不銹鋼集水槽的設計細節(jié)
集水槽是用不銹鋼制成的,在其末端或特定位置設有堰口的集水槽,主要用于均勻集水、配水和測量流量。不銹鋼集水槽適用于各種形式的平流沉淀池的或斜管沉淀池的集水,不銹鋼排水槽適用于水廠濾池沖洗廢水的排水。不銹鋼集水槽一般分為U字形和V字形,是水廠沉淀溢面集水和輸水至濾池的重要裝置,集水槽的材質、制作和安裝工藝跟隨水質、水量、池容貌有著直接關系。不銹鋼水槽不僅能保證安裝時的高精度水平,即使在池體因自然沉降影響平衡時,通過簡便的調整仍能保持高精度水平,有利于保證出水的水質水量,解決了傳統(tǒng)集水槽存在的弊端,免去了除銹防腐的成本和定期清洗的繁雜勞動,簡化了管理,美化了廠容廠貌,展現了水廠現代化氣息。
集水槽主要承受集水槽內的內水壓力作用,其次是單層配水槽傳來的集中荷載及風荷載。內水壓力隨水深增加,壓力越大,在內水壓力作用下,集水槽壁板同時承受彎矩與拉力作用。采用傳統(tǒng)平面假定方法不易準確計算出集水槽壁板承受的拉力,且不能根據水壓力的特點進行變截面設計,同時忽略了暗框架與集水槽壁板作為一個整體,共同承受內水壓力。
對于集水槽的樁基布置,傳統(tǒng)的豎向荷載平均法計算出的樁數偏多,不易準確計算出樁承受的水平力。由集水槽結構形式及受力特點分析可以看出,集水槽各部分構件之間是相互協(xié)同作用,共同承受集水槽內水壓力及其他荷載。平面假定簡化計算只能顧此失彼,不能進行整體計算。
因此,為準確真實地模擬集水槽結構整體受力的特性,滿足結構優(yōu)化設計的目的,集水槽的結構設計有必要采用三維有限元整體分析計算。三維有限元整體分析能夠更準確地反映集水槽結構在內水壓力作用下的受力狀態(tài),尤其是對壁板彎矩、拉力及其與暗框架的協(xié)同作用進行精細化模擬。通過對結構各部位的應力、應變分布情況進行全面分析,可以實現變截面設計的合理性,提升結構安全性與經濟性。同時,該方法還可有效評估樁基在復雜荷載作用下的受力情況,優(yōu)化樁的數量及布置形式,從而提高整體結構的設計精度與可靠性。