火电厂含煤废水处理站结构设计

Posted 2023-01-14 吊车

篇首语：行动是知识最好的果实。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了火电厂含煤废水处理站结构设计相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

1、基本资料和结构布置

含煤废水处理站位于电厂西北角，地震基本烈度为：7度；

风压为：0.395kPa；

场地类别为II类，此区域为一期松散回填土区域；

回填土指标：r=19kN/m3，c=0，fe=280；

此处场地地下水位较低，可不考虑地下水；

池体采用现浇C25钢筋砼结构，零米以上的柱子，遮雨蓬等结构采用C20钢筋砼结构，整个处理站没有设维护墙。

结构布置：含煤废水处理站分为地上部分和地下部下：地下池体分为两格煤水调节池和一格清水池，共三格；池体尺寸为：长32.20m，宽19.80m；其中清水池为19X6m2，调节池为25X19m2X2；调节池与清水池均深5.0m，调节池底留有0.01的坡度；调节池之间及调节池与清水池之间均设有隔墙；清水池有顶板，并悬挑向调节池1m宽；调节池无顶板。清水池顶板上为工艺设备，水泵，加药箱等，在清水池的两侧设有净化器基础。在调节池一侧有进行水沟，进水沟上设有闸门。在调节池的右侧设有煤渣晾干场地，场地标高为0.30m，坡度0.01，在调节池的右端设有煤渣过滤平台。

地上部分有废水处理设备即在清水池顶板上的遮雨蓬，在池体两侧的吊车支柱：遮雨蓬采用现浇钢筋砼框架结构，在清水池顶板上，主要作用是为设备遮雨，高度3m，框架跨度6m，共三榀；遮雨蓬屋面板为现浇屋面板，屋面防水为卷材防水。吊车柱纵向为框架结构，横向按独立柱考虑，吊车柱布置在池体的两侧，横向跨度为22.50m，纵向柱距6.0m，共12根吊车柱，柱高4.92m（地坪以上高度）。由于吊车支柱的右边两根超出池体范围，为了消除吊车轨道支柱的不均匀沉降，所以使支柱均置于土层，保证吊车支柱的沉降相统一，所以吊车支柱与池体不在一个整体上。

由于该电厂为重要电厂，该建筑物为丙建筑物，II类场地，按《抗震设计规范》6.1.2条规定得框架的抗震等级为三级。

在确定整个结构的布置后应进行以下几个方面的深入设计：

2、荷载计算及地基承载力验算

对所有荷载进行计算，注意了不漏计荷载，池体部分存在水荷载、土压力、地面活荷载、设备重、池体自重等；吊车支柱存在吊车传来的竖向和水平向作用力、结构自重、吊车梁重、轨道及连接等构件重、风荷载等。同时注意了吊车与污水处理设备的动力系数及各荷载的分项系数。在池体的地基承载力计算中，池体有偏心作用存在，对池底平均基底反力和最大基底反力进行了地基承力验算。特别是在对吊车柱的地基承载力计算中，由于吊车支柱采用独立基础，而吊车支柱在横向受水平力校大，且吊车竖向作用力也存在偏心，基础所受偏心矩很大，偏心距e大于了b/6，所以在基底反力的时候，计算公式应按《建筑地基基础设计规范》5.2.2-4，Pmax=2(Fk+Gk)/3lb计算。由于此处地质条件较差，为一期的松散回填土区域，所以池体下的地基承载力是不能满足要求的，经与罗主工、李科长、主设人等一起研究讨论作出的《含煤废水处理站地基处理方案评审》决定：池体下地基处理：采用碎石土（碎石、卵石占全重不小于40%）在池体以下换填1m，分层夯实，层厚不大于300mm，压实系数不小于0.96；吊车轨道支柱独立基础处理：以（2－1）层硬塑红粘土为地基持力层，fk=200Kpa，对其上填土以C15块石混凝土换填。在此项计算中确定了地基处理方式及吊车柱的基础尺寸。净化器基础处理同池体部分。

3、结构设计

结构设计包括结构计算和结构绘图。

结构计算主要分为以下几个部分：遮雨蓬结构计算部分、清水池顶板结构计算部分、池体结构计算部分、吊车柱结构计算部分。

（1）遮雨蓬结构计算：

分为遮雨蓬屋面板梁计算和遮雨蓬框架结构计算；遮雨蓬框架计算采用PK计算，得出了弯矩包络图，配筋图等。

（2）清水池顶板结构计算

在这部分的结构计算中主要是考虑板梁布置，各种荷载的组合及荷载不利布置，特别是在梁上开孔时对梁的影响，以及对开孔后梁的强度校核计算；主要包括对梁的承载力计算、裂缝宽度计算、挠度验算。

（3）池体结构计算：

池体结构计算分为侧壁计算和底板结构计算。

也分为调节池部分、清水池部分及进水沟部分。

a.调节池的侧壁及清水池的外壁计算的控制工况分为池内有水池外无土、池内无水池外有土两种工况，调节池的长边侧壁按单向悬臂板计算，清水池的长边外侧壁按单向板一边简支、一边固端计算，调节池的短边侧壁按双向板三边固端一边自由计算，清水池的短边外壁按三边固端一边简支的双向板计算；

b.调节池的隔墙也按单向悬臂板进行计算，控制工况为池内半边有水半边无水。

c.调节池与清水池之间的隔墙按双向板进行计算，计算考虑为三边固端一这简支，工况分为调节池内有水清水池无水、清水池有水调节池无水两种工况；

底板结构计算：

首先进行底板反力计算，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匀分布，在纵向为梯形分布，所以必须考虑在不同底板部位的底板反力取值。

调节池底板的计算：截取单元截条，按单向连续板计算，并与池壁弯矩进行调整。计算工况为：

1.所有池内无水、外有土，此时纵向的底板反力取值为在调节池与清水池相交处的底板反力值；

2.清水池内有水、调节池无水、外有土，此时底板反力应考虑清水池内水的偏心作用与自重作用时的底板反力相叠加后取值进行计算；

3.调节池半边有水、外有土、清水池有水，此时的底板反力在纵向与横向均呈梯形分布，加上内水压力，底板反力的计算值分为两种情况：

1）取在调节池与清水池交接处的底板反力。

2）取在调节池末端的底板反力，取这种组合主要是会不会在底板下部的中间部位和上部中间支座处出现拉应力。

经计算这种组合的情况不是最不利情况，所以可不矛以考虑。

清水池底板反力结构计算：按单向板进行计算，在纵向截取单元截条进行计算。

计算工况为以下几种：

工况一：池内无水，外有土；

工况二：清水池内无水，外有土，调节池有水.

在所有的底板计算中均注意了与原侧壁传递到底板的弯矩进行调整计算。

e.进行水沟的计算有两种工况，沟内无水外有土和沟内有水外无土。

（4）吊车支柱结构部分

此部分包括吊车支柱的横向计算和纵向计算：横向考虑为独立柱进行计算，在手算的基础上，利用PK进行复核验算和抗震验算，在对独立柱的计算中主要考虑了吊车柱的最不利荷载组合，及偏心受压对柱子不同截面的配筋影响；吊车支柱的横向计算中为独立柱，主要对三个截面进行了控制内力计算，上柱底面，中柱顶面和中柱底部三个截面。纵向的框排架由于是露天结构，无山墙支撑，而且纵向水平力较大，所以利用PK对纵向的框排架进行了抗震验算。同时在这一部分中对吊车支柱的独立基础进行了抗冲切、抗剪切验算，并考虑为悬臂梁进行了抗弯结构配筋计算。

最后根据结构计算的结果，利用CAD绘制了含煤废水处理站的平、剖面图及结构配筋图、水泵基础图等。

在这个卷册设计过程中应注意了以下几个方面的问题：

1）在设计中注意严格遵守有关的各项规程规范，认真参考以往同类工程，在计算中力求做到计算取值准确、计算方法合理；

2）核对所提资料的准确性、合理性，孔洞、埋管、埋件的位置、数量等；

3）注意了吊车梁、吊车轨道、吊车车挡的选型；

4）注意了吊车支柱的布置，池体的配筋形式，由于角隅处内力很大，采取合理可行的配筋方式。；

5）砼结构的构造要求。

6）与工艺专业的协调、配合。