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水泥罐基础演算设计报告
 
一、直径3550mm水泥罐基础计算
    举例子,本工程选用直径3550mm,载荷100T,水泥罐进行承载力验算。场地基承载力特征值为300Kpa。
     基础承台平面尺寸设定为2500mm×2500mm,高度为800mm。承台混凝土强度等级均为C20。
   1.1水泥罐计算
   1.1.1参数信息
      水泥罐型号:100T水泥罐,自重(满罐时包括水泥总量在内)F1=1060.00KN(水泥满载1000KN,罐体自身总重为60KN)
       水泥罐高度H=19.400m,水泥罐身宽度B=3.00m,,罐体支撑架宽度为1.91m。
       混凝土强度:C20,钢筋级别:Ⅱ级,承台长度Lc或宽度Bc=2.500m
       承台厚度Hc=0.8m,基础埋深D=0.6m,承台箍筋间距S=150mm,承台单层钢筋采用φ18@150,双向布置,保护层厚度:50mm
      西安地区风荷载为0.75KN/m2。
  1.1.2地基基础承载力验算
      依据<<建筑地基基础设计规范>>(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。
      Pmax=(F+G)/A+M/W;
      式中F:水泥罐作用于基础的坚向力,它包括水泥罐自重及满罐时的水泥总量,F=1.2×1060=1272KN。
      G:基础自重和基础上面的土重,G=25.0×(2.5×2.5×0.8)×1.2=150KN;
      Bc:基础底面的宽度,取Bc=2.50m,A=2.5×2.5=6.25m2;
      W:基础底面的抵抗矩,W=Bc×Bc×Bc/6=2.6m3;
      M:倾覆力矩,主要风荷载产生的力矩,        M=1.4×0.75×3.0×19.4×1.91=116.72KN.m;
      a:合力作用点至基础底面最大压力边缘距离(m),按下式计算:
A=2.50/2-116.72/(1272+150)=1.168
经过计算得到:最大压力设计值:Pmax=(1272+150)/6.25+116.72/2.6=272.41kpa
偏心距较大时压力设计值:
Pkmax=2×(1272+150)/(3×3×1.8)=267.79kpa
地基基础承载力验算:
强夯地基承载力值为:fa=300.00kpa
地基承载力特征值fa=300.00kpa大于最大压力设计值Pkmax=267.79kpa,满足要求。
地基天载力特征值1.2×fa=360.00kpa大于偏心距较大时压力设计值Pkmax=267.79kpa,满足要求。
1.1.4受冲切承载力验算
依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条。
验算公式如下:F1≤0.7βhpftδmh0
βhp_____受冲切承载力截面高度影响系数βhp取=1.0;
ft_______混凝土轴心抗拉台度设计值,取ft=1.57kpa;
Am--冲切破坏锥体最不力一侧计算长度:
Am=[1.91+(1.91+2×0.8)]/2=2.71m;
h0--承台的有效高度,取h0=0.8m;
Pj--最大压力设计值,取Pj=267.02kpa;
F1--实际冲切承载力:F1=PjAj
Aj--部分基底面积:取系数0.8
F1=267.02×2.5×2.5×0.8=1335.1kN
允许冲切力为:0.7×1.0×1.57×2710×800=2382632N=2382.632KN
实际冲切力F1小于允许冲切力设计值,满足要求。
1.15抗压倾覆验算
西安地区风荷载取值为0.75KN/m2
Q=0.75×3.0=2.25KN/m
R=ql=2.25×(19.4-1.91)=39.35KN
 
 
G=60KN(考虑空罐时的罐体自身总量)
MR=39.35×1.91=75.16KN*M
MG=60×1.91/2=57.3KN*M
MR≧MG,故在水泥空罐状态下无法满足风荷载作用的搞倾覆要求,必须采取措施进行加固处理:
一、 是在遇到风力较大天气时(台风天气)确保罐内水泥最低存量不得少于5T水泥。
最低水泥存重要求:75.16/0.995-60=15.54KN
故只需满足水泥罐自存重630KG以上, MG≧MR。
为保险起见,原则上水泥罐存量不少于5T。
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