水泥罐基础拟计算

1、水泥罐基础拟采用独立基础或者桩基础。(1)桩基础拟采用直径为0.8m的4根C25混凝土摩榛桩。桩径根据罐脚下预埋的600X600mm的钢板取值，直径为0.8米；摩榛桩 的桩长未定。(2)独立基础拟采用4mX4mX0.8m的C30钢筋混凝土基础。基础的长和宽根据水泥罐的直径为2.8米，同时需在罐脚下预埋的600X 600mm的钢板，故拟定为4mX4m；深度根据建筑地基基础设计规范DBJ 15-31-2003第条Ho 2 (b-bo) /2tgaHoN (4-2.85) /2=0.575所以深度拟取值为0.8米。四、独立基础验算1、荷载计算C30混凝土轴心抗压强度设计值fc=14.3Mpa,轴心抗

2、拉强度设计值 ft=1.43Mpao(1)恒荷载基础自重：Fi=4.0 x4.0 x0.8x25 = 320kN,水泥罐空载时自重F2=86KN,水 泥罐满载时自重F3= 1000KN。(2)风荷载风荷载标准值按照以下公式计算Wk=0z因比uo其中-风振系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2012)的规定采用： % 1.60；coo -基本风压(kN/n?),按照建筑结构荷载规范(GB50009-2012)的规定 采用：coo = 0.5 kN/m2；内-风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2012)的 规定采用：眼=1.28；内-风荷载体型系数：按照建筑结构荷载

3、规范(GB50009-2012)的规定取 值为0.5；经计算得到，风荷载标准值为：Wk = 1.60 x0.5x 1.28x0.5 = 0.512 kN/m2；受风面积 S = 0.5x or xdxH = 0.5x3.14x2.8xl5 = 65.94m2 (d 为罐身直径，H 为 罐身高度)，那么风荷载F风=SxWk= l.4x65.94x0.512=47.3KN,风荷载产生弯距 M = F风xh=47.3x (15/2+3) =496.65KN.m (h为风荷载作用点离基础底面的距 离)。2、地基承载力验算基础位置地基土为夯实的杂填土，地基承载力必须满足下面的验算要求。受偏心荷载作用时，

4、基础底面的压力应满足(依据建筑地基基础设计规范 DBJ 15-31-2003 第 6.2.1 和 6.2.2 条)：PkfkPkmax411. 48KN 实际冲切力小于允许冲切力设计值，所以抗冲切能满足要求。4、基础抗弯验算基础面最大弯距按下式计算：Mi=ql2/8-qa2/2基础底最大弯距按下式计算：M2=qa2/2式中：1水泥罐脚间距；取1=2850 mm; a一钢混凝土基础底板边缘至水泥 罐脚边缘长度；取2= (4000-2850) /2=575mm;q一相对于荷载效应基本组合时的 基础底面地基单面积净反力，取去q=Pkmax=134.5KN/m2；Mi=l 34.5 X 2.852/8

5、-0.5 X 134.5 X 0.5752=114.3kN mM2=0.5 X 134.5 X 0.5752=22.2kN - m由 MiM2 ,取 M=Mi=U4.3kN m；配筋面积计算：afbh。4 = 71-2%九二1/24 MA =Ysfy式中a1系数，当混凝土强度不超过C50时，a 取为1.0,当混凝土强度 等级为C80时，a 取为0. 94,期间按线性内插法确定；fc混凝土抗压强度设计值；h()基础的计算高度。经过计算得 a =114.3X107(1. 00X14. 3X4, OX 103X7752)=0. 0033& =l-(l-2X0. 0033) 5=0. 0033y s=

6、l-0. 0033/2=0. 9984As=l 14. 3 X 107(0. 9984 X 775 X 300. 00) =492mm2由于最小配筋率P min =0. 15%,最小配筋面积为As=0. 15% X 800X4000 = 4800mm2故上下对称配筋16020250, As = 5026mm2,满足要求。5、抗倾覆验算把水泥罐看成一个整体进行抗倾覆稳定性验。为了保持基础的稳定状态，基础上的稳定力矩与倾覆力矩之比应大于1.5,即：K=Mk/MpL 5式中K基础抗倾覆平安系数；Mk基础的稳定力矩；Mp作用于基础上的倾覆力矩；水泥罐空载时为倾覆最不利状况：稳定力矩是罐身自重和基础自重

7、对基础底板边缘的力矩，而倾覆力矩那么为风 力对基础底板边缘产生的力矩，即：Mk= (F1+F2)XL= (320+86)X2.0 = 812 KN. mMp=h=496. 65KN. mMk=812KN. m 1. 5MP=744. 975KN. m,满足要求。五、桩基础验算桩基所处的地质情况：主要为基坑中5N-2和6两种地层的回填土，为粉 质粘土或泥质粉砂。1、荷载情况(1)恒荷载桩基础自重未知(桩长未定)，水泥罐空载时自重F2=86KN,水泥罐满载时 自重 F3=1000KN。(2)风荷载情况见独立基础风荷载计算。2、桩身计算宽度根据建筑地基基础设计规范DBJ 15-31-2003表可得b

8、o=O.9(1.5d+O.5)=O.9x(1.5xO.8+O.5)=1.53m3、单桩桩顶截面所受外力竖向力:No= (F2+F3) /n= (86+1000) /4=271.5KN水平力：Qo=F/n=47.3/4=11.825KN弯矩：M(产4、桩基承载力计算(1)根据建筑地基基础设计规范DBJ 15-31-2003第条单桩承载 力特征值可按下式估算：式中qsia第i 土层桩侧摩阻力特征值,无试验参数时可按规范中表10.2.3-1 取值；qpa桩端持力层端阻力特征值，无试验参数时可按规范中表10.2.3-3 至表1023-6取值；u桩身截面周长；li第i层土层厚度；Ap桩身截面面积。Ra

9、= ,久一 + q =“An 2 /4假设桩基承载力满足要求，那么No 2/4) / (3.14x8) =3.81m所以桩长取为4米。(2)按桩身材料的强度确定单桩的承载力轴向受压时的截面强度验算公式：2 N()=271.5KN5、桩身变形系数a桩身变形系数。.叵式中a 桩的水平变形系数；m土的水平抗力系数的比例系数；取14MN/H?bo一一桩身计算宽度；I桩截面惯性矩；1=H d1 9I桩截面惯性矩；1=H d1 9 以(z) = Hik -bmOz (2z0-z) 式中桩长(m)；bo桩身计算宽度;4/64=0.0201m4Ec一一桩身材料的弹性模量，非预应力混凝土桩可采用混凝弹性模量的0

10、.85 倍，Ec4N/mm26、桩的内力与位移根据建筑地基基础设计规范DBJ 15-31-2003第条, a=0.537V4/l=l,可按下式计算桩的转动点位置z()及转角0 ：，=12(3Mok+2/H1k)一12x(3x124.16 + 2 x 4x11.825)b()ml4 + 18 codW 1.53 xl4x 103 x44+18xl4x 104x 0.8 x3.14x 0.83/ 32-0.001_+3/) + 64。卬Z=2bom/2(3Mk+2/HQz()= 2.741.53x14x10桩身任一截面的剪力由下式求得：x43x (4x124.16 + 3x11.825x4)+ 6

11、xll.825xl4xl043/32 m地基土水平抗力系数的比例系数；Co桩底持力层的竖向抗力系数，Co=mol, mo为桩底持力层土的竖向抗力系数的比例系数，取m=mo,在计算Co时，如桩长小于10米，取l=10m。d沿水平力作用方向的桩边长或桩径，当桩端有扩大头时应取扩大 头直径；W桩底面抵抗矩。由式M*(z) =火+”逐一-L瓦加殳3(2z0-z)可知，当z=0.697m时,弯矩最大，1M = 124.16+11.825X4000X0.001 X0.6963X ) /127、桩顶水平位移根据建筑地基基础设计规范DBJ 15-31-2003第条，桩顶水平位移为x = z03 = 2.74

12、x 0.001 = 2.74nvn 3mm (符合规范要求)8、横向力作用下的稳定性计算为保证桩在横向作用力下的稳定性，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，并具有必要的平安储藏。应满足下式：d(yz2(boep-dea)考虑上部结构平安度的系数n 1=1.0；考虑总荷载中恒载所占比例系数m；其中恒载对桩基承台底面坐标原点的力矩Mn=0；全部外力对桩基承台地底面坐标原点的力矩Mm桩侧的被动土压力强度ep,桩侧的主动土压力强度eao桩身最大水平抗力在桩顶以下0.696米深处的截面，那么= aQ0ZAx /b0 + a2M0ZBx /bQ其中无量纲系数Ax、Bx可按规范查表得，Ax=l, Bx=0.374；。zx=0.537 X 11.825 X 0.696 X 1/1.53+0.5372=8.98kpa桩侧土压力可按下式求得:=冲g 2(45 + 0 / 2) + 2ctg (450 + 0 / 2)ea =刈g2(45 -0/2)-2cZg(45-/2)得 分 = 19.8 x 0.696 x tg2 (45 + 22.9/2) + 2x 32.7 x 次(45 +