世纪旗云水池设计软件计算实例

1. 世纪旗云水池设计软件功能介绍

世纪旗云水池设计软件用于计算钢筋混凝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，允许用户在水池内设置梁、柱、扶壁、肋梁以及隔墙等构件，水池每个格子的高度和水深可以不同；圆形水池还可以考虑预加力。

在荷载和内力计算方面，根据用户提供的工程信息、土层信息以及水池几何尺寸，程序自动实现池内水压、池外土压、池外水压以及地震作用下的动水压力和动土压力等各个荷载的计算，并且可以考虑温度作用。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、水池地基承载力计算、地基沉降计算、结构抗浮验算、板件抗裂度验算、板件裂缝宽度计算等。

2. 水池模型

以一个简单的四格水池为计算实例，用世纪旗云水池设计软件对该水池进行建模和计算。设该水池为四格的地面式整体矩形水池，平面尺寸为12.8m×8.6m，池高为H＝3.5m，池壁顶部简支，底部固定，混凝土采用C25等级。钢筋采用HRB335级钢筋。

使用世纪旗云软件对该水池建模，首先根据每格尺寸设置2×2的轴网，轴网的布置方式通过进深和开间布置，轴网的形状即为水池的大致平面形式。然后在轴线平面上布置壁板，通过水池的主体设置，定义水池主体的壁板顶部和底部标高，如图1所示。

图1

当水池每个格子的深度不同或者顶板和底板的厚度不同时，可以通过水池单元格属性来设置，如图2，可以对每个格子分别设置。本例题标高相同，因此设置水体主体即可。建模过程非常方便，完成的平面和三维模型如图3所示。

图2

图3

模型完成后对水池进行计算，世纪旗云采用有限元方法计算水池内力，计算完成后，可以查看各单独荷载下的内力结果和各基本组合、标准组合以及准永久组合的结果，软件给出内力云图，也可以单独点击某一部分查看具体结果值。本文对世纪旗云的结果进行整理，并列举出各部分的内力结果。

3. 水池内力计算结果

四格水池的各个节点编号如下图4所示，下列各表中内力的编号即以图中编号为准。

图4

图5

（1）池内水压力下壁板水平向弯矩结果：采用的盛水情况如图5，组合系数1.27，对于壁板的水平向弯矩，世纪旗云的计算结果见表1，表中带’的表示为跨中弯矩，其它为棱边弯矩，各个弯矩编号见图4中节点编号。图6所示为不考虑组合系数时该盛水工况下X向弯矩云图。

表1   壁板水平弯矩计算结果

图6

（2）水平轴力结果：采用的盛水情况如图7，世纪旗云的计算结果见表2 。以AB板为例，则A边的最大边缘反力即为板AD的最大轴力；B边的最大边缘反力为板BE轴力的一半。在该工况下的水平轴力云图见图8所示。

图7

表2   水平轴力计算结果（kN/m）

图8

（3）底板弯矩计算结果：第一格底板内力分以下几种情况分别进行比较，内力以底板上部受拉为正。下列表中关于水池格子的编号见图9。Mx和My为跨中弯矩，M0x和M0y为支座弯矩。

图9

    表3   自重作用下结果（kN.m/m）

表4   Ⅰ池放空，其余满水时结果

表5   Ⅰ、Ⅱ池放空，其余满水时结果

表6   Ⅰ、Ⅲ池放空，其余满水时结果

（4）水池配筋结果：水池最终的配筋根据水池受力情况按拉弯构件或者纯弯构件计算，取每种荷载组合下的最不利结果作为最终的配筋结果，如图10所示。

图10