调节池计算书
设计依据：
1. 《杭州湾新区给水和污水泵站岩土工程勘察报告》（详细勘察）(2011.6)；
2. 规范及手册：《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规范》CECS137:2002；
《混凝土结构设计规范》;
《给水排水工程结构设计手册》;
3. 回填土容重：饱和土重为20KN/m3；水容重：10.0 KN/m3;
4. 地质概况：根据地勘报告：沉井下沉穿过以下土层：
(1) 第2层淤泥质粉质粘土夹粉砂：沉井外壁摩阻力标准值为12KPa；
(2) 第3-2层砂质粉土：沉井外壁摩阻力标准值为24KPa；
(3) 第3-2’层砂质粉土：沉井外壁摩阻力标准值为14KPa；
(4) 第3-3层砂质粉土：沉井外壁摩阻力标准值为32KPa；
(5) 第3-4层粉质粘土夹粉砂：沉井外壁摩阻力标准值为16KPa；
基底落在第3-4层上
5. 地下水位
(1) 封底混凝土达到设计强度100%后，底板施工之前水位不高于标高-4.0米;
(2) 底板混凝土强度达到设计强度100%之后水位不高于标高-3.0米;
(3) 顶板及井内填料浇筑完毕，顶板未覆土前水位不高于标高0.0米;
(4) 使用期间的地下水位考虑到设计地面以下0.5m，即绝对标高3.8m处。
6. 构筑物采用沉井，不排水下沉。沉井部分分段施工，标高1.0m以上采用现浇结构。
抗浮验算：构筑物抗浮验算
调节池结构布置图
1:100
1。抗浮力计算
条件：底板厚度800；壁板厚度1100；顶板厚300；封底混凝土厚度2000。
（1）顶、底板自重：12.52x3.14x(0.8+0.3)x25=13492.2KN。
（2）壁板自重：(25+1.1)x3.14x1.1x15.3x25=34482.1KN。
（3）C15素混凝土填料自重：12.52x3.14x0.8x22=8635.0KN
（4）封底混凝土自重：12.52x3.14x2.0x22=21587.5KN
（5）板顶覆土自重：(12.5+1.1)2x3.14x(1.5x10+0.5x18)=13938.6KN
（6）柱自重：0.8x0.8x10.9x16x25=2790.4KN
∑抗浮力＝94925.8KN
2．浮力计算
条件：地下水位考虑到设计地面以下0.5m。
浮力＝(12.5+1.1)2x3.14x 15.3x10=88858.5KN
3．抗浮安全系数
K=94925.8/88858.5=1.068
4．抗浮安全系数>1.05，抗浮验算通过。
沉井下沉计算
一、下沉系数K st
沉井制作高度为14.0m
1．沉井自重标准值G K1=(25+1.1)x3.14x1.1x14x25=31552.3KN
底梁自重G K2=(19.3x4x0.8x3.1+24.3x4x0.8x3.1)x25=10812.8KN
2．下沉过程水的浮托力标准值F fw,k:
F fw,k=(25+1.1)x3.14x1.1x14x10+(19.3x4x0.8x3.1+24.3x4x0.8x3.1)x10=16946.0KN
3．井壁总摩阻力标准值F fk:
1) 单位摩阻力加权平均值（以J5勘探孔计算）
fka=(0.26x12+2x24+1.4x14+9.1x32+1.24x16)/14=27.3
2) 摩阻力标准值F fk
F fk=(25+1.1)x3.14x[4x27.3+(2.5+5)x0.6x27.3]=19017.4KN
4．下沉系数Kst
Kst=(GK- F fw,k)/ F fk=(42365.1-16946.0)/ 19017.4=1.34
二、下沉稳定系数kst,s:
1．刃脚、底梁下地基极限承载力Rb:（极限承载力取400KPa）
Rb=0.5x(25+0.8x2)x3.14x400=16704.8KN
2．浮托力取标准浮托力的 70%。
F’fw,k＝F fw,k x70%=11862.2KN
5．下沉稳定系数Kst,s
Kst,s=(Gk- F’fw,k)/( F fk+Rb)=( 42365.1-11862.2)/( 19017.4+16704.8)=0.853
满足要求
封底混凝土计算
(一) 取最大一块封底面积计算：5.0x5.0m 。 地下水的浮托力Fk=14x10=140KN/m 2
底板受力q=140KN/m 2
封底混凝土四边简支，M=0.0442x5x5x140=154.7KN.m
根据“给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程”CECS137:2002第6.1.13条规定：
u t t h bf M h +=
72.5＝3001
.110001000000
7.15472.5+???＝1200mm 考虑井底涌砂，封底混凝土宜加厚
故取C25封底混凝土厚度2000。
刃脚竖向内力计算
（一） 工况一：沉井起沉阶段
根据“给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程”CECS137:2002第6.2.2条、第6.3.2条规定：
M1=111)3
(d R hs
h P j +-
(6.2.2-1) N1=R j -g 1 (6.2.2-2) P1=
)(20βθθ
-??+tg tg a h h R s s
j (6.2.2-3)
)23(12621
1b a tg h h tg h d s s ++-=
θ
αθ (6.2.2-4) 根据已知条件和地勘报告
Rj=14x25x1.1=385KN/m ；h1=hs=1.2m ；θ=56.30；β0=200。a=0.5m,b=0.8m 则：
d1=0.170m P1=125.7KN/M M1=166.0KN.m/m N1近似取Rj=385N/m
（二） 工况二：沉井下沉至设计标高，未封底，刃脚下土体已掏空。 井外地下水位考虑标高-13m 处，井内无水。 1． 土压力计算 土压力为设计值： q1=
4.13
10
?=4.7KN/m2 q2=14x18x1.27/3=106 KN/m2 ∑q=111.4 KN/m2
计算简图如下：
Fep1和F’ep1近似相等，均取值=111.4KN/m 则：2
11'1)2(6
11h F F M ep ep +=
=80.2KN.m/m
圆形沉井水平内力计算
（一） 工况：沉井下沉至设计标高。
根据CECS137:2002第6.2.3条，在互成90o 的水平两点处，土壤内摩擦角的差值为6o
（即±3°）。 土壤内聚力C=13Kpa ，内摩擦角φ=25°。 配筋按0.25mm 的裂缝控制。 计算简图如下：
A
P A
N B
B
1. A 、B 点的水平向土压力
1) A 点处主动土压力系数Ka=Z
C
tg s γφ2)2
3
45(0
2
-
+-
=14
1813
2)232545(0
2??-+-
tg =0.258
2) A 点水平向土压力Pa=0.258x18x14=65.0 KN/m2 3) B 点处主动土压力系数Ka=Z
C
tg s γφ2)2
3
45(0
2
-
--
=14
1813
2)232545(0
2??---
tg =0.352
4) B 点水平向土压力Pa=0.352x18x14=88.70 KN/m2 2. A 、B 点的内力
1) ω’=(P B /P A )-1=88.7÷65.0-1=0.365
Na=65x(12.5+1.1/2)x(1+0.7854x0.365)=1091.4KN/m Nb=65x(12.5+1.1/2)x(1+0.5x0.365)=1003.1KN/m
Ma=-0.1488x65x13.052x0.365=601.2KN.m/m
Mb=-0.1366x65 x13.052x0.365=551.9 KN.m/m
井壁结构内力及配筋计算：
1．刃脚最大竖向弯矩M1=166KN.m/m，N1=385KN/m；
取Φ25@200，混凝土保护层40，混凝土强度等级C30，0.25mm控制M抗=396KN.m/m。
2．井壁最大水平向弯矩M1=601.2KN.m/m，N1=1091.4KN/m
取Φ22@100，混凝土保护层40，混凝土强度等级C30，0.25mm控制M抗=632KN.m/m。
底板结构计算
(一) 工况：使用阶段，地下水位考虑到设计地面以下0.50m。
1. 取最大一块面积计算：5x5m。
底板厚度0.8m
地下水的浮托力Fk=(15.3-0.5)x10=148.0KN/m2
底板混凝土自重Gk=0.8x25=20KN/m2
底板受力q=148-20=128KN/m2
底板四边简支，M=0.0442x5x5x128=141.5KN.m(标准值)
底板厚800，取Φ22@200，混凝土保护层40，混凝土强度等级C30，裂缝宽度0.20。M标准值＝228KN.m
底梁计算书：
============================================
1 计算简图：
2 计算条件：
荷载条件:
均布恒载标准值: 300.00kN/m 活载准永久值系数: 0.50
均布活载标准值: 0.00kN/m 支座弯矩调幅系数: 85.0%
梁容重 : 25.00kN/m3计算时考虑梁自重: 不考虑
恒载分项系数: 1.20 活载分项系数 : 1.40
配筋条件:
抗震等级 : 非抗震纵筋级别 : HRB335
混凝土等级 : C30 箍筋级别 : HRB335
配筋调整系数: 1.2 上部保护层厚度 : 40mm
面积归并率 : ---- 下部保护层厚度 : 40mm
最大裂缝限值: 0.400mm 挠度控制系数C : 200
截面配筋方式: 单筋
3 计算结果：
单位说明:
弯矩:kN.m 剪力:kN
纵筋面积:mm2箍筋面积:mm2/m
裂缝:mm 挠度:mm
----------------------------------------------------------------------- 梁号 1: 跨长 = 25000 B3H = 1000 3 3100
左中右弯矩(-) : -15937.404 0.000 -15937.404
弯矩(+) : 0.000 12187.484 0.000
剪力: 4499.991 0.009 -4499.991
上部as: 100 50 100
下部as: 50 75 50
上部纵筋: 18966 6200 18966
下部纵筋: 6649 14121 6649
箍筋Asv: 1265 1144 1265
上纵实配:29D32 12/12/5(23323) 13D28(8005)29D32 12/12/5(23323)
下纵实配: 13D28(8005)28D28 14/14(17241) 13D28(8005)
箍筋实配: 4D12@250(1810) 4D12@250(1810) 4D12@250(1810)
腰筋实配: 24d18(6107) 24d18(6107) 24d18(6107) 上实配筋率: 0.75% 0.26% 0.75%
下实配筋率: 0.26% 0.56% 0.26%
箍筋配筋率: 0.18% 0.18% 0.18% 裂缝: 0.396 0.375 0.396
挠度: 0.000 17.851 0.000
最大裂缝:0.396mm<0.400mm
最大挠度:17.851mm<125.000mm(25000/200)
----------------------------------------------------------------------- 4 所有简图：
调节池顶板单块矩形板计算
按弹性板计算:
1 计算条件
计算跨度: L x=5.000m
L y=5.000m
板厚h=300mm
板容重=25.00kN/m3；板自重荷载设计值=9.00kN/m2
恒载分项系数=1.20 ；活载分项系数=1.40
荷载设计值(不包括自重荷载):
均布荷载q=50.20kN/m2
砼强度等级: C30, f c=14.30 N/mm2, E c=3.003104 N/mm2
支座纵筋级别: HRB335, f y=300.00 N/mm2, E s=2.003105 N/mm2
板底纵筋级别: HRB335, f y=300.00 N/mm2, E s=2.003105 N/mm2 混凝土保护层=40mm, 配筋计算as=45mm, 泊松比=0.20
支撑条件=
四边上:固定下:固定左:固定右:固定
角柱左下:无右下:无右上:无左上:无
2 计算结果
弯矩单位:kN.m/m, 配筋面积:mm2/m, 构造配筋率:0.21%
弯矩计算方法: 双向板查表
挠度计算方法: 双向板查表。
---------------------------------------------------------------
(1)跨中: [水平] [竖向]
弯矩 31.3 31.3
面积 643(0.21%) 643(0.21%)
实配 D14@190(810) D14@190(810)
(2)四边: [上] [下] [左] [右]
弯矩 -75.6 -75.6 -75.6 -75.6
面积 1032(0.34%) 1032(0.34%) 1032(0.34%) 1032(0.34%)
实配 D16@160(1257) D16@160(1257) D16@160(1257) D16@160(1257) (3)挠度结果(按双向板计算):
经查<<结构静力计算手册>>:
挠度计算系数α=0.001270
Mk=25.61N2mm, Mq=25.08N2mm;
h=300mm, h0=255mm;
αE=E s/E c=6.667;
A s=810mm2, 对于矩形截面γf=0;
ρte=A s/(0.53b3h)=0.0054,当ρte<0.01时,取ρte=0.01;
ρ=A s/(b3h0)=0.0032
σsk=M k/(0.873A s3h0)=142.470N/mm2;
ψ=1.1-0.653f tk/(ρte3σsk)=0.183,当ψ小于0.2时,取ψ=0.2;
θ=2.0-0.43(ρ'/ρ))=2.0-0.43(0.000/0.003)=2.000;
将上述参数带入短期刚度公式得:
=1.89131013N 2mm 2
;
从而得到长度刚度:
=0.95631013
N 2mm 2
;
=4.029 mm
挠度验算: 4.03 (4)支座最大裂缝: 0.24<[ωmax ]=0.30mm,满足 (5)跨中最大裂缝: 0.06<[ωmax ]=0.30mm,满足 顶板连续梁计算书：WKL-1 ============================================ 1 计算简图： 2 计算条件： 荷载条件: 均布恒载标准值: 0.00kN/m 活载准永久值系数: 0.50 均布活载标准值: 0.00kN/m 支座弯矩调幅系数: 85.0% 梁容重 : 25.00kN/m3计算时考虑梁自重: 考虑 恒载分项系数: 1.20 活载分项系数 : 1.40 配筋条件: 抗震等级 : 非抗震纵筋级别 : HRB335 混凝土等级 : C30 箍筋级别 : HPB235 配筋调整系数: 1.2 上部保护层厚度 : 40mm 面积归并率 : 30.0% 下部保护层厚度 : 40mm 最大裂缝限值: 0.300mm 挠度控制系数C : 200 截面配筋方式: 单筋 3 计算结果： 单位说明: 弯矩:kN.m 剪力:kN 纵筋面积:mm2箍筋面积:mm2/m 裂缝:mm 挠度:mm ----------------------------------------------------------------------- 梁号 1: 跨长 = 5000 B3H = 500 3 800 左中右弯矩(-) : 0.000 0.000 -447.328 弯矩(+) : 0.002 457.946 0.000 剪力: 302.072 -105.256 -505.254 上部as: 50 50 50 下部as: 50 50 50 上部纵筋: 800 800 2113 箍筋Asv: 817 817 817 上纵实配: 4D20(1257) 4D20(1257) 7D22(2661) 下纵实配: 7D22(2661) 7D22(2661) 7D22(2661) 箍筋实配: 4d8@200(1005) 4d8@200(1005) 4d8@200(1005) 腰筋实配: 4d16(804) 4d16(804) 4d16(804) 上实配筋率: 0.31% 0.31% 0.67% 下实配筋率: 0.67% 0.67% 0.67% 箍筋配筋率: 0.20% 0.20% 0.20% 裂缝: 0.000 0.293 0.286 挠度: 0.000 3.017 0.000 最大裂缝:0.293mm<0.300mm 最大挠度:3.017mm<25.000mm(5000/200) ----------------------------------------------------------------------- 梁号 2: 跨长 = 5000 B3H = 500 3 800 左中右弯矩(-) : -447.328 0.000 -345.505 弯矩(+) : 0.000 290.587 0.000 剪力: 433.771 34.296 -385.330 上部as: 50 50 50 下部as: 50 50 50 上部纵筋: 2113 800 1608 下部纵筋: 858 1342 858 箍筋Asv: 817 817 817 上纵实配: 7D22(2661) 4D20(1257) 4D25(1963) 下纵实配: 4D25(1963) 4D25(1963) 4D25(1963) 箍筋实配: 4d8@200(1005) 4d8@200(1005) 4d8@200(1005) 腰筋实配: 4d16(804) 4d16(804) 4d16(804) 上实配筋率: 0.67% 0.31% 0.49% 下实配筋率: 0.49% 0.49% 0.49% 箍筋配筋率: 0.20% 0.20% 0.20% 裂缝: 0.286 0.169 0.296 挠度: 0.000 1.214 0.000 最大裂缝:0.296mm<0.300mm 最大挠度:1.214mm<25.000mm(5000/200) ----------------------------------------------------------------------- 梁号 3: 跨长 = 5000 B3H = 500 3 800 左中右弯矩(-) : -345.505 0.000 -345.505 弯矩(+) : 0.000 343.494 0.000 剪力: 409.943 9.945 -409.943 上部as: 50 50 50 下部as: 50 50 50 上部纵筋: 1608 800 1608 箍筋Asv: 817 817 817 上纵实配: 4D25(1963) 4D20(1257) 4D25(1963) 下纵实配: 4D25(1963) 4D25(1963) 4D25(1963) 箍筋实配: 4d8@200(1005) 4d8@200(1005) 4d8@200(1005) 腰筋实配: 4d16(804) 4d16(804) 4d16(804) 上实配筋率: 0.49% 0.31% 0.49% 下实配筋率: 0.49% 0.49% 0.49% 箍筋配筋率: 0.20% 0.20% 0.20% 裂缝: 0.296 0.282 0.296 挠度: 0.000 2.268 0.000 最大裂缝:0.296mm<0.300mm 最大挠度:2.268mm<25.000mm(5000/200) ----------------------------------------------------------------------- 梁号 4: 跨长 = 5000 B3H = 500 3 800 左中右弯矩(-) : -345.505 0.000 -447.328 弯矩(+) : 0.000 290.587 0.000 剪力: 385.330 -34.296 -433.771 上部as: 50 50 50 下部as: 50 50 50 上部纵筋: 1608 800 2113 下部纵筋: 858 1342 858 箍筋Asv: 817 817 817 上纵实配: 4D25(1963) 4D20(1257) 7D22(2661) 下纵实配: 4D25(1963) 4D25(1963) 4D25(1963) 箍筋实配: 4d8@200(1005) 4d8@200(1005) 4d8@200(1005) 腰筋实配: 4d16(804) 4d16(804) 4d16(804) 上实配筋率: 0.49% 0.31% 0.67% 下实配筋率: 0.49% 0.49% 0.49% 箍筋配筋率: 0.20% 0.20% 0.20% 裂缝: 0.296 0.169 0.286 挠度: 0.000 1.214 0.000 最大裂缝:0.296mm<0.300mm 最大挠度:1.214mm<25.000mm(5000/200) ----------------------------------------------------------------------- 梁号 5: 跨长 = 5000 B3H = 500 3 800 左中右弯矩(-) : -447.328 0.000 0.000 弯矩(+) : 0.000 457.946 0.002 剪力: 505.254 105.256 -302.072 上部as: 50 50 50 下部as: 50 50 50 上部纵筋: 2113 800 800 箍筋Asv: 817 817 817 上纵实配: 7D22(2661) 4D20(1257) 4D20(1257) 下纵实配: 7D22(2661) 7D22(2661) 7D22(2661) 箍筋实配: 4d8@200(1005) 4d8@200(1005) 4d8@200(1005) 腰筋实配: 4d16(804) 4d16(804) 4d16(804) 上实配筋率: 0.67% 0.31% 0.31% 下实配筋率: 0.67% 0.67% 0.67% 箍筋配筋率: 0.20% 0.20% 0.20% 裂缝: 0.286 0.293 0.000 挠度: 0.000 3.017 0.000 最大裂缝:0.293mm<0.300mm 最大挠度:3.017mm<25.000mm(5000/200) ----------------------------------------------------------------------- 4 所有简图： 梁式楼梯计算 项目名称_____________日期_____________ 设计者_____________校对者_____________ 一、工程名称: LT-1 二、示意图 三、基本资料 1．依据规范： 《建筑结构荷载规范》（GB 50009－2002） 《混凝土结构设计规范》（GB 50010－2002） 2．几何参数： 楼梯类型：梁式楼梯（__╱￣型）支座条件：两端铰支 斜梯段水平长度： L1 = 2100 mm 上平台长度： L2 = 1050 mm 下平台长度： L3 = 1050 mm 梯段净跨：L n = L1＋L2＋L3 = 2100＋1050＋1050 = 4200 mm 楼梯高度：H = 1280mm 楼梯宽度：W = 1050 mm 梯板厚：t = 100 mm 楼梯级数：n = 8(阶) 踏步宽度： b = 300 mm 踏步高度：h = 160 mm 上平台楼梯梁宽度: b1 = 300 mm 下平台楼梯梁宽度: b2 = 300 mm 楼梯梁高度：h3 = 350 mm 楼梯梁宽度： b3 = 250 mm 水平段楼板厚度： h4 = 100 mm 3．荷载标准值： 可变荷载：q = 3.50kN/m2面层荷载：q m = 1.70kN/m2 栏杆荷载：q f = 0.20kN/m 永久荷载分项系数: γG = 1.20 可变荷载分项系数: γQ = 1.40 准永久值系数: ψq = 0.50 4．材料信息： 混凝土强度等级: C30 f c = 14.30 N/mm2 f tk = 2.01 N/mm2f t = 1.43 N/mm2 梯梁纵筋强度等级: HRB335 E S = 300000 N/mm2 f y = 300.0 N/mm2 受拉区纵向钢筋类别：带肋钢筋 其余钢筋选用HPB235钢f yv = 210.0 N/mm2 保护层厚度: c = 30 mm 顶棚厚度 c1＝ 20mm 顶棚容重 R s＝20.0 kN/m3 混凝土容重 R c＝25.0 kN/m3混凝土弹性模量 E c= 33104 N/mm2 钢筋弹性模量 E s= 2.13105 N/mm2 梯段板纵向受力钢筋合力点至近边距离a s1 = 25 mm 梯梁纵向受力钢筋合力点至近边距离a s2 = 30 mm 四、计算过程： 说明：本计算书中所有的剪力、弯矩、挠度均由《建筑结构静力计算手册》中 单跨梁的内力及变位计算公式所得。 1．楼梯几何参数： 梯段倾角余弦值：cosα = b/sqrt(b2＋h2) = 300.00/sqrt(300.002＋160.002) =0.88 梯梁计算跨度: L0 = L n = 4200 mm 梯段板计算跨度: B0 = W－2*b3 = 1050－2*250 =550 mm 梯段板平均厚度: h t = (h＋2t/cosα)/2 = (160.00＋2*100.00/0.88)/2 = 193.33 mm 2．荷载设计值： (1) 梯段板荷载设计值（取一个踏步宽板带）： 自重：g kb = R c*h t*b = 25.0*0.19*0.30 = 1.45 kN/m 面层：g km = q m*(h＋b) = 1.70*(0.16＋0.30) = 0.78 kN/m 抹灰：g ks = R s*c1*b/cosα = 20.0*0.02*0.30/0.88 = 0.14 kN/m 恒荷标准值：P kb = g kb＋g km＋g ks = 1.45＋0.78＋0.14 = 2.37 kN/m 恒荷控制： P b(G) = 1.35*P kb＋γQ*0.7*b*q = 1.35*2.37＋1.40*0.7*0.30*3.50 = 4.23 kN/m 活荷控制： P b(L) = γG*P kb＋γQ*b*q = 1.20*2.37＋1.40*0.30*3.50 = 4.31 kN/m 荷载设计值：P b = max{ P b(G) , P b(L) } = 4.31 kN/m (2) 斜梯段梯梁荷载设计值： 自重放大系数（考虑面层）:λb=1.1 自重：g kl = λb*R c*b3*h3/cosα = 1.1*25.0*0.25*0.35/0.88 = 2.73 kN/m 恒荷标准值： P kl = P kb/b*W/2＋g kl＋q f = 2.37/0.30*1.05/2＋2.73＋0.20 = 7.07 kN/m 恒荷控制： P l(G) = 1.35*P kl＋γQ*0.7*q*W/2 = 1.35*7.07＋1.40*0.7*3.50*1.05/2 = 11.35 kN/m 活荷控制： P l(L) = γG*P kl＋γQ*q*W/2 = 1.20*7.07＋1.40*3.50*1.05/2 = 11.06 kN/m 荷载设计值：P l = max{ P l(G) , P l(L) } = 11.35 kN/m (3) 平台板荷载设计值（取 B = 1m 宽板带）： 自重：g kb' = R c*h4*B = 25.0*0.10*1.0 = 2.50 kN/m 面层：g km' = q m*B = 1.70*1 = 1.70 kN/m 抹灰：g ks' = R s*c1*B = 20.0*0.02*1 = 0.40 kN/m 恒荷标准值：P kb' = g kb'＋g km'＋g ks' = 2.50＋1.70＋0.40 = 4.60 kN/m 恒荷控制： P b(G)' = 1.35*P kb'＋γQ*0.7*B*q = 1.35*4.60＋1.40*0.7*1.0*3.50 = 9.64 kN/m 活荷控制： P b(L)' = γG*P kb'＋γQ*B*q = 1.20*4.60＋1.40*1.0*3.50 = 10.42 kN/m 荷载设计值：P b' = max{ P b(G)' , P b(L)' } = 10.42 kN/m (4) 平台段梯梁荷载设计值： 自重放大系数（考虑面层）:λb=1.1 自重：g kl' = λb*R c*b3*h3 = 1.1*25.0*0.25*0.35 = 2.41 kN/m 恒荷标准值： P kl' = P kb'/B*W/2＋g kl'＋q f = 4.60/1.0*1.05/2＋2.41＋0.20 = 5.02 kN/m 恒荷控制： P l(G)' = 1.35*P kl'＋γQ*0.7*q*W/2 = 1.35*5.02＋1.40*0.7*3.50*1.05/2 = 8.58 kN/m 活荷控制： P l(L)' = γG*P kl'＋γQ*q*W/2 = 1.20*5.02＋1.40*3.50*1.05/2 = 8.60 kN/m 荷载设计值：P l' = max{ P l(G)' , P l(L)' } = 8.60 kN/m 3．梯梁斜截面受剪承载力计算： V max = 20.94 kN V max≤0.7*f t*b3*(h3－a s2) = 0.7*1430.00*0.25*(0.35－0.03) = 80.08 kN 按构造配置箍筋。 4．正截面受弯承载力计算： (1) 梯段斜板计算： 计算高度：H = (t+h*cosα)/2 = 120.59 mm 计算宽度：b0 = b/cosα = 340.00 mm M max = P b*B02/8 = 4.31*0.552/8 = 0.16 kN2m ρ = 0.0157% ρ＜ρmin = max{0.002,(0.45*f t/f yv)} = 0.3064% ρ = ρmin = 0.3064% 纵筋⑥/⑦计算面积：A s = 125.64 mm2 (2) 梯梁计算： M中= 23.50 kN2m ρ = 0.1110% ρ＜ρmin = max{0.002,(0.45*f t/f y)} = 0.2145% ρ = ρmin = 0.2145% 纵筋①计算面积：A s = 525.52 mm2 左支座： 按构造配筋。钢筋②计算面积：A s = 175.00 mm2 右支座： 按构造配筋。钢筋⑤计算面积：A s = 175.00 mm2 五、计算结果： 1．纵筋①计算结果： 计算面积：525.52 mm2 采用方案：5D12 实配面积：A g = 565mm2 4.8混凝气浮池 4.8.1设计说明 在经过前面构筑物的生化处理的出水中投加混凝剂，经混凝反应后进入混凝气浮池分离，进一步降低有机物悬浮物的浓度，保证有良好的出水。混凝气浮法分为加药反应和气浮两个部分，加药反应通过添加合适的混凝剂和絮凝剂以形成较大的絮体，再通入气浮分离设备后与大量密集的细气泡相互粘附，形成比重小于水的絮体，依靠浮力上浮到水面，从而完成固液分离。 整个混凝气浮的工艺流程为将配制好的混凝剂通过定量投加的方式加入到原水中，并通过一定方式实现水和药剂的快速均匀混合，然后进入气浮池进行固液分离，混凝气浮由混凝与气浮两个工艺组成。 （1）混凝工艺 向污水中投入某种化学药剂（常称之为混凝剂），使在水中难以沉淀的胶体状悬浮颗粒或乳状污染物失去稳定后，由于互相碰撞而聚集或聚合、搭接而形成较大的颗粒或絮状物，从而使污染物更易于自然下沉或上浮而被除去。混凝剂可降低污水的浊度、色度，除去多种高分子物质、有机物、某些重金属毒物和放射性物质[19]。 混凝剂的投加分为干投法和湿投法，本设计采用湿投法，相对于干投法，湿投法更容易与水充分混合，投量易于调节，且运行方便。 （2）气浮工艺 气浮过程中，细微气泡首先与水中的悬浮粒子相粘附，形成整体密度小于水的“气泡——颗粒”复合体，使悬浮粒子随气泡一起浮升到水面。由于部分回流水加压气浮在工程实践中应用较多，并且节省能源、操作稳定、资源利用较充分，所以本次设计采用部分回流水加压气浮流程。 4.8.2设计参数 混凝气浮池进出水水质见表4-8-1： 表4-8-1 混凝气浮池进出水质表 SS 水质指标COD BOD 5 进水水质（mg/L）247 58.1 312.1 出水水质(mg/L) 123.5 29 68.7 去除率（%）50 50 78 ①设计流量Q= 125m3/h = 0.035m3/s ②反应池停留时间T = 15min ③反应池水深与直径之比H:D = 10:9 ④接触室上升流速Vc = 10mm/s 辐流式二沉池的设计参数 辐流式二沉池的设计参数如下[1]： （1）池子直径（或者正方形的一边）与有效水深的比值大于6； （2）池径不宜小于16m ； （3）池底坡度一般采用0.05~0.1m ； （4）一般采用机械刮泥，也可附有空气提升或净水头排泥设施； （5）当池径（或正方形的一边）较小（小于20m ）时，也可采用多斗排泥； （6）停留时间2.5~3h ； （7）表面负荷：0.6~1.5m 3/（m 2·h ）。 4.5.3设计计算 辐流式二沉池的设计计算过程如下[1]： （1）沉淀部分水面面积 nq Q F = 式中： Q —设计日平均流量m 3/h ； 池数（个） —n ，本设计设置2座沉淀池； q —表面负荷，m 3/(m 2·h)，本设计取1.5m 3/(m 2 ·h) 23333.31111.1m 2 1.5 Q F nq ===? （2）池子直径 37.62m D === 采用周边传动吸泥机，为了符合型号规格，取直径为 m 37=D ，由《给水排水设计手册（第2版） 》第11册P592查知(D ＞20,采用周边传动的刮泥机)，选取周边传动吸泥机37-ZBG ，其性能参数如下表8示： 表8 35-ZBG 性能参数 （3）实际水面面积 22 2 m 67.10744374=?=='ππD F 实际负荷 323222443333.3m /m h 1.6m /m h 237 Q q n D ππ?==?=???（）（） （4）沉淀区有效水深 qt h =2 式中： 2h —沉淀区有效水深，m ； t —沉淀时间，1.5~4.0h ；取3.0h 2 1.6 3.0m 4.8m h qt ==?= （5）校核径深比2377.74.8 D h ==，在6—12内，符合要求 （6）沉淀部分有效容积 333333.3'3m 4999.95m 2 Q V t n = =?= （7）沉淀区的容积 n SNT V 1000= 式中： S —每人每日污泥量，L/(人·d ）一般为0.3~0.8，取=S 0.8 L/(人·d ） N —设计当量人口数，=N 25万 T —两次清除污泥像个时间，d ；取h 2=T n —沉淀池座数，2=n 竖流沉淀池设计计算书 设 计：****** 1. 设计概述 为了使出水水质达到景观用水标准，减轻后续工艺的负担，在一般生物法处理工艺前面会设置一个初沉池，它可以去除部分的悬浮物，对SS 的去除率能达到50%，另外初沉池对COD ，BOD 的去除率也能达到10%，较大的减轻了后续工艺的负担。 本设计采用竖流式沉淀池作为初沉池，为了降低施工的难度，该竖流沉淀池采用多个污泥斗，这可以降低沉淀池的高度。设计规模为100m3/h ，为两池并联设计。 2. 竖流沉淀池构筑物工艺计算 根据《建筑中水设计规范》中的规定，初次沉淀池的设置应根据原水水质和处理工艺等因素确定。当原水为优质杂排水或杂排水时，设置调节池后可不再设置初次沉淀池。若设计水质生活污水，则需要在前期处理中采取设置初次沉淀池，减小后续工艺的负担。 在此设计中由于水量较小，且竖流沉淀池的广泛应用，在生产实践当中有较多的实际经验，故采取竖流沉淀池作为初次沉淀池。《建筑中水设计规范》上 规定：竖流式竖流式沉淀池的设计表面水力负荷宜采用h m m ?-2 3/2.18.0，中 心管流速不大于s mm /30，中心管下部应设喇叭口和反射板，板底面距泥面不小于m 3.0，排泥斗坡度应大于450 。 图1 竖流沉淀池俯视图 设计计算： （1）中心管面积f(m 2) 取中心管流速为v=0.025m/s ，沉淀池分两池并联、共壁合建，单池处理流量为：100/2=50m 3/h ，以下设计以单池处理流量50m 3/h 来考虑， 则有单池中心管面积： 26.060 60025.050m V Q f =??== （2）中心管直径 0d （m 2） 由中心管面积可以得到： m m d 874.014 .36 .040=?= ，取d 0=900mm ； （3）中心管下端（喇叭口）到反射板之间的缝隙高度h 3（m ） 喇叭口的管径取中心管直径的1.35倍，则有 mm mm d d 121590035.135.101=?=?=，设喇叭口和反射板之间的缝隙 水流速度 v 1=0.02mm/s ，则有 目录 第一章绪论 一、水资源----------------------------------------------------------------------------2 二、设计背景--------------------------------------------------------------------------2 三、水污染处理技术发展状况-------------------------------------------------------3 四、设计意义和目的-----------------------------------------------------------------5 五、设计内容-------------------------------------------------------------------------6 六、设计要求-------------------------------------------------------------------------6 第二章设计参数选择 -------------------------------------------------------------------------6第三章工艺计算 一、主要尺寸计算-------------------------------------------------------------------7 二、进水系统计算-----------------------------------------------------------------10 三、出水部分计算-----------------------------------------------------------------11 四、排泥部分计算----------------------------------------------------------------14 五、设计工艺分析及讨论---------------------------------------------------------15 六、设计感想------------------------------------------------------------------------17 压力常用公式: 1、F=G(压力与重力平衡) 2、F=F`(压力与外力平衡) 3、F=P*S（压力＝压强*受力面积） 4、F=p*g*h*s（这是容器底部受的液体的压力，压力＝液体密度*g*液体深度*受力面积） 特点： 1.作用方向与作用面积垂直并与作用面积的外法线方向相反； 2.压力一定时，受力面积越小，压力作用效果越显著； 3.受力面积一定时，压力越大，压力作用效果越显著。 压力与重力： （1）压力是由于相互接触的两个物体互相挤压发生形变而产生的，按照力的性质划分，压力属于弹力；重力是由于地面附近的物体受到地球的吸引作用而产生的。 （2）压力的方向没有固定的指向，但始终和受力物体的接触面相垂直。（因为接触面可能是水平的，也可能是竖直或倾斜的）重力有固定的指向，总是竖直向下。 （3）压力可以由重力产生也可以与重力无关。当物体放在水平面上且无其他外力作用时，压力与重力大小相等。当物体放在斜面上时，压力小于重力。当物体被压在竖直面上时，压力与重力完全无关。当物体被举起且压在天花板上时，重力削弱压力的作用。 （4）压力的作用点在物体受力面上，重力的作用点在物体重心， 规则的均匀的几何体的重心在物体的几何中心。 外力作用的强弱与气候因素有着密切的关系，因为影响地形发育的水文、植被等因素都受到气候条件的控制。例如寒冷的冰川覆盖地区以冻融崩解、冰川作用为主，干旱地区流水作用不显著而风沙作用占居优势，温暖潮湿地区的流水作用最为活跃。 从这个意义上讲，不仅风化壳、残积物都明显地具有地带性的特点，甚至一向被认为是非地带性因素的地形的发育，在一定程度上都反映着气候的烙印。 特别是气候可以通过植被、水文对地形产生影响：植被茂密、水土保持良好的地区，植被抑制了外力侵蚀作用的发展，从而起到保护地面的作用；而植被稀疏、甚至地面裸露的地区，则加强了流水、风等外力作用的侵蚀强度。 物体所受的压力与受力面积之比叫做压强，压强用来比较压力产生的效果，压强越大，压力的作用效果越明显。压强的计算公式是：p=F/S，压强的单位是帕斯卡，符号是Pa。 增大压强的方法有：在受力面积不变的情况下增加压力或在压力不变的情况下减小受力面积。减小压强的方法有：在受力面积不变的情况下减小压力或在压力不变的情况下增大受力面积。 液体对容器内部的侧壁和底部都有压强，压强随液体深度增加而增大。 液体内部压强的特点是：液体由内部向各个方向都有压强；压强随深度的增加而增加；在同一深度，液体向各个方向的压强相等；液 竖流沉淀池设计计算书 设 计:****** 1、 设计概述 为了使出水水质达到景观用水标准,减轻后续工艺的负担,在一般生物法处理工艺前面会设置一个初沉池,它可以去除部分的悬浮物,对SS 的去除率能达到50%,另外初沉池对COD,BOD 的去除率也能达到10%,较大的减轻了后续工艺的负担。 本设计采用竖流式沉淀池作为初沉池,为了降低施工的难度,该竖流沉淀池采用多个污泥斗,这可以降低沉淀池的高度。设计规模为100m3/h,为两池并联设计。 2、 竖流沉淀池构筑物工艺计算 根据《建筑中水设计规范》中的规定,初次沉淀池的设置应根据原水水质与处理工艺等因素确定。当原水为优质杂排水或杂排水时,设置调节池后可不再设置初次沉淀池。若设计水质生活污水,则需要在前期处理中采取设置初次沉淀池,减小后续工艺的负担。 在此设计中由于水量较小,且竖流沉淀池的广泛应用,在生产实践当中有较多的实际经验,故采取竖流沉淀池作为初次沉淀池。《建筑中水设计规范》上规 定:竖流式竖流式沉淀池的设计表面水力负荷宜采用h m m ?-23/2.18.0,中心管 流速不大于s mm /30,中心管下部应设喇叭口与反射板,板底面距泥面不小于m 3.0,排泥斗坡度应大于450。 图1 竖流沉淀池俯视图 设计计算: (1)中心管面积f(m 2) 取中心管流速为v=0、025m/s,沉淀池分两池并联、共壁合建,单池处理流量为:100/2=50m 3/h,以下设计以单池处理流量50m 3/h 来考虑, 则有单池中心管面积: 26.060 60025.050m V Q f =??== (2)中心管直径 0d (m 2) 由中心管面积可以得到: m m d 874.014 .36.040=?=,取d 0=900mm; (3)中心管下端(喇叭口)到反射板之间的缝隙高度h 3(m) 喇叭口的管径取中心管直径的1、35倍,则有 mm mm d d 121590035.135.101=?=?=,设喇叭口与反射板之间的缝隙 水流速度 v 1=0、02mm/s,则有 m m d v Q h 2.0215 .102.014.336005086400113=???=?=π; SQF150竖流式气浮装置技术说明 一、主要技术参数 ·池体直径：φ6.5m ·处理量：150m3/h ·出渣的含固率≥3% ·气浮类型：部分加压水回流溶气气浮 ·溶气水回流比：25~30% ·溶气水压力：0.25~0.3Mpa ·单台设备净重：~13T ·单台气运行总荷重：~110T ·刮渣斗数量：1个 ·刮渣机功率：0.75kw ·溶气水泵功率：15kw ·空压机功率：2.2kw ·电机防护等级：IP55 ·绝缘等级：F级 ·工作制：24小时/天连续运行 二、主要结构和工作原理 1、竖流式气浮装置主要由气浮池体、溶气系统（含溶气水泵、流量计、空压机、溶气罐、填料、溶气释放器、管道阀门）、刮渣机组成。 ⑴池体直径6500mm，总高约5700mm，占地面积小。整套气浮装置采用钢制结构，分内外两个同心的筒体。为保证设备加工质量和 产品外观，制作筒体时，采用卷板机分块卷制后在专用平台上焊接拼装。池底部设有排泥管道与排空管道，中心处有进水管、溶气水管、环形穿孔集水管。 ⑵进水管底部设有散流布水装置，可将原水或加药絮凝后的废水在内筒底部均匀扩散，继而与溶气释放器释放的溶气水进行充分反应。释放器采用新型不锈钢制溶气释放器，耐腐蚀，不易堵塞，释气效率高达99%，释出气泡直径为20~30微米。为防止由于水质变化或停机检修后释放器堵塞，设置了释放器空气反洗装置，无需拆卸就能实现释放器的清洗工作。 ⑶环形的穿孔集水管安装在分离区（外筒）底部，通过数根均布的清水管将分离后的清水引至出水堰槽。出水堰底板与气浮装置总出水管相连，出水口设有水位调节装置，可根据浮渣层厚度和出水水质调节气浮池水位，便于刮渣机有效工作。 ⑷刮渣机安装在气浮池顶部，电机驱动减速机带动主轴旋转，刮渣机刮板通过联接螺栓与主轴法兰联接，刮渣板旋转时将浮至水面的浮渣或浮油刮至渣槽。渣槽具有一定的坡度，通过重力将浮渣排出气浮装置。 ⑷溶气罐本体由上封头、下封头、卷制罐体、支架、进气管口、进水管口等组成，在我公司的压力容器车间内加工。溶气罐加工完毕后进行水压试验。罐体上安装有液面计和压力表，可观察罐内的水位和压力；罐顶安装有安全阀，压力达到预设值时可自动泄压，保证了溶气罐的安全。φ50 鲍尔环填料安装在溶气罐内部，可增大气液接触面积，提高溶气效果。 2、工作原理 运行方式和处理效果。 二沉池是以沉淀、去除生物处理过程中产生的污泥获得澄清的处理水为其主要 目的。二沉池有别于其它沉淀池，其作用一是泥水分离（沉淀）、二是污泥浓缩， 并因水量、水质的时常变化还要暂时贮存活性污泥。 热门通常处理系统的建设费用是和系统处理构筑物的容积大小成正比的，所以二沉 池的设计计算是否合理，直接影响到整个生物处理系统的运行处理效果和建设费用 的大小。 一般二沉池有辐流式、平流式、竖流式三种形式，池型有圆形、方形。在过去 多年中，对沉淀池的研究较为欠缺，不同的国家，不同的设计单位（水处理公司） 都有自己的标准或方法，这些技术并不总是有明确的理论论证，常常也会发生矛盾。 目前世界范围内都要求在经济负荷下，提高出水质量标准，由此对沉淀池的作 用进行了重新研究，并对过去已经承认了的参数产生了疑问。 1影响二沉池运行设计的几个主要因素 二沉池运行过程中的影响因素很多，其中有些因素甚至是相互矛盾的。在沉淀 过程中的影响因素有：（1）污水：流量、水温；（2）沉淀池：表面积和出流量、 池高度、溢流堰长度地点和负荷、进水形式、池型、污泥收集系统、水力条件、水波和自然风影响；（3）污泥：负荷、区域沉淀速度、污泥体积指数、硝化程度；（4）生物处理情况：活性污泥模式、BOD负荷； 在浓缩过程中的影响因素有：（1）污水：混合液流量；（2）池体：池表面积、池高、污泥收集系统；（3）污泥：沉速（ZSV）、SVI、混合液浓度和负荷、回流比、污泥槽高度。 欲获得满意的二沉池运行效果，就必须适当的满足二沉池运行的诸多的条件，就目前研究的情况，设计中主要考虑因素有如下几点： 活性污泥的沉降性能 在生物处理系统中，活性污泥的特性，特别是污泥的沉降性能，直接影响着二沉池的工艺设计与运行。 衡量活性污泥沉降性能的参数有二个：一是污泥指数SVI（mL/g）；二是污泥沉降比：SV%。 SVI的物理意义是：曝气池出口混合液经30min静沉后，每克干污泥所形成的沉淀污泥所占的容积（mL）。 SV%又称30分钟沉降比，混合液在量筒内静置30 分钟后所形成的沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分率。 SVI、SV%与混合液污泥浓度MLSS（g/L）之间有下列关系： 沉淀池 沉淀池是利用重力沉降作用将密度比水大的悬浮颗粒从水中去除的处理构筑物，是废水处理中应用最广泛的处理单元之一，可用于废水的处理、生物处理的后处理以及深度处理。在沉砂池应用沉淀原理可以去除水中的无机杂质，在初沉池应用沉淀原理可以去除水中的悬浮物和其他固体物，在二沉池应用沉淀原理可以去除生物处理出水中的活性污泥，在浓缩池应用沉淀原理分离污泥中的水分、使污泥得到浓缩，在深度处理领域对二沉池出水加絮凝剂混凝反应后应用沉淀原理可以去除水中的悬浮物。 沉淀池包括进水区、沉淀区、缓冲区、污泥区和出水区五个部分。进水区和出水区的作用是使水流均匀地流过沉淀池，避免短流和减少紊流对沉淀产生的不利影响，同时减少死水区、提高沉淀池的容积利用率；沉淀区也称澄清区，即沉淀池的工作区，是沉淀颗粒与废水分离的区域；污泥区是污泥贮存、浓缩和排出的区域；缓冲区则是分隔沉淀区和污泥区的水层区域，保证已经沉淀的颗粒不因水流搅动而再行浮起。 沉淀池的原理 沉淀池是利用水流中悬浮杂质颗粒向下沉淀速度大于水流向卜流动速度、或向下沉淀时间小于水流流出沉淀池的时间时能与水流分离的原理实现水的净化。 理想沉淀池的处理效率只与表面负荷有关，即与沉淀池的表面积有关，而与沉淀池的深度无关，池深只与污泥贮存的时间和数量及防止污泥受到冲刷等因素有关。而在实际连续运行的沉淀池中，由于水流从出水堰顶溢流会带来水流的上升流速，因此沉淀速度小于上升流速的颗粒会随水流走，沉淀速度等于卜-升流速的颗粒会悬浮在池中，只有沉淀速度大于上升流速的颗粒才会在池中沉淀下去。而沉淀颗粒在沉淀池中沉淀到池底的时间与水流在沉淀池的水力停留时间有关，即与池体的深度有关。 理论上讲，池体越浅，颗粒越容易到达池底，这正是斜管或斜板沉淀池等浅层沉淀池的理论依据所在。为了使沉淀池中略大于上升流速的颗粒沉淀下去和防止已沉淀下去的污泥受到进水水流的扰动而重新浮起，因而在沉淀区和污泥贮存区之间留有缓冲区，使这些沉淀池中略大于上升流速的颗粒或重新浮起的颗粒之间相互接触后，再次沉淀下去。 用沉淀池的类型 按水流方向划分，沉淀池可分为平流式、辐流式和竖流式三种，还有根据“浅层理论”发展出来的斜板(管)沉淀池。各自的优缺点和适用范围见表3—3。 气浮池 设计说明 气浮工艺主要处理对象为疏水性悬浮物（ss ）及脱稳胶粒。选用加压溶气气浮系统，对密度小的纤维类、油类、微生物、表面活性剂的分离尤具优势。 加压容器气浮系统：依靠水泵将处理后的水加压，与加压空气一道被压入密闭的压力溶气罐，空气借助压力以及气、水接触产生的湍动溶解于水中，多余的未溶解空气则由防空阀排放。将溶气水通向溶气释放器，溶气释放器骤然消能减压致使微小气泡稳定释放至水中，供气浮之用。 配备的其它设备：泵两台（一台备用）、空压机、压力溶气罐及相应管道 设计计算 1.1主要工艺指标 （1）气浮池所需空气量Q g h kg fP C Q s g /049.01000 17.425.0)195.38.0(7.18164.11000)1(=??-???=-=γ 式中： Q g --气浮池池所需空气量，kg/h γ--空气容重，g/L （20℃时为1.164g/L ） C s --一定温度下，一个大气压时的空气溶解度，mL/L ·atm(20℃时为18.7 mL/L ·atm) f --加压溶气系统的溶气效率，取0.8 P --溶气压力，atm （2）溶气水量Q r h m K fP Q Q T g r /30009.0024 .095.38.0736049.0736=???== 式中，K T --溶解度系数，20℃时为0.024 1.2气浮池本体 气浮池用挡板或穿孔墙分为接触室和分离室。 1.2.1接触室 （1）接触室表面积A c m v Q Q A c r c 21.015 36001000)251.117.4(3600=??+=+= 式中：v c --水流平均速度，取15mm/s （2）接触室长度L m B A L c c 5.02.01.0=== 式中：B c --接触室宽度，m (3)接触室堰上水深H 2 m B H c 2.02== (4)接触室气水接触时间t c s v H H t c c 107151000)2.08.1(21=?-=-= 式中：H 1--气浮池分离室水深，取1.8m 1.2.2分离室 （1）分离室表面积A s m v Q Q A s r S 211 36001000)251.117.4(3600=??+=+= 式中：v s --分离室水流向下平均速度，取1mm/s (2)分离室长度L S m B A L S S s 43.17 .01=== 满足长宽比2:1～3:1 式中：B s --分离室宽度，m (3)气浮池水深h 2 m t v h S 8.110360205.12=-???== 1.1.1. 二沉池设计参数 已知流量：Q=25000m 3/d=1042 m 3/h, 水力表面负荷：q 范围为1.0—1.5 m 3/ m 2.h ，取q=1.0 m 3/h 出水堰负荷：取值范围为1.5—2.9L/s.m ，取1.7L/s ·m(146.88m 3/m ·d)； 。为挂泥板高度，取；为缓冲层高度，取5m .0h 5m .0h 53 污泥斗下半径r 2=1m ，上半径r 1=2m ；停留时间T=1.5h ；池子个数n=2 池子形式：幅流式沉淀池 1.1. 2. 二沉池的计算步骤 （1） 池表面积：A=Q/q=0 .11042 = 1042 m2 （2） 单池面积：A 单=n A =2 1042m2=521 m2 （3） 池直径：D= π 单池 A 4=25.8m （取26m ） （4） 沉淀部分有效水深： 混合液在分离区泥水分离，该区存在絮凝和沉淀两个过程，分离区的沉淀过程会受进水的紊流影响，取m h 32= （5） 沉淀部分有效容积：V=4 D2 π×h2=1591.98 m 3 （6） 沉淀池底坡落差：取池底坡度为i=0.05，则 m r D i h 55.0222605.0214=?? ? ??-?=??? ??-?= （7） 沉淀池周边(有效)水深:H0=h2+h3+h5=3+0.5+0.5=4m ＞4.0m 。 5.64 26 0==H D （规范D/H0=6~12) ，所以满足要求，h3取0.5 ，h5取0.5 （8） 污泥斗容积：73m .1tg60)12(tg )r r (h 0216=?-=?-=α污泥斗高度 设贮泥时间采用T w =2h ，二沉池污泥区所需存泥容积 378725000 36003600 1042)5.01(22)1(2m X X QX R T V r w w =+??+??=++= 则污泥区高度为 平流式气浮池设计计算书 一、设计说明 气浮法也称浮选法，其原理是设法使水中产生大量的微气泡，以形成水、气、及被去除物质的三相混合体，在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的共同作用下，促进微细气泡粘附在被去除的微小油滴上后，因粘合体密度小于水而上浮到水面，从而使水中油粒被分离去除。气浮法通常作为对含油污水隔油后的补充处理。即为生化处理之前的预处理，经过气浮处理，可将含油量降到30mg/L以下，再经过生化处理，出水含有可达到10mg/L以下。 设计选用目前最常用的平流式气浮池，废水经配水井进入气浮接触区，通过导流板实现降速，稳定水流。然后废水与来自溶气开释器释出的溶气水相混合，此时水中的絮粒和微气泡相互碰撞粘附，形成带气絮粒而上浮，并在分离区进行固液分离，浮至水面的泥渣由刮渣机刮至排渣槽排出。净水则由穿孔集水管汇集至集水槽后出流。部分净水经过回流水泵加压后进溶气罐，在罐内与来自空压机的压缩空气相互接触溶解，饱和溶气水从罐底通过管道输向开释器。 本设计采用加压溶气气浮法在国内外应用最为广泛。与其他方法相比，它具有以下优点：在加压条件下，空气的溶解度大，供气浮用的气泡数目多，能够确保气浮效果；溶进的气体经骤然减压开释，产生的气泡不仅微细、粒度均匀、密集度大、而且上浮稳定，对液体扰动微小，因此特别适用于对疏松絮凝体、细小颗粒的固液分离；工艺过程及设备比较简单，便于治理、维护；特别是部分回流式，处理效果明显、稳定，并能较大地节约能耗。 二、设计任务 完成一个城市污水处理中常用的典型构筑物的工艺设计，较完整地绘制该构筑物的工艺施工图纸。 构筑物——平流式气浮池（共壁合建） 设计流量——Qs=100m3/h 三、设计计算 1．污水水质情况 C = 700㎎/L 悬浮固体浓度o f= 90％空气饱和率Aa/S= 气固比 课程设计 题目某城市11×104m3/d污水处理厂 设计——二沉池设计 学院资源与环境学院 专业环境工程 姓名吴运鹏 学号 20122122186 指导教师卫静许伟颖 二O一五年七月二十日 课程设计任务书 学院资源与环境学院专业环境工程 姓名吴运鹏学号20122122186 题目某城市11×104m3/d污水处理厂设计——二沉池设计 一、课程设计的内容 （1）污水处理厂的工艺流程比选，并对工艺构筑物选型做说明； （2）主要处理设施二沉池的工艺计算； （3）确定污水处理厂平面和高程布置； （4）绘制主要构筑物图纸。 二、课程设计应完成的工作 （1）确定合理的污水处理厂的工艺流程，并对所选择工艺构筑物选型做适当说明； （2）确定主要处理构筑物二沉池的尺寸，完成设计计算说明书； （3）绘制主要处理构筑物二沉池的设计图纸。 课程设计评语 学院资源与环境学院专业环境工程 姓名吴运鹏学号20122122186 题目某城市11×104m3/d污水处理厂设计——二沉池设计指导小组或指导教师评语： 评定成绩 2015年7月31日指导教师 目录 1总论 (2) 1.1设计简介 (2) 1.2设计任务和内容 (2) 1.3基本资料 (2) 1.3.1处理水量及水质 (2) 1.3.2 处理要求 (2) 1.3.3 处理工艺流程 (2) 1.3.4 气象与水文资料 (3) 1.3.5 厂区地形 (3) 2污水处理工艺流程的确定 (4) 3 处理构筑物设计 (5) 3.1设计要求及参数 (5) 3.2设计计算 (5) 3.2.1二沉池主要尺寸的计算..............…………………………….…..…….. .5 3.2.2贮泥容积的计算 (7) 3.3进出水设计 (8) 3.3.1二沉池进水设计 (8) 3.3.2二沉池出水设计 (9) 结论 (11) 参考文献 (12) 气道压力的计算公式和意义 气道压力 本贴收到1朵鲜花跨肺压（ΔPL）=气道开口压（Pao）-胸膜腔内压（Ppl）（1） 跨肺泡压（ΔPalv）=肺泡内压（Palv）-胸膜腔内压（Ppl）（2） 跨气道压（Δpaw）=气道开口压（Pao）-肺泡内压（Palv）（3） 气道峰压（PIP）=气道阻力压（PRaw）+平台压（Ppla）（4） 平台压（Ppla）近似等于平均肺泡内压（Palv）。 平均气道压（Paw）=[（PIP-PEEP）×Ti/TOT]+PEEP（恒压通气时）（5） Paw=[0.5×（PIP-PEEP）×Ti/TOT]+PEEP（恒流通气）（6） 食道内压（Pes）近似等于胸膜腔内压（Ppl）。（7） 平均肺泡压（Palv）=Paw+（RE-RI）×（VE/60）（8） 多数气道内压力很容易在呼吸机面板或辅助监测系统上观察到，但应注意如果不结合食道内压力测定其临床意义变小。因为目前尚没有直接测定胸膜腔内压的很好方法，多用食道内压（Pes）代替胸腔内压，如不测定Pes则在自主呼吸状态下测得的肺顺应性、中心静脉压等重要生理参数均不准确。所以，食道内压/胸膜腔内压测定对机械通气患者的呼吸和循环功能的判断及进行治疗都有重要意义。应注意，在机械通气连接管路上的不同部位测得压力所代表的意义不同。 Paw对血流动力学、气体交换的影响更为明显，并与气压伤的发生密切相关。因此，监测Paw十分重要。在机械通气期间，应尽量保持峰压力小于 40cmH2O，测定时按吸气末按钮才能使结果准确。平台压应保持在35 cmH2O以内，若高于此值发生气压伤的危险性明显增高。由公式（5）可看出，要减少Paw，可通过调整吸气时间（当潮气量和呼吸频率固定时，调节吸气流速）、减少PEEP水平、降低呼吸阻力和通气水平来实现。从公式（8）可以看出，当RE 明显高于RI时，可使得平均肺泡压高于平均气道压，多发生在高分钟通气量和呼气阻力相对大的情况下。哮喘患者存在严重的气道阻塞，呼气阻力可明显高于吸气阻力，在通气量过大时平均肺泡压高于平均气道压，如没有考虑 目录 第一章设计任务书 (2) 1.1 设计题目 (2) 1.2 设计资料 (2) 1.3 设计内容 (2) 1.4设计成果 (2) 第二章设计说明与计算书 (3) 2.1 设计原理及方案选择 (3) 2.1.1设计原理 (3) 2.1.2方案选择 (5) 2.2设计工艺计算 (6) 2.2.1供气量与空压机选型 (6) 2.2.2溶气罐 (7) 2.2.3气浮池 (8) 2.2.4附属设备 (10) 第三章参考文献 (11) 设计心得体会第四章 (12) 2 第五章1............................................................................................................ 附图 气浮池的设计计算 第一章设计任务书 1.1 设计题目 加压溶气气浮设备的设计（平流式） 1.2 设计资料 某工厂污水工程拟用气浮设备代替二沉池，经气浮实验取得以下参数：溶气水采用净化后处理水进行部分回流，回流比0.2，气浮池内接触时间为5min，溶气罐内停留时间为3min，分离时间为15min，溶气罐压力为0.4Mpa，气固比0.02， 3/d。℃。设计水量850m 温度301.3 设计内容 （1）确定设计方案； （2）气浮设备的设计计算； （3）系统设备选型，包括水泵、溶气释放器、溶气压力罐、空压机及刮渣机等；（4）计算书编写，计算机绘图。 1.4设计成果 （1）设备工艺设计计算说明书；要求参数选择合理，条理清楚，计算准确，并附设计计算示意图；提交电子版和A4打印稿一份。 （2）气浮系统图和气浮设备结构详图（包括平面图、剖面图）；要求表达准确规范；提交电子版和A3打印稿一份。 The formula between Shrapnel stress and deflection The deflection curve equation of Shrapnel is as following: ()x l EI F y x --=362 (1) The max deflection of the Shrapnel ’s endpoint A : EI F l y A 33-= (2) In which I stands for Z-axis moment of inertia of the Shrapnel ’s Section, 1232 2222 2b y y a dydZ dA I a a b b ===???-- (3) To verify the correctness of the above formula . Assume : l=10mm ；a=2mm ；b=0.2mm ；E=210GP;F=11N Result:mm 95.013-=y A The figure is the finite element result: The deflection curve equation of Shrapnel is as following: EI F y x 2d 2 -= (1) The max deflection of the Shrapnel’s endpoint A : EI F l y A 2d -= (2) In which I stands for Z-axis moment of inertia of the Shrapnel’s Section, 1232 2222 2b y y a dydZ dA I a a b b ===???-- (3) b l y Ea F A 32d 12-= (4) 第六节、普通沉淀池 沉淀池可分为普通沉淀池和浅层沉淀池两大类。按照水在池内的总体流向，普通沉淀池又有平流式、竖流式和辐流式三种型式。 普通沉淀池可分为入流区、沉降区、出流区、污泥区和缓冲区5个功能区。入流区和出流区的作用是进行配水和集水，使水流均匀地分布在各个过流断面上，为提高容积利用、系数和固体颗粒的沉降提供尽可能稳定的水力条件。沉降区是可沉颗粒与水分离的区域。污泥区是泥渣贮存、浓缩和排放的区域。缓冲层是分隔沉降区和污泥区的水层，防止泥渣受水流冲刷而重新浮起。以上各部分相互联系，构成一个有机整体，以达到设计要求的处理能力和沉降效率。 一、平流沉淀池 在平流沉淀池内，水是按水平方向流过沉降区并完成沉降过程的。图3-16是没有链带式刮泥机的平流沉淀池。废水由进水槽经淹没孔口进入池内。在孔口后面设有挡板或穿孔整流墙，用来消能稳流，使进水沿过流断面均匀分布。在沉淀池末端没有溢流堰(或淹没孔口)和集水槽，澄清水溢过堰口，经集水槽排出。在溢流堰前也设有挡板，用以阻隔浮渣，浮渣通过可转动的排演管收集和排除。池体下部靠进水端有泥斗，斗壁倾角为50°～60°，池底以0.01～0.02的坡度坡向泥斗。当刮泥机的链带由电机驱动缓慢转动时，嵌在链带上的刮泥板就将池底的沉泥向前推入泥斗，而位于水面的刮板则将浮渣推向池尾的排渣管。泥斗内设有排泥管，开启排泥阀时，泥渣便在静水压力作用下由排泥管排出池外。[显示图片] 链带式刮泥机的缺点是链带的支承和驱动件都浸没于水中，易锈蚀，难保养。为此，可改用桥式行车刮泥机，这种刮泥机不但运行灵活，而且保养维修都比较方便。对于较小的平流沉淀池，也可以不设刮泥设备，而在沿池的长度方向设置多个泥斗，每个泥斗各自单独排泥，既不相互干扰，也有利于保证污泥浓度。 沉淀池的设计包括功能构造设计和结构尺寸设计。前者是指确定各功能分区构件的结构形式，以满足各自功能的实现；后者是指确定沉淀池的整体尺寸和各构件的相对位置。设计良好的沉淀池应满足以下三个基本要求；有足够的沉降分离面积：有结构合理的人流相出流放置能均匀布水和集水；有尺寸适宝、性能良好的污泥和浮渣的收集和排放设备。 进行沉淀池设计的基本依据是废水流量、水中悬浮固体浓度和性质以及处理后的水质要求。因此，必须确定有关设计参数，其中包括沉降效率、沉降速度(或表面负荷)、沉降时间、水在池内的平均流速以及泥渣容重和含水率等。这些参数一般需要通过试验取得；若无条件，也可根据相似的运行资料，因地制宜地选用经验数据。以-萨按功能分区介绍设计和计算方法。 1.入流区和出流区的设计 入流和出流区设计的基本要求，是使废水尽可能均匀地分布在沉降区的各个过流断面，既有利于沉降，也使出水中不挟带过多的悬浮物。 苏州科技学院 环境科学与工程学院课程设计说明书 课程名称：水处理构筑物课程设计 学生姓名：郁仁飞学号：0820103202 系别：环境科学与工程学院 专业班级：环工0812 指导老师：袁怡 2011年12月 一、设计说明 气浮法也称浮选法，其原理是设法使水中产生大量的微气泡，以形成水、气、及被去除物质的三相混合体，在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的共同作用下，促进微细气泡粘附在被去除的微小油滴上后，因粘合体密度小于水而上浮到水面，从而使水中油粒被分离去除。气浮法通常作为对含油污水隔油后的补充处理。即为生化处理之前的预处理，经过气浮处理，可将含油量降到30mg/L 以下，再经过生化处理，出水含有可达到10mg/L以下。 设计选用目前最常用的平流式气浮池，废水从池下部进入气浮接触区，保证气泡与废水有一定的接触时间，废水经隔板进入气浮分离区进行分离后，从池底集水管排出。浮在水面在的浮油用刮油设备刮入集油槽后排出。其优点是池身浅、造价低、构造简单、管理方便。 二、设计任务 完成一个废水处理中常用的典型构筑物的工艺设计，较完整地绘制该构筑物的工艺施工图纸。 构筑物——平流式气浮池（共壁合建） 设计流量——Q S=330m3/h 三、设计参数 1、加压水泵 加压水泵作用是提供一定压力的水量，本设计中采用离心泵 2、空气供给设备 压力溶气气浮的供气方式可分为泵前插管进气、水泵—射流器供气、水泵—空压机供气三种，本设计中采用水泵—空压机供气 3、气浮池设计参数控制范围及要点： （1）回流比5%~10% （2）接触区水流上升流速10~20mm/s （3）接触区水流停留时间>60s （4）接触室内的溶气释放器，需根据确定的回流水量、溶气压力及各种型号释放器的作用范围确定合适的型号与数量，并力求布置均匀。 （5）分离室流速 1.5~2.5mm/s （6）气浮池有效水深 2.0~2.5m （7）隔板下端的水流上升速度32mm/s （8）气浮池单宽<10m （9）池长<15m （10）气浮池排渣一般采用刮渣机定期排除。 （11）气浮池集水应力求均匀，一般采用穿孔集水管，集水管内的最大流速宜控制在0.5m/s左右。 基本设计数据的确定： 1）回流比取10% 2）接触室停留时间T2=2min 3）气浮分离速度采用1.5mm/s 压力与流速的计算公式 没有“压力与流速的计算公式”。流体力学里倒是有一些类似的计算公式，那是附加了很多苛刻的条件的，而且适用的范围也很小。 1，压力与流速并不成比例关系，随着压力差、管径、断面形状、有无拐弯、管壁的粗糙度、是否等径/流体的粘度属性……，无法确定压力与流速的关系。 2，如果你要确保流速，建议你安装流量计和调节阀。也可以考虑定容输送。 要使流体流动，必须要有压力差（注意：不是压力！），但并不是压力差越大流速就一定越大。当你把调节阀关小后，你会发现阀前后的压力差更大，但流量却更小。 管道的水力计算包括长管水力计算和短管水力计算。区别是后者在计算时忽略了局部水头损失，只考虑沿程水头损失。（水头损失可以理解为固体相对运动的摩擦力） 以常用的长管自由出流为例，则计算公式为 H=(v^2*L)/(C^2*R), 其中H为水头，可以由压力换算， L是管的长度， v是管道出流的流速， R是水力半径R=管道断面面积/内壁周长=r/2， C是谢才系数C=R^(1/6)/n， n是糙率，其大小视管壁光洁程度，光滑管至污秽管在0.011至0.014之间取 列举五种判别明渠水流三种流态的方法 [ 标签：明渠,水流,方法 ] （1）明渠水流的分类 明渠恒定均匀流 明渠恒定非均匀流 明渠非恒定非均匀流 明渠非恒定均匀流在自然界是不可能出现的。 明渠非均匀流根据其流线不平行和弯曲的程度，又可以分为渐变流和急变流。 （2）明渠梯形断面水力要素的计算公式： 水面宽度 B = b+2 mh （5—1） 过水断面面积 A =（b+ mh）h （5—2） 湿周（5—3） 水力半径（5—4） 式中：b为梯形断面底宽，m为梯形断面边坡系数，h为梯形断面水深。 （3）当渠道的断面形状和尺寸沿流程不变的长直渠道我们称为棱柱体渠道。 （4）掌握明渠底坡的定义，明渠有三种底坡：正坡（i＞0）平坡（i=0）和逆坡（i＜0。 明渠均匀流特性和计算公式 （1）明渠均匀流的特征： a）均匀流过水断面的形状、尺寸沿流程不变，特别是水深h沿程不变，这个水深也称为正常水深。 b）过水断面上的流速分布和断面平均流速沿流程不变。 c）总水头线坡度、水面坡度、渠底坡度三者相等，J = Js = I。 即水流的总水头线、水面线和渠底线三条线平行。 从力学意义上来说：均匀流在水流方向上的重力分量必须与渠道边界的摩擦阻力相等才能形成均匀流。因此只有在正坡渠道上才可能形成均匀流。 （2）明渠均匀流公式 明渠均匀流计算公式是由连续性方程和舍齐公式组成的，即 Q = A v （5—5）（5—5） 也可表示为：（5—7） 曼宁公式为（5—8） 式中K是流量模数，它表示当底坡为i = 1的时候，渠道中通过均匀流的流量。 水在管道内的流速与水所受的压力有关系吗？ [ 标签：管道流速,流速,关系 ] 水在一根管道内的流速与他所受的压力有什么关系？加上管道对水的阻力之后呢？ 管道的水力计算包括长管水力计算和短管水力计算。区别是后者在计算时忽略了局部水头损失，只考虑沿程水头损失。（水头损失可以理解为固体相对运动的摩擦力） 以常用的长管自由出流为例，则计算公式为 H=(v^2*L)/(C^2*R), 其中H为水头，可以由压力换算， 竖流式沉淀池设计计算 按水流方向划分，沉淀池可分为平流式、辐流式和竖流式三种，还有根据“浅层理论”发展出来的斜板(管)沉淀池。 设置沉淀池的一般要求有哪些 (1)沉淀池的个数或分格数一般不少于2个，为使每个池子的人流量均等，要在人流口处设置调节阀，以便调整流量。池子的超高不能小于0.3m，缓冲层为0.3m～0.5m。 (2)一般沉淀池的停留时间不能小于1h，有效水深多为2～4m(辐流式沉淀池指周边水深)，当表面负荷一定时，有效水深与沉淀时间之比也为定值。 (3)沉淀池采用机械方式排泥时，可以间歇排泥或连续排泥。不用机械 排泥时，应每日排泥，初沉池的静水头不应小于1．5m，二沉池的静水头，生物膜法后不应小于1．2m，活性污泥法后不应小于0．9m。 (4)采用多斗排泥时，每个泥斗均应没单独的排泥管和阀门，排泥管的直径不能小于200mm。污泥斗的斜壁与水平面的倾角，采用方斗时不能小于60°，采用圆斗时不能小于55 (5)当采用重力排泥时，污泥斗的排泥管一般采用铸铁管，其下端伸入斗内，顶端敞口伸出水面，以便于疏通，在水面以下1．5～2．0m处，由排泥管接出水平排泥管，污泥借静水压力由此管排出池外。 (6)使用穿孔排泥管排泥时，排泥管长度应在15m以内，排泥管管径150～200mm，孔径15～25mm，孔眼内流速4～5m／s，孔眼总面积与管截面积的比值为0．6～0．8，孔眼向下成45°～60°交错排列。为防止排泥管堵塞，应设压力水冲洗管，根据堵塞情况及时疏通。 (7)进水管有压力时，应设置配水井，进水管由配水井池壁接人，且应将进水管的进口弯头朝向井底。沉淀池进、出水区均应设置整流设施，同时具备刮渣设施。 (8)沉淀池的出水整流措施通常为溢流式集水槽，出水堰可用三角堰、孔眼等形式，普遍采用的是直角锯齿形三角堰，堰口齿深通常为50mm，齿距为200mm左右，正常水面应当位于齿高的1／2处。堰口设置可调式堰板上下移动机构，在必要时可以调整。 (9)沉淀池最大出水负荷，初沉池不宜大于2．9L／(s·m)，二沉池不宜大于1．7 L／(s·m)。在出水堰前必须设置收集与排除浮渣的措施，如果使用机械排泥，排渣和排泥可以综合考虑。混凝气浮池精编版
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