现浇钢筋混凝土调节池结构设计分析比较与确定

发布时间：2022-10-05 10:12 热度：

　　现浇钢筋混凝土调节池结构设计分析比较与确定
　　阳旦娇
　　（工作单位：湖南华亿市政工程设计有限公司）
　　摘要：本文结合工程实例，分析介绍了工业污水处理厂矩形调节池结构设计方案，并在不同设计方案侧壁和底板内力验算分析比较的基础上，对水池结构设计具体构造措施进行了详细探讨，并对设计效果进行了分析评价和总结。
　　关键词：钢筋混凝土；矩型水池；结构设计；内力验算；荷载
　　1引言
　　大型现浇钢筋混凝土水池一般分为圆形和矩形,实际应用中二者各有优势。而矩型水池实际是空间结构体系，其自身约束和外界条件的约束都十分复杂。因此，在结构的处理上应注意结构方案的选择原则，应在满足工艺要求的前提下，做到布局合理，受力明确，以及安全、经济和实用。
　　水池场地应选在地基稳定、地质均匀的地区，结构选型不宜过大，平面尺寸尽量控制在不需设变形缝的间距范围内。水池高度不宜超过6m，水池内力计算时边界条件的假定应尽量与实际情况相符合。只有选取合理的结构方案，结合钢筋混凝土特种结构的构造特点，才能把水池结构工程设计得更加可靠和经济。
　　2工程概况
　　某工业污水处理厂工程设计规模5万m3/d，占地约50000多m2，污水处理厂工艺流程为车间出水送至污水处理厂，经筛网滤池、混凝沉淀池、调节池、厌氧池、好氧池、二沉池，最后由消毒池送出。其中集水池、混凝沉淀池、调节池、厌氧池、好氧池为钢筋混凝土水池，考虑到场地和荷载影响，采用方格式布置，水池高（H）在6m，调节池尺寸为27×14.1×6×4（个）。
　　3水池结构方案分析
　　水池属于钢筋混凝土特种结构，它由各种类型的梁、板、柱等单元构件组成，结构型式和荷载条件比较复杂。
　　以上述调节池为例，池高H=6m，侧壁L1=27m，端壁L2=14.1m。根据实际使用情况确定最不利的荷载组合为间隔储水组合，有下列两种：
　　试水阶段：结构自重+池内满水压力
　　使用阶段：结构自重+池内满水压力+温度荷载
　　其中，本工程地下水位埋深较深，常年水位在池底板以下且较为稳定，可不考虑地下水的影响。池底板埋入地下不考虑温度荷载的作用，温度荷载应取较大的温差计算。
　　钢筋混凝土矩形水池是空间结构，其结构形式、几何尺寸及连接构造影响着内力计算方法。在侧向荷载作用下，池壁的计算通常根据池壁的高宽比来分类。池壁顶端无约束为自由端，池壁与底板的连接为固定支承。
　　4内力计算
　　4.1池壁侧壁的内力计算
　　在池壁侧壁（L1）的计算中做了两种方案的比较。
　　4.1.1按悬壁挡水墙考虑
　　因L1/H=27/6=4.5﹥3，依据CECS138:2002表6.1.2，侧壁在水平荷载作用下，壁板可视为竖向单向板，荷载几乎全部沿垂直方向传递，侧壁由于与底板固定而产生的弯距影响加大，侧壁可按竖向单向受力计算，即悬壁挡水墙计算。
　　但在角隅处因相邻池壁约束的影响仍属双向受力，其水平向角隅处存在局部负弯矩，依据CECS138：2002公式6.1.3计算：
　　Mcx=mcqH2
　　式中：Mcx——池壁沿高度1m截面，池壁水平向角隅处的局部负弯矩，KN•m；
　　mc——角隅处最大水平向弯矩系数，查CECS138:2002表6.1.3，mc=-0.104；
　　q——三角形荷载的最大值，q=1.2×10×6×1=72KN/m；
　　H——池壁高度，m。
　　Mcx=-0.104×72×62=-270KN•m，查《钢筋混凝土水池设计计算手册》表2-9，选用时，受弯承载力M=322.49KN•m﹥270KN•m，满足要求。
　　此钢筋要弯入相邻池壁1/4H的水平距离,由于角隅处有水平弯矩的存在，侧端附近竖向弯矩将减少，故可将1/4H水平范围内的竖向钢筋减少一半，但不少于构造钢筋要求。侧壁的内力及强度计算如下:
　　计算单元的选取：沿壁板坚向取1m板带，按悬壁板计算：
　　1)荷载计算（水侧压力）：q=1.2γH=1.2×10×