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摘要：为了克服钢筋混凝土剪力墙自重、壁厚、空间浪费等缺点，国内外学者进行了大量的研究，提出了钢板-混凝土组合剪力墙。与传统钢筋混凝土剪力墙相比，板-混凝土组合剪力墙的轴压承载力大大提高。钢板有效地补偿了混凝土墙刚度和承载能力的损失，与纯钢板混凝土剪力墙相比，钢板在一定程度上抑制了钢板的屈曲。钢-混凝土组合剪力墙作为一种新型的剪力墙结构，越来越受到工程界的关注，但其理论研究和设计方法仍有许多问题有待研究。随着研究的深入和成熟，钢板-混凝土组合剪力墙将在现代建筑结构中得到广泛应用。
关键词：双钢板；混凝土结构；市政水池；应用研究
1国外双钢板-混凝土组合剪力墙的研究现状
2000年，英国学者卢贝尔[1]等人进行实验研究与镶嵌两个单层单拱桥刚性框架薄钢板剪力墙和四层办公大楼模型为了研究之间的关系框架柱的抗弯刚度和薄钢板张力带的形成。
2005年，美国学者伯曼和Bruneau设计两个平钢板剪力墙的厚度0.9毫米和一个波纹钢板剪力墙的厚度0.7毫米基于高强度地区医院改造设计方案，并进行了实验研究在低循环循环荷载。试验结果表明，两个试件（焊接板和波纹板）的刚度、延性和耗能均达到预期目标，而另一个试件（粘接板）由于粘接未能达到预期目标。板式剪力墙滞回环呈“S”形，夹紧效应明显，但试件强度退化不明显，耗能能力相对稳定。环氧树脂可以作为一种新的粘接方法。
2014年，Varma等人[3]通过有限元软件分析，建立了板-混凝土组合剪力墙的应力分析模型和非线性有限元模型，研究了面内荷载作用下组合剪力墙的应力特征和破坏模式。通过有限元软件分析，建立了钢板-混凝土组合剪力墙的应力分析模型和非线性有限元模型，研究了板-混凝土组合剪力墙在面内荷载作用下的应力特性和破坏模式。
2双层钢板混凝土整体池的方案
2.1双层钢板混凝土
双钢混凝土组合结构是一种新型的结构形式，由钢筋、混凝土、钢板混合而成，它是在双钢中间浇筑混凝土，以增加钢与混凝土之间的相互作用为核心，上下钢板之间通过焊接剪切接头来保证钢筋与混凝土的连接和相互作用。通过大量文献综述和调研，将这种新型组合结构引入市政池结构工程，提出双钢板混凝土一体化池结构体系，即：池侧墙与屋面采用钢板夹芯混凝土组合结构，楼板采用钢筋混凝土，池无伸缩缝。钢板通过两根肋螺栓连接，然后浇筑混凝土，形成双钢板混凝土组合结构。
2.2 双钢板混凝土承载机理
目前国内外对板-混凝土-钢组合结构的受力机理主要采用等生成梁模型和桁架模型。如在模型中生成钢与混凝土梁假设为弹性材料，且混凝土无抗拉强度，钢与混凝土完全复合，混凝土的宽度按照钢与混凝土的弹性模量比值（m = E/Ec），然后用等效截面钢的弹性模量E来计算其弯曲应力和挠度。桁架模型中混凝土的纵向受压区可以取等效梁模型的等效截面。桁架模型中的杆件由螺柱组成。该模型的主要优点之一是钢板与混凝土仅在接缝处连接，更接近实际情况。
在上述理论基础上，利用有限元软件ABAQUS建立三维模型。将销钉与混凝土的接触关系定义为摩擦接触，定义了混凝土使用规范中规定的本构曲线。采用带钢筋截面的双折线本构曲线，根据不同的跨度、钢板厚度、螺柱间距和核心混凝土厚度对钢板进行分类。
通过有限元模拟结果我们发现，双板混凝土发生破坏时，下部钢与混凝土之间发生较多的明显滑移，顶板在集中荷载作用下局部屈曲，极限破坏模式主要是钢板受拉屈曲破坏和剪切破坏，螺柱在整个加载过程中，双钢-混凝土组合结构基本属于大变形结构，初始加载阶段基本符合平截面假设。
2.3双钢板混凝土池的特点
综合分析，双钢板混凝土整体池主要具有以下特点：
2.3.1抗温度应力，池内无接缝，抗渗性好。
由于外部钢板的存在，即使存在贯通裂缝，内部混凝土仍能保证整个墙体的抗渗性能满足池的要求，良好的抗渗性能有利于保证池的耐久性。
2.3.2具有良好的机械性能
双钢筋混凝土结构可以充分发挥钢板和混凝土两种材料的性能，钢板内部混凝土的约束，从而提高混凝土抗压能力，同时内部混凝土为钢板提供横向支撑，避免钢板局部屈曲，整体结构具有承载力高、刚度大、抗震延性和变形性能好等特点。
2.3.3施工便捷程度大幅提高
结构外侧的双层钢板可在工厂模块化，现场组装。同时，外钢板也可作为模板使用。建设速度明显加快。
2.4双钢板混凝土池面临的问题
从概念分析的角度来看，双层钢板夹芯混凝土整体池的结构可能存在两个问题。首先，过量使用钢筋造成的工程造价问题估计在2%-3%左右，高于传统钢筋混凝土池。然而，当考虑到减少混凝土用量、减少结构占地面积、不需要施工模板和支撑费用、缩短施工周期等因素时，可大大提高结构的经济性能。其次，池体结构的固有特点，池体壁钢板会面临一定的腐蚀问题，针对这种可能出现的腐蚀情况，可以通过喷涂锌钢板壁、采用耐候钢等措施进行处理。
3分析了城市污水处理厂池塘结构设计的相关要点
3.1底板抗浮设计要点
在计算水池的抗浮力过程中，应优先考虑其自重的抗浮力。设计方案一般适用于水池浅埋，地下水浮力接近水池自重。在这种情况下，有三种池抗浮设计方法，一种方法是增加墙的池，也可以增加基板的厚度，所以游泳池池体重增加，虽然这种方法可以增加池部分，但相应的也会改善混凝土消费，而且还可以减少钢材的消耗，以免增加更多的成本，同时还可以提高池的结构刚度。如果水池截面设计采用结构加固，则不宜采用这种方法，否则将大大增加成本。另一种方法是增加体重池，池体抗浮能力改善，如果池设置，带盖的屋顶上覆盖着厚土，或增加底板悬臂墙趾，改善体重的重量，该方法适用于中型或小型游泳池，如果池面大，不适合使用这种方法，因为这种方法会导致部分的底板池不能满足抗浮要求，当有其他结构或建筑池，它会给施工带来很大的困难，同时也会对管道布置造成一些不利影响。最后一种方法是通过抗拉桩或抗拉锚杆来提高水池的抗浮能力。这种方法是最实用的，可以完全解决池体的整体和局部抗浮问题，但这种方法需要较高的成本。在现阶段，在市政污水处理厂池的设计已被广泛用于提高的抗浮能力三种方法，并通过相应的排水措施协助降水，但在雨季，我们仍然需要高度重视的抗浮问题池。
3.2防渗漏设计要点
当钢筋混凝土中出现更多或更宽的裂缝时，就会导致水池的渗透问题。为了提高水池的防渗漏能力，需要采取以下方法来控制裂缝。一是在混凝土中掺入适量的混合料，并减少水泥的用量，使混凝土的水化热反应会有效地减少，从而有效地控制混凝土的开裂；其次，在施工过程中应用减水剂减少混凝土的收缩变形，使其具有更好的抗裂性能；第三、在混凝土浇筑过程中进行分层浇筑，并严格按照施工要求进行充分的振动，防止振动泄漏、振动不密集等现象；第四是对刚性止水带板的施工缝位置进行双面全焊，在此之前需要将穿过墙体的拉螺栓清除止水带表面的油污，然后实施双面全焊；第五、保证池底底板可在同一承重层内，以防止池基础可能出现不均匀沉降。
结语
总之，城市污水处理厂池结构设计是否合理，将直接影响到污水处理厂的处理效率和质量。因此，污水处理厂一定要注意水池的结构设计，把握好设计要点，并结合水池周边环境条件和使用要求，遵循因地制宜的原则不断优化水池结构，从而充分发挥池子的作用。
参考文献：
[1]张茂诚.市政污水处理厂水池结构设计要点及措施[J].工程技术研究，2018，（14）：150-151.
[2]刘梁，何青相.市政污水处理厂水池结构设计要点探究[J].工程技术研究，2019，4（15）：181-182.