水泥罐基础设计

1、罐体基础计算一、荷载情况上部水泥罐设计容量为100吨，罐体自身重量按20吨计算，水泥罐盛满水泥后自重为G=1200KN承台自重G=(3.8X3.8x1.5+0.5X0.6X0.6X4)X25=559.5KN一根桩自重G=3.1416X0.82/4X9.9X25=124.41KN附加荷载作用于水泥罐体的水平风力风荷载标准值W=3zpspz此1.0X0.8X1.78X0.6=0.8544KN/m2风荷载作用面积为S=10.5X1.5X3.1416=49.46m2作用于水泥罐体的水平风力P=WS=0.8544X49.46=42.26KN风荷载对桩顶截面的弯矩M=42.26X(1.5+0.5+1+10

2、.5=348.64KNm二、计算1、桩的内力及位移计算确定桩的计算宽度b°b0=1.5d+0.5=1.5X0.8+0.5=1.7m2、计算桩的变形系数0c竖向地基系数G=mh,根据地质资料查表得C0=3.1175x105KN/m4当hw10m时，Q=10m故地基土比例系数m0=C0/10=3.1175x104KN/m4桩身力弹性模量EI=0.67EhI=0.67X2.8X107X0.0201=3.77076X105I=兀d4/64=3.1416x0.84/64=0.0201m4地基变形系数0c=5但b=1.07桩基础的换算深度h=%h=1.07X9.9=10.593>3.53、

3、计算单桩桩顶截面所受外力N=(G+G)/4=(1200+559.5)/4=439.88KNQ=P/4=10.56KNM=M/4=348.64/4=87.16KN-m4、计算桩顶以下以下深度z处桩身截面的弯矩M、剪力Q及水平抗力计算公式为MZ=Q0Am/a+M0Q=Q0A+aM0Bq=%QZ'Ax/b0+a2M0Z'B/b0无量纲系数An、BmAq、Bq、Ax、R按规范查表即得。计算结果见计算表(一)、表(二)、表(三)。桩身最大弯矩位置ZMmax和最大弯矩Mnax的确定弯矩最大时满足下式Dq=Q0/%M=0.11323于是可得Z'=ZMmaxa=0.399ZMma=0.

4、3729mMmaX=KmM=1.02892X87.16=89.6808KNm弯矩分布见桩随深度弯矩分布图5、桩顶水平位移计算X0=QA/认3EI+MBX/认2EI=10.56X2.44066/(1.073X3.77076X105)+87.16X1.62100/(1.072X3.77076X105)=0.383mm<6mm件合规范要求)6、桩基承载力计算(1)、按设计规范经验公确定单桩轴向容许承载力PP=(CA+GUh)RaG=0.5C2=0.04P=(0.5X兀X0.82/4+0)X5600=1407.4KN>N=439.88KN(符合要求)(2)、按桩身材料强度确定单桩承载力轴向

5、受压时的截面强强度度验算公式为NW©rb(AR/rc+Rg'Ag'/rs)先不考虑钢筋的作用进行验算桩的纵向弯曲系数0=0.97桩的工作条件系数rb=0.95混凝土抗压设计强度Ra=25000KPa混凝土安全系数rc=1.25桩身截面面积A=0.503m2N=0.97X0.95X25000/1.25=9270.3KN>Nj=439.88KN(符合要求)7、横向力作用下的稳定验算为保证桩在横向力作用下的稳定性，要求桩对其侧面土的横向压应力不超过桩两侧被动土压力与主动土压力之差，并具有必要的安全储备。应满足下式：d(Tz<t1t2(b°ep-dea)

6、考虑上部结构安全度的系数刀1=1.0:考虑总荷载中恒载所占比例系数刀2=1-0.8Mn/Mm其中恒载对桩基承台底面坐标原点的力矩M=0全部外力对桩基承台底面坐标原点的力矩Mn桩侧的被动土压力强度ep,桩侧的主动土压力强度ea由水平抗力计算表可知，桩身最大水平抗力在桩顶以下0.561米深度处截面(rz=32.4172Kpaep=17.5X0.561xtan2(45+19/2)+2X2.0tan(45+19/2)=24.904ea=17.5X0,561xtan2(45-19/2)-2X2.0tan(45-19/2)=2.142d(rz=0.8X32.4172=25.9338刀1112(boep-dea)=1.0X1.0X(1.7x24.904-0.8x2.142)=40,623d(Tz=25.9338KN<刀2(b°ep-dea)=40.623KN(符合要求)7、承台的计算桩顶处的局部受压验算桩顶作用于承台混凝土的压力，不考虑桩身与承台混凝土间的黏着力，局部承压时，按下式计算：R'<pAcRja/rm承台内单桩承受的最大轴向力Pi'=439.88KN混凝土安全系数rm=1.54承台内基桩桩顶横截面面积Ac=0.503m2混凝土抗压极限强度Ra=25000Kpa局部承压时的提高系数(3=1.21.2X0.503