集水槽主要承受集水槽内的内水压力作用,其次是单层配水槽传来的集中荷载及风荷载。内水压力随水深增加,压力越大,在内水压力作用下,集水槽壁板同时承受弯矩与拉力作用。采用传统平面假定方法不易准确计算出集水槽壁板承受的拉力,且不能根据水压力的特点进行变截面设计,同时忽略了暗框架与集水槽壁板作为一个整体,共同承受内水压力。
集水槽为地面式钢筋混凝土结构,位于高位收水冷却塔收水装置下。其所受荷载为:自重: 25 kN/m集水槽内水压力: 为水深的线性函数,大为140 kN/m风荷载:基本风压:0.40 kPa集中荷载:单层配水槽传来的集中荷载。集水槽内水压力作为面荷载作用于集水槽侧壁及底板,风荷载作为面荷载作用于集水槽侧壁,单层配水槽传来的集中荷载作用于集水槽暗框架顶梁上。
在上述荷载及工矿组合下,采用ANSYS 有限元软件进行静力计算,通过后处理后便能对集水槽各部分构件进行内力分析及结构设计。集水槽内力分析可以分为集水槽壁板和暗框架( 包括暗框架柱、暗框架顶梁、拉梁及承台梁)。
高位收水冷却塔集水槽为地面式钢筋混凝土结构。集水槽壁板和暗框架作为一个整体共同承受槽内水压力、风荷载及单层配水槽传来的集中荷载。采用传统的平面假定计算方法难以准确计算出集水槽壁板所受拉力,进行变截面设计;不能对暗框架进行优化设计。
通过有限元三维仿真计算分析可知,集水槽壁板竖向及水平向同时承受弯矩和拉力,应按拉弯构件进行结构设计;能准确计算出暗框架各构件所受的弯矩、拉力或压力,对暗框架进行优化设计,减少集水槽混凝土工程量,节省工程造价。
对于集水槽桩基而言,三维有限元仿真计算,能准确计算出每根桩的桩顶竖向力及水平力,进行桩基优化布置和选型设计。