火電廠(chǎng)含煤廢水處理站結構設計

1、基本資料和結構布置

含煤廢水處理站位于電廠(chǎng)西北角，地震基本烈度為：7度；

風(fēng)壓為：0.395kPa；

場(chǎng)地類(lèi)別為II類(lèi)，此區域為一期松散回填土區域；

回填土指標：r=19kN/m3，c=0，fe=280；

此處場(chǎng)地地下水位較低，可不考慮地下水；

池體采用現澆C25鋼筋砼結構，零米以上的柱子，遮雨蓬等結構采用C20鋼筋砼結構，整個(gè)處理站沒(méi)有設維護墻。

結構布置：含煤廢水處理站分為地上部分和地下部下：地下池體分為兩格煤水調節池和一格清水池，共三格；池體尺寸為：長(cháng)32.20m，寬19.80m；其中清水池為19X6m2，調節池為25X19m2X2；調節池與清水池均深5.0m，調節池底留有0.01的坡度；調節池之間及調節池與清水池之間均設有隔墻；清水池有頂板，并懸挑向調節池1m寬；調節池無(wú)頂板。清水池頂板上為工藝設備，水泵，加藥箱等，在清水池的兩側設有凈化器基礎。在調節池一側有進(jìn)行水溝，進(jìn)水溝上設有閘門(mén)。在調節池的右側設有煤渣晾干場(chǎng)地，場(chǎng)地標高為0.30m，坡度0.01，在調節池的右端設有煤渣過(guò)濾平臺。

地上部分有廢水處理設備即在清水池頂板上的遮雨蓬，在池體兩側的吊車(chē)支柱：遮雨蓬采用現澆鋼筋砼框架結構，在清水池頂板上，主要作用是為設備遮雨，高度3m，框架跨度6m，共三榀；遮雨蓬屋面板為現澆屋面板，屋面防水為卷材防水。吊車(chē)柱縱向為框架結構，橫向按獨立柱考慮，吊車(chē)柱布置在池體的兩側，橫向跨度為22.50m，縱向柱距6.0m，共12根吊車(chē)柱，柱高4.92m（地坪以上高度）。由于吊車(chē)支柱的右邊兩根超出池體范圍，為了消除吊車(chē)軌道支柱的不均勻沉降，所以使支柱均置于土層，保證吊車(chē)支柱的沉降相統一，所以吊車(chē)支柱與池體不在一個(gè)整體上。

由于該電廠(chǎng)為重要電廠(chǎng)，該建筑物為丙建筑物，II類(lèi)場(chǎng)地，按《抗震設計規范》6.1.2條規定得框架的抗震等級為三級。

在確定整個(gè)結構的布置后應進(jìn)行以下幾個(gè)方面的深入設計：

2、荷載計算及地基承載力驗算

對所有荷載進(jìn)行計算，注意了不漏計荷載，池體部分存在水荷載、土壓力、地面活荷載、設備重、池體自重等；吊車(chē)支柱存在吊車(chē)傳來(lái)的豎向和水平向作用力、結構自重、吊車(chē)梁重、軌道及連接等構件重、風(fēng)荷載等。同時(shí)注意了吊車(chē)與污水處理設備的動(dòng)力系數及各荷載的分項系數。在池體的地基承載力計算中，池體有偏心作用存在，對池底平均基底反力和最大基底反力進(jìn)行了地基承力驗算。特別是在對吊車(chē)柱的地基承載力計算中，由于吊車(chē)支柱采用獨立基礎，而吊車(chē)支柱在橫向受水平力校大，且吊車(chē)豎向作用力也存在偏心，基礎所受偏心矩很大，偏心距e大于了b/6，所以在基底反力的時(shí)候，計算公式應按《建筑地基基礎設計規范》5.2.2-4，Pmax=2(Fk+Gk)/3lb計算。由于此處地質(zhì)條件較差，為一期的松散回填土區域，所以池體下的地基承載力是不能滿(mǎn)足要求的，經(jīng)與羅主工、李科長(cháng)、主設人等一起研究討論作出的《含煤廢水處理站地基處理方案評審》決定：池體下地基處理：采用碎石土（碎石、卵石占全重不小于40%）在池體以下?lián)Q填1m，分層夯實(shí)，層厚不大于300mm，壓實(shí)系數不小于0.96；吊車(chē)軌道支柱獨立基礎處理：以（2－1）層硬塑紅粘土為地基持力層，fk=200Kpa，對其上填土以C15塊石混凝土換填。在此項計算中確定了地基處理方式及吊車(chē)柱的基礎尺寸。凈化器基礎處理同池體部分。

3、結構設計

結構設計包括結構計算和結構繪圖。

結構計算主要分為以下幾個(gè)部分：遮雨蓬結構計算部分、清水池頂板結構計算部分、池體結構計算部分、吊車(chē)柱結構計算部分。

（1）遮雨蓬結構計算：

分為遮雨蓬屋面板梁計算和遮雨蓬框架結構計算；遮雨蓬框架計算采用PK計算，得出了彎矩包絡(luò )圖，配筋圖等。

（2）清水池頂板結構計算

在這部分的結構計算中主要是考慮板梁布置，各種荷載的組合及荷載不利布置，特別是在梁上開(kāi)孔時(shí)對梁的影響，以及對開(kāi)孔后梁的強度校核計算；主要包括對梁的承載力計算、裂縫寬度計算、撓度驗算。

（3）池體結構計算：

池體結構計算分為側壁計算和底板結構計算。

也分為調節池部分、清水池部分及進(jìn)水溝部分。

a.調節池的側壁及清水池的外壁計算的控制工況分為池內有水池外無(wú)土、池內無(wú)水池外有土兩種工況，調節池的長(cháng)邊側壁按單向懸臂板計算，清水池的長(cháng)邊外側壁按單向板一邊簡(jiǎn)支、一邊固端計算，調節池的短邊側壁按雙向板三邊固端一邊自由計算，清水池的短邊外壁按三邊固端一邊簡(jiǎn)支的雙向板計算；

b.調節池的隔墻也按單向懸臂板進(jìn)行計算，控制工況為池內半邊有水半邊無(wú)水。

c.調節池與清水池之間的隔墻按雙向板進(jìn)行計算，計算考慮為三邊固端一這簡(jiǎn)支，工況分為調節池內有水清水池無(wú)水、清水池有水調節池無(wú)水兩種工況；

底板結構計算：

首先進(jìn)行底板反力計算，由于作用在底板的力是存在偏心矩的，所以底板反力的分布并不是均勻分布，在縱向為梯形分布，所以必須考慮在不同底板部位的底板反力取值。

調節池底板的計算：截取單元截條，按單向連續板計算，并與池壁彎矩進(jìn)行調整。計算工況為：

1.所有池內無(wú)水、外有土，此時(shí)縱向的底板反力取值為在調節池與清水池相交處的底板反力值；

2.清水池內有水、調節池無(wú)水、外有土，此時(shí)底板反力應考慮清水池內水的偏心作用與自重作用時(shí)的底板反力相疊加后取值進(jìn)行計算；

3.調節池半邊有水、外有土、清水池有水，此時(shí)的底板反力在縱向與橫向均呈梯形分布，加上內水壓力，底板反力的計算值分為兩種情況：

1）取在調節池與清水池交接處的底板反力。

2）取在調節池末端的底板反力，取這種組合主要是會(huì )不會(huì )在底板下部的中間部位和上部中間支座處出現拉應力。

經(jīng)計算這種組合的情況不是最不利情況，所以可不矛以考慮。

清水池底板反力結構計算：按單向板進(jìn)行計算，在縱向截取單元截條進(jìn)行計算。

計算工況為以下幾種：

工況一：池內無(wú)水，外有土；

工況二：清水池內無(wú)水，外有土，調節池有水.

在所有的底板計算中均注意了與原側壁傳遞到底板的彎矩進(jìn)行調整計算。

e.進(jìn)行水溝的計算有兩種工況，溝內無(wú)水外有土和溝內有水外無(wú)土。

（4）吊車(chē)支柱結構部分

此部分包括吊車(chē)支柱的橫向計算和縱向計算：橫向考慮為獨立柱進(jìn)行計算，在手算的基礎上，利用PK進(jìn)行復核驗算和抗震驗算，在對獨立柱的計算中主要考慮了吊車(chē)柱的最不利荷載組合，及偏心受壓對柱子不同截面的配筋影響；吊車(chē)支柱的橫向計算中為獨立柱，主要對三個(gè)截面進(jìn)行了控制內力計算，上柱底面，中柱頂面和中柱底部三個(gè)截面�？v向的框排架由于是露天結構，無(wú)山墻支撐，而且縱向水平力較大，所以利用PK對縱向的框排架進(jìn)行了抗震驗算。同時(shí)在這一部分中對吊車(chē)支柱的獨立基礎進(jìn)行了抗沖切、抗剪切驗算，并考慮為懸臂梁進(jìn)行了抗彎結構配筋計算。

最后根據結構計算的結果，利用CAD繪制了含煤廢水處理站的平、剖面圖及結構配筋圖、水泵基礎圖等。

在這個(gè)卷冊設計過(guò)程中應注意了以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

1）在設計中注意嚴格遵守有關(guān)的各項規程規范，認真參考以往同類(lèi)工程，在計算中力求做到計算取值準確、計算方法合理；

2）核對所提資料的準確性、合理性，孔洞、埋管、埋件的位置、數量等；

3）注意了吊車(chē)梁、吊車(chē)軌道、吊車(chē)車(chē)擋的選型；

4）注意了吊車(chē)支柱的布置，池體的配筋形式，由于角隅處內力很大，采取合理可行的配筋方式。；

5）砼結構的構造要求。

6）與工藝專(zhuān)業(yè)的協(xié)調、配合。來(lái)源：谷騰水網(wǎng)