集水槽主要承受集水槽内的内水压力作用，其次是单层配水槽传来的集中荷载及风荷载。内水压力随水深增加，压力越大，在内水压力作用下，集水槽壁板同时承受弯矩与拉力作用。采用传统平面假定方法不易准确计算出集水槽壁板承受的拉力，且不能根据水压力的特点进行变截面设计，同时忽略了暗框架与集水槽壁板作为一个整体，共同承受内水压力。
对于集水槽的桩基布置，传统的竖向荷载平均法计算出的桩数偏多，不易准确计算出桩承受的水平力。由集水槽结构形式及受力特点分析可以看出，集水槽各部分构件之间是相互协同作用，共同承受集水槽内水压力及其他荷载。平面假定简化计算只能顾此失彼，不能进行整体计算。因此，为准确真实地模拟集水槽结构整体受力的特性，满足结构优化设计的目的，集水槽的结构设计有必要采用三维有限元整体分析计算。
集水槽有限元分析时分三种工况设计: 工况1 ：集水槽修建完成后，未投入运行，仅受风荷载。 工况2：集水槽修建完成后，投入正常运行，不受风荷载。 工况3：集水槽修建完成后，投入正常运行，受风荷载。 内力分析中，取以上3 种工况中不利组合进行结构设计。
在上述荷载及工矿组合下，采用ANSYS 有限元软件进行静力计算，通过后处理后便能对集水槽各部分构件进行内力分析及结构设计。集水槽内力分析可以分为集水槽壁板和暗框架( 包括暗框架柱、暗框架顶梁、拉梁及承台梁)。
集水槽整体位移变形可以看出，集水槽暗框架在⑥轴线变形大，集水槽壁板在①、②与⑤、⑥轴线之间变形大。集水槽的大变形约为14 mm。集水槽壁板内力分析取①、②轴线跨中(X=10.4 m)、⑤、⑥轴线跨中(X=43.2 m) 及沿集水槽高度方向(Z=5.0 m) 处进行内力分析。集水槽壁板竖向、水平向均同时承受拉力和弯矩。水平向所受拉力大于竖向，越靠近集水槽底部，水压力越大，水平向所受约束也约大，所受的拉力越大，大拉了为657 kN/m，弯矩大约－267 kN · m/m。
水槽壁板的水平与竖向弯矩图类似于连续梁，但与连续梁弯矩不同之处在于，集水槽壁板同时受拉力，且集水槽水平向的拉力远大于竖向所受拉力。水平向大弯矩为－258 kN · m/m，大拉力为687 kN/m ；竖向大弯矩为465 kN · m/m，大拉力为113 kN/m。因此，集水槽壁板应按拉弯构件进行配筋计算。
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