水池设计软件计算结果与手册查表计算结果比较

水池设计软件计算结果与手册查表计算结果比较

第23011卷4年第4月2期特种结构V01．31No．2Apr．2014水池设计软件计算结果与手册查表计算结果比较郭素娟郭艳军(北京世纪旗云软件技术有限公司100088)(BeijingCenturyQiyunSoftwareTechnologiesLtd，100088，China)【摘要】世纪旗云水池设计软件用于计算钢筋混凝土水池，软件采用参数化建模，水池可以是多格或者圆形，可以布置梁、柱、层间梁等构件，可以完成洞口、集水坑及不同深度区格水池的建模，软件自动计算水池荷栽，用有限元方法分析水池结构内力，并自动完成配筋和裂缝计算。经比较，水池最终计算结果与水池结构手册查表计算结果一致。【关键词】多格水池圆形水池钢筋混凝土有限元分析世纪旗云软件ABSTRACT：CenturyQiyunwatertankdesignsoftwarel’Susedtocalculatethereinforcedconcretewatertankstructure，parametricmodelingpatternisusedfothesoftware．Thewatertankcanbemulti—gridorcircular,andthebeamorcolumnmemberscanbelayed．Theholeandthecollectingwellcanbecomprisedinthemodel,andthegridcanhasdifferentdepth．Theloadofthewatertankstructureiscalculatedbythesoftwarewhichadop~thefiniteelementana~sismethodtocalculatethemode1．Thereinforcementandthecrackresultiscalculatedbythesoftwareautomatically．Fromthecompare，theresultofthewatertankdesignbythesoftwareinaccordancewiththemanualfo，．thewatertankstructuredesign．KEYWORDS：Multi-gridwatertankCircularwatertanllReinforcedconcreteFiniteelementanalysisCenturyqiyunsoftware1世纪旗云水池设计软件功能介绍为了确认世纪旗云软件计算结果的准确性，世纪旗云水池设计软件用于计算钢筋混凝本文根据《给水排水工程结构设计手册》(第二版)(以下简称“手册”)[2P858的多格快滤池土多格水池和圆形水池，多格水池可以是矩形或者任意多边形。对于多格水池，允许用户在水池为计算实例，用世纪旗云水池设计软件对该工程进行计算，然后将世纪旗云软件计算结果与手册内设置梁、柱、扶壁、肋梁以及隔墙等构件，水的计算结果进行比较。池每个格子的高度和水深可以不同；圆形水池还水池为四格的地面式整体矩形水池，平面尺可以考虑预加力。寸为12．8m×8．6m，池高为H=3．5m，池壁顶在荷载和内力计算方面，根据用户提供的工部简支，底部固定，混凝土采用C25等级。使程信息、土层信息以及水池几何尺寸，程序根据用世纪旗云软件对该水池建模，首先根据每格尺水池相关规范自动实现池内水压、池外土压、池寸设置2×2的轴网，然后布置壁板，设置壁板外水压以及地震作用下的动水压力和动土压力标高即可，建模过程非常方便，完成的平面和三等各个荷载的计算】，并且可以考虑温度作用。维模型如图1所示。软件采用有限元方法进行水池的内力分析和计算，基础按弹性地基考虑，可以自动计算不均匀沉降。程序自动进行网格划分和工况组合，最终给出各个组合下的水池结构的内力和变形，同时提供内力和位移云图。在水池结构设计方面，软件主要进行以下方◆面的计算：水池顶板、壁板和底板的配筋计算、图1水池模型水池地基承载力计算、地基沉降计算、结构抗浮Fig．1Watertankmodel验算、板件抗裂度验算、板件裂缝宽度计算等。模型完成后对水池进行计算，世纪旗云采用2水池模型有限元方法计算水池内力，计算完成后，可以查一142一nN。．22014郭素娟等：水池设计软件计算结果与手册查表计算结果比较看各单独荷载下的内力结果和各基本组合、标准力；B边的最大边缘反力为板BE轴力的一半。组合以及准永久组合的结果，软件给出内力云图，第二种荷载组合的盛水情况如图4所示，二者的也可以单独点击某一部分查看具体结果值。根据比较结果见表3。手册中给出的内力结果，本文对世纪旗云的结果表3水平轴力结果比较表4自重作用下结果进行整理，并对各部分的内力进行结果比较。(kN／m)(kN·m／m)Tab．3CompareoftheTab．4Resultofthe3水池内力计算结果的对比horizontalaxialforceresultself-weight水池的各个节点编号如图2所示，下列各表项目RARA0RBRB0位置MlM1M。xlM。1中内力的编号即以图中编号为准。手册手册结果42．4825．6842．9325．97结果6．2513．22—11．17-23．62ABC世纪旗世纪旗云结果47．4724．5842I8924．46云结果6．0410．79—4．85—19．21DEF3．3底板弯矩计算结果GHJ底板内力分以下几种情况分别进行比较，内图2节点鳊号图3盛水工况Fig．2NodenumberFig．3Theratelrmode力以底板上部受拉为正。下列表中关于水池格子3．1壁板水平向弯矩结果的编号见图5。采用第一种组合，盛水情况如图3，组合系III数1．27，对于壁板的水平向弯矩，世纪旗云的计表1世纪旗云软件计算结果算结果见表1，手册II1=IVTab．1Thecalculationof的计算结果见表2。图4盛水工况图5水池区格编号centuryqiyunsoftware表中带’的表示为Fig．4ThewatermodeFig．5tankgridnumber世纪旗云世纪旗云跨中弯矩，其它为名称弯矩值名称弯矩值从表中的结果可以看出，水池壁板的弯矩和棱边弯矩，各个弯(kN·ndm)(kN·n'fm：轴力计算结果，世纪旗云软件与手册一致；底板M^H18．57lMEHl6．41矩编号见图2中节MAl1l7．732MD^16．918弯矩在自重下点编号。表5I池放空，其余满水时结果MB^19．O48MDE17．039软件和手册结MB15．655MDc0．569手册采用三种(kN·m／m)果一致，但在MBc2．614M’AB7-213方法进行计算，表2Tab．5Resultofgrid—lisemptyM¨)17．161M’AD7theothersarefull不同的盛水荷．765分别列出每种算法MB16．41M’BE7．177载下有出人。MEFl7．16lM’1)6．334的计算结果，因为7_造成出入手册的综合系数法=_的原因主要是一律采用正号，为方便比较，表格统一输入正值。表6l、¨池放空，其余满水时由于两者计算模表2手册计算结果(kN·m，m)结果(kN·m／m)型和计算假定的Tab．2Thecalculationofmanul(kN·m／m)Tab．6Resultofgrid—landgrid—l不同。手册计算名称综合按线刚按板刚名称综合按线刚按板刚areempty，theothersarefu时，将盛水荷载系数法度调整度调整系数法度调整度调整MAB18．8418．9818．79MFH18．8416．52l8．79位置Mx3MIM。平均分配到底板MAI)18．8418．9818．79MD^18．4618．5218．41手册结果9．O724．79l一16．19上计算地基反MBAl9．8219-2219．12MDE19．1719．3O19．13世纪旗云结果7．8813．89l一5．79力，从而得出底MBEl8．4618．6318．42MDG0．710．7740．715表7l、Ⅲ池放空。其余满水时MBc1-360．5960．694M’AB6．156．215．51板内力；而世纪结果(kN·m／m)MI)l9．82l8．9818．79M’^D5．835．776．53旗云水池计算软MEBl8．81l6．5218．79M’BE5_836．956．53lab．7Resultofgrid-Iandgrid一Ⅲareempty，theothersarefu件则根据各个水MEFl9．82l8．9818．79M’DE7-3O6．175．5O位置M4M~v4池格子的盛水3．2水平轴力结果手册结果19．16-34．22情况，单独计世纪旗云结果l1_35-20．45手册结果为第二种荷载组合下AB板边缘反算沉降从而反力，则A边的最大边缘反力即为板AD的最大轴(下转第133页)—-——143-——nNo．22014江晓峰等：紧邻重要保护管线的基坑围护设计及分析从结果来看，最大变形为15．2mm，变形方向朝边小的形状，其中原水管的最大沉降为3．6ram，坑内发展。满足一级基坑O．18％H(H为开挖深度)燃气管的最大沉降为5．7mm。由于采用了刚度较的要求。L№g●一—一u㈠～一㈠IXfal．l．1．大5．0的．5灌．l．注1．t桩n围护方案，在基坑开挖过程中其自身C65OOOOO5e图6、图7分别为原水管和燃气管沉降计D算6OO的OO变O形O就Or较小，因此对周边土体扰动也较小，进SlO．0lO0O0OOO0O0aVlpOe一ee一．efe一ee一e一l=结果，从沉降云图可以看出管道沉降呈中间大两OeOO0O而OO对O紧O邻O05管．线的影响具有有效的控制作用。十22230322OOtttttttt一OOOOOO0O0OCenter：Rotatioil：Center：Rotation：CenteY：Rotati012：X：1．717e+O01X：70．000X：1．135e+001X：0．000X：2．'282e}00lX：0．000Y：1．398e+O01Y：0．000Y：1．769e+O01f：0．000Y：1．588e00lY：0．000Z：3．523e+001Z：40．000Z：3．603e+001Z：20．000Z：3．829e*00lZ：l0．000Dist1．266e+002Mag，：3．81Dist：1．266e+002Mag．：3．05Dist：1．266e+002Mag．：5．96Ang．：22．500Ang．：22．500Ang．：2：．500SELZDiSp1—露降~000Magf。ac=0．O00e+O00Lgl122334I5000e一002to1．5000e一0031．5469e003to2．()000e003Za2505O5OtO000e一002—C6O0OOOt0o2e．O000e一00：32．O000e003to2．5000e一()03DSlO．62eOeOeOeOeOeOeroaVO000e003to．5000e0032．5000e～003to3．0000e003O000e+000pO一一一一to一l3．O000e一0033．O000e一003to35000e00：3lOOOOOOOtOo=O000e—003Oe3O3O3O3O3O3O3O53．．5000e一0033．5000e003to4．O000e00：3O000e一002to4．O000e0034．O000e003to4．5000e一0035000e002to4．i193e0034．5000e003to5．O000e00：3548le一002Oeu-0045．O000e00：3to5．5000e00：35．5000e00：3to6．O000e0036．O000e一003to6．0453e003Interval=5．0e004图5墙体变形计算结果图6原水管计算结果图7燃气管沉降计算结果Fig．5Thecompu~ngresultofwallFig．6Thecomputingresultofraw—Fig．7Thecomputingresultofdeformationwater——pipesettlementgas—。pipesettlement4结语LIUGuobing，WANGWeidong．Excavationengineeringmanual，ChinaBuildingIndust~Press，20091．在复杂环境的条件下，采用刚度较大的灌[2]刘涛．基于数据挖掘的基坑工程安全评估与变形预测研究[D]．注桩围护，经过分析和计算，基坑变形较小，引同济大学，2007．LIUTao．ResearchonSafetyAnalysisandDeformationPreviewofDeep起地层的扰动也较小。ExcavationbyDataMk~Ph．D．Thesis][D]．T0iUniversity，20072．采用高压旋喷桩做围护止水时，可以满足[3】李琳，杨敏，熊巨华．软土地区深基坑变形特性分析【J1．土木止水的要求，但必须根据周边环境条件制定相应工程学报，2007，40(4)：66-72的旋喷方案来减小注浆压力，从而减小对重要管LILin．YANGMin．XIONGJu—hua．Analysisofthedeformationcharae-线的影响。teristicsofdeepexcavationsinsoftclay[J]．ChinaCivilEngineeringJournal，2007，40(4)：66—72参考文献[4】行业标准．基坑工程技术规范DG／TJ08—61—2010[S]．上海，2010．[1]刘国彬，王卫东．基坑工程手册(第二版)[M]．中国建筑工业DG／TJ08—61—2010，Technicalcodeforexcavationengineering[S]．出版社，20O9Shanghai，2010暑跬《誊溜篇}：缸§=毒葛}==；'{’{；===；(上接第143页)3．结构设计符合工程设计需求，给出详细的算地基反力。设计结果，并能生成Word格式的计算书，大大提高了设计人员的设计效率和准确度。4结论根据软件的特点以及以上计算结果的对比参考文献可得出以下结论：I．世纪旗云水池设计软件建模方式符合工程[1]CECS138：2002给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程．北京：中国建筑工业出版社，2002设计人员常用习惯，容易接受；Specificationforstructuraldesignofreinforcedconcretewatertank2．软件计算结果模型更接近工程实际，有ofwatersupplyandsewerageengineering限元分析结果准确可靠，与水池设计手册结果[2]给水排水工程结构设计手册(第二版)．北京：中国建筑工业一致；出版社，2006—133一