矩形钢制常压水池的结构分析与设计

矩形钢制常压水池的结构分析与设计摘要矩形钢制水池在环保工程中较为常见，一般矩形常压水池的壁板和底板多采用平板结构本文以某环保工程中常压水处理池钢结构的设计为例，通过在壁板设计中提出加劲板、竖向柱、横向圈、连杆的整体组合加固方式,和顶边加固以及垂直和联合加固的方式来进行对比分析，并通过利用软件进行壁板、底板、底座有MIDAS限元整体建模分析,得出较优的结构设计方案.关键词矩形钢制常压水池；结构分析；设计水池结构设计1结构设计应符合的规定

1.1应对各种结构类别和形式的池执行强度检查根据荷载条件，工程地质条件和水文地质条件，决定是否检查结构的稳定性应检查钢筋混凝土池的抗裂性或裂缝宽度在载荷作用下，当部件的截面受到轴向张力或小的偏心张力时\应检查抗裂性在使用阶段的负载下，部件的截面弯曲，偏心压力大或偏心率大当张力受到应力时，应检查裂缝宽度还应测试预应力混凝土池的抗裂性负载和负载组合

1.2（）各种负荷1水压通常用水填充水池来计算水压这是因为一方面，一方面很可能存在误操作而造成满池;另一方面，另一方面今后工艺上有可能挖潜而超过原设计水位;游泳池外设有一个填充的游泳池墙上土壤的侧压通常由朗肯的理论计算得出地下水压力水池底部的地下水压力是影响泳池地板安全的主要负荷，应加强注意另一方面今后工艺上有可能挖潜而超过原设计水位当水池底部低于地下水压力时，应采取措施清除地表水;温度和湿度负荷由于环境的影响，结构的温度或湿度发生变化，导致结构的体积发生变化当这种体积变化受到约束时，就会产生应力（）负载组合2水压+自重这是池结构设计的基本组合1水压+自重+冬季温差当壁冬季温差的绝对值大于夏季墙壁水分差的绝对值（变2为等效温差）时，温差，湿度差和水压的组合是最不利的组合水压+自重+湿差当壁壁湿度差的绝对值（变成等效温度差）大于冬季壁温差3的绝对值时，温差，湿度差和水压的组合效果是最不利的组合土压力+自重这是指在游泳池外面覆盖土壤的游泳池当有地下水时，也应4包括地下水压力此组合是池负载的基本组合之一在池完成之前和罐清空之前使用这种类型的负载组合根据以上几种情况，可归纳为以下两类没有土壤的池，a墙上的负荷应该通过采取上述四种组合中最不利的情况来获得有覆土的水池，可b.不考虑

②和

③两种组合案例概况2本案例为某钢制水处理池，水池主体由部分组成，分别为区区水池3A/B/C A为深；区水池为・深底部为圆锥形；区水池为附

2.9mx

2.9m,

5.5m B

6.45mx58m,

5.5m,C属水池，尺寸为深水池底距地面高约为地上水池，整个水池

1.6mxL3m,

1.9m

1.5m,坐落在钢支座上池顶部标高居中设道走道梁，平铺钢板，用于设备安装

7.130m,2及行走区标高处有道齿形集水槽，标高处为层水平支架，用B

6.660m

444.810m1于放置塑料滤水管，池体中设置道局部隔板结构平面见图21本工程抗震设防烈度度，场地土类，特征周期设计地震分组为第一组，7II

0.35s,设计基本地震加速度为建筑场地类别属类场地，基本风压基本雪

0.1g,I

0.3k N/m2,压

0.4k N/m2图钢水池平面1钢制水池结构方案分析及对比

2.1本案例选取种加固方法进行计算，并与整体组合加固方案进行对比分析2方案三整体混合加固形式考虑到文献⑴中联杆加固形式系有盖板矩形容器，文献中计算公式已不能套用，且由于工艺条件限制，池中不允许添加过多联杆本文利用工艺图中部分附加构件，如拉通两侧距池顶

0.67m处的4道齿形集水槽及池顶2根走道梁，形成第一层拉杆；利用距池顶

2.52m处塑料管支架截面为

12.6,形成第二层拉杆；在距池顶

4.2m处添加第三层拉杆，拉杆截面为79x

5.0同时，B区侧壁及走道梁下设置2根竖向加固柱HN300xl50x

6.5x9与5根横向加固圈槽钢［14a,这样就形成了竖向柱、横向圈、中间联杆相互组合的整体加固模式，见图3此时，壁板厚度为8m m,腐蚀裕量取

1.5mm,并设竖向劲板为一100x8@4001一竖向加固柱；2一竖向加固柱120a；3—79x5拉杆；4-HN300xl50x

6.5x9,走道梁;5—齿形集水槽；6-HN300xl50x

6.5x9,竖向加固柱;图3池体加固示意图此方案壁板及所有加固构件用钢梁为

37.5t该方案采用有限元整体建模分析验算3整体组合加固方案有限元分析

3.1模型建立图5底板支撑梁及加劲肋布置图6钢制水池整体有限元模型

3.2计算结果在各种荷载作用下，池体板单元组合应力如图7所示4结论钢制混凝土作为常见的结构类型，广泛应用在工业和民用建筑的给水排水以及消防工程中在设计过程中钢制矩形水池设计时可充分利用其内部结构如隔板、拉杆等与壁板加固筋形成整体组合加固，池体内部构件宜采用封闭截面，以减小表面腐蚀面积，同时应根据实际情况考虑一定的腐蚀裕量，以免局部构件破坏影响整体受力性能参考文献⑴罗佑新,李晓润，吴昌栋,etal.矩形钢制常压水池的结构分析与设计［J］.钢结构,2011,263:29-

32.［2］杨小妹”东雪松.泾惠渠排沙漏斗温湿度荷载的特点及解决措施［J］.西北水电,2014⑵:39-

40.⑶李军利，田华.泾惠渠西郊水库运行中存在的问题及对策［几陕西水利,2018⑸:61-6L。