌厚度t 2。

（二）优化方法

1.矢跨比

根据《雨水集蓄利用工程技术规范》（GB/T 50596—2010）规定，要求水窖拱盖矢跨比不宜小于1/3，但根据无弯矩薄膜内力计算，削球壳体的池盖矢跨比为1/5是池盖环向内力由压力变为拉力的分界线。据此，进行拱盖弧底水窖结构优化分析时，水窖拱盖矢跨比采用1/4.5。同时，参考工程实践经验，窖底矢跨比采用1/8计算。

拱盖弧底结构砂浆抹面水窖示意见图2-6。

2.深径比

拱盖弧底水窖衬砌工程量可用式（2-81）计算确定：

式中　W——水窖衬砌工程量，m3；

D——水窖直径，m；

k 1——拱顶矢跨比，无量纲；

k 2——窖底矢跨比，无量纲；

H——水窖深度，m；

t 1——顶盖、窖底衬砌厚度，m；

t 2——边壁衬砌厚度，m。(www.daowen.com)

规划时，水窖顶盖削球壳体部分一般不装水，此时，水窖的蓄水容积（V）可用式（2-82）表示：

由式（2-82）可得到：

将式（2-83）代入式（2-81）中可得到式（2-84）：

对式（2-84）求导，并令W′=0，即：

整理可得：

再把式（2-85）代入式（2-83），可以得到：

式（2-86）即为水窖经济断面深径比，即当水窖深径比满足式（2-86）时，可使得拱盖弧底水窖具有最小的衬砌工程量。

（三）常用水窖优化结果

对顶拱、窖底衬砌厚度均为6cm，井壁衬砌厚度为3cm的拱盖弧底结构30m3、50m3水窖分别进行计算，给出结构优化结果。拱盖弧底水窖结构优化结果见表2-19。

表2-19　拱盖弧底水窖结构优化结果及主要工程量表