以重慶地區(qū)某工程高位收水冷卻塔中央豎井左側集水槽進行有限元三維建模，進行有限元整體結構計算。集水槽底板、側壁采用Shell181 三維殼單元，暗框架柱、框架頂梁、拉梁，承臺梁及灌注樁均采用Bea m188 三維梁單元。Shell181 及Bea m188 單元能很好地模擬集水槽各部分構件。同時，在后處理時能提取集水槽側壁、底板、暗框架柱及梁的彎矩、剪力及軸力，方便直接用于結構設計，進行配筋計算。三維模型中shell181 殼單元共有7342 個，Bea m188 梁單元共計782 個。

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。

按給水澄清池環(huán)行集水槽計算公式計算得出堰上水頭為 0. 03 m ,跌水頭為 0. 07 m , h 值按經驗取值為 0. 1 m。 結合寶洲污水處理廠二沉池工程實例,經計算孔徑值為 19 mm。 而該項工程開孔為 40 mm ,可以看出與計算值的明顯差異 ,成為導致沉淀后的出水大部分直接從底部平衡孔流出 ,設計均勻分布的三角堰作用降低的根本原因。為解決三角堰不能均勻集水的現(xiàn)象 ,主要的措施只能是減少平衡孔數。 按式 ( 2)計算 ,平衡孔數只有17個。為此本項工程在實際的運行中的平衡孔現(xiàn)已減少了 60個 ,其配水的均勻性及出水水質均得到了較大的改善。

隨著我國的經濟建設持續(xù)發(fā)展，對電力的需求不斷加大。國內火力發(fā)電廠百萬機組新建工程陸續(xù)增多，超大型自然通風冷卻塔逐漸受到火力發(fā)電相關人士的重視。根據國家節(jié)能減排、低碳經濟的要求，具有明顯節(jié)能、降噪優(yōu)勢的高位水收水冷卻塔具有廣闊的應用前景，尤其是隨著高位收水冷卻塔逐步國產化后，其優(yōu)勢更加明顯。

集水槽為地面式鋼筋混凝土結構，位于高位收水冷卻塔收水裝置下。其所受荷載為：自重: 25 kN/m集水槽內水壓力: 為水深的線性函數，大為140 kN/m風荷載：基本風壓：0.40 kPa集中荷載：單層配水槽傳來的集中荷載。集水槽內水壓力作為面荷載作用于集水槽側壁及底板，風荷載作為面荷載作用于集水槽側壁，單層配水槽傳來的集中荷載作用于集水槽暗框架頂梁上。

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。