對于暗框架而言，采用傳統(tǒng)平面假定計算，暗框架布置間距范圍的內水壓力全部由暗框架承受。由此計算計算出的暗框架結構尺寸偏大，忽略了集水槽側壁共同受力的作用，計算方法偏保守。不能達到優(yōu)化設計，節(jié)省工程造價的目的。

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。

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。

高位收水冷卻塔集水槽為地面式鋼筋混凝土結構。集水槽壁板和暗框架作為一個整體共同承受槽內水壓力、風荷載及單層配水槽傳來的集中荷載。采用傳統(tǒng)的平面假定計算方法難以準確計算出集水槽壁板所受拉力，進行變截面設計；不能對暗框架進行優(yōu)化設計。

通過有限元三維仿真計算分析可知，集水槽壁板豎向及水平向同時承受彎矩和拉力，應按拉彎構件進行結構設計；能準確計算出暗框架各構件所受的彎矩、拉力或壓力，對暗框架進行優(yōu)化設計，減少集水槽混凝土工程量，節(jié)省工程造價。

二沉池集水槽是污水沉淀過程中泥水、固液分離的后一道環(huán)節(jié)和工序,在實際的工程設計中,常見有3種布置形式: 內置雙側堰式、內置單側堰式、外置單側堰式 。內置單側堰式、外置單側堰式均為單側堰進水,設計堰上負荷基本一致,從構造和水力條件來看,兩者沒有明顯的優(yōu)劣之分。內置雙側堰式的集水槽因堰上負荷小、出水水質好而應用較多。 但在近的工程設計與應用中發(fā)現(xiàn)雙側堰進水集水槽主要存在2個現(xiàn)象:

一般的二沉池和集水槽較多地采用玻璃鋼或不銹鋼材料 ,為減少浮力對這類集水槽產生的影響 ,集水槽應設平衡孔。 泉州寶洲污水處理廠一期規(guī)模為5.0萬 m3 /d, K總 = 1. 3,現(xiàn)有 2座圓形輻流二沉池即采用了不銹鋼材料做集水槽和三角堰板 ,集水槽采用雙側集水環(huán)行集水槽 ,環(huán)行槽每 4. 5°開一個平衡孔 ,孔徑為 40 mm,共 80孔。 實際運行過程中沉淀后出水很大比例均從平衡孔中冒出 ,三角溢流堰出水較少從而影響出水水質。 為解決平衡孔開設影響三角堰均勻溢流出水的問題 ,結合泉州寶洲污水處理廠二沉池平衡孔的開設方式 ,平衡孔的水量可按薄壁小孔口淹沒出流公式進行計算 ,平衡孔對三角堰進水的影響按 5% 以內考慮 ,則計算平衡孔孔徑經推導計算表達式可寫為nd2 = 0. 023 2K總 Q / h1 /2 ( 2) 式中 , n 為平衡孔數; d 為平衡孔孔徑 ( m ); K總為污水總變化系數; Q 為單座二沉池設計污水量 ( m3 /s)。

出水堰槽的設置方式及位置在現(xiàn)行設計水力負荷和停留時間下是影響出水水質的一個主要因素 , 上述試驗數據雖然進一步驗證了由污水處理廠運行維護與管理等相關文章提出的圓形中心進水二沉池出水水質位置不在靠近池壁處這一現(xiàn)象 ,但理論上還沒有較全面的解釋和分析 ,仍然有深入研究的必要。
在工程應用中 ,為確保沉淀效果和出水水質 ,設計除依照規(guī)范盡可能減少堰上負荷外 ,還避免堰的設置位置不當對出水帶來的影響 ,應避免采用外置單側堰方式出水; 二沉池出水設計為內置雙側堰出水時 ,也宜設計離池壁 2～ 3 m處。 另外二沉池出水堰槽設計平衡孔時 ,也應在設計中選擇適當的計算方法確定 ,使二沉池出水槽和溢流堰處在合理的運行狀態(tài)。