混凝土搅拌站水泥罐基础设计
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混凝土搅拌站水泥罐基础设计
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100t 水泥罐基础设计计算书
一、工程概况
某大型工程混凝土搅拌站采用100t 水泥罐，水泥罐直径2.7m ，顶面高度20m 。水泥罐基础采用C25钢筋混凝土整体式扩大基础，基础断面尺寸为4.2m ×0.5m+3.2m ×1.0m 。
基础立面图
5200
5006451909645500
320
1000
500500
二、设计依据：
1、《建筑结构荷载规范（2006版）》（GB50009-2001）
2、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）
3、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）
4、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）。 三、荷载计算
1、水泥罐自重：8t ；满仓时水泥重量为100t 。
2、风荷载计算：
宜昌市50年一遇基本风压：ω0=0.3kN/㎡， 风荷载标准值: ωk =βz μs μz ω0
其中：βz =1.05，μz =1.25，μs =0.8，则：
ωk=βzμsμz ω0=1.05×0.8×1.25×0.3=0.315 kN/㎡
四、水泥罐基础计算
1、地基承载力验算
考虑水泥罐满仓时自重荷载和风荷载作用。
水泥罐满仓时自重荷载：G k =1000+80=1080kN
混凝土基础自重荷载：G ck=（3.2×3.2×1.0+4.2×3.2×0.5）×24=407kN
风荷载：风荷载作用点高度离地面12.5m，罐身高度15m，直径
2.7m。
F wk=0.315×15×2.7=12.8kN
风荷载对基底产生弯矩：M wk=12.8×（12.5+2）=185.6kN·m
基础底面最大应力：
p k，max= G ck+G k
bh+
M wk
W=
407+1080
4.2×3.2+
185.6
9.408=130.6kPa。
2、基础配筋验算(1) 基础配筋验算
混凝土基础底部配置Φ16钢筋网片，钢筋间距250mm，按照简支梁验算。
混凝土基础承受弯矩：M max=1.2×(1
8×207×3.2×1.91
2)=362kN
按照单筋梁验算：
αs= M max
f c bh02=
362×106
11.9×3200×8502= 0.013
ξ=1-1-2αs=1-1-2×0.013 =0.013<ξb=0.55
A s=f c bξh0
f y=
11.9×3200×0.013×850
300=1403mm
2
在基础顶部及底部均配筋13Φ16，A s
实=13×201=2613mm
2 >
A s=1403mm2，基础配筋满足要求。
(2) 基础顶部承压验算
考虑水泥罐满仓时自重荷载和风荷载作用。
迎风面立柱柱脚受力：
F1k= G k
4-
M wk
Z=
1080
4-
185.6
2.7=270-69=276kN
背风面立柱柱脚受力：
F2k= G k
4+
M wk
Z=
1080
4+
185.6
2.7=270+69=339kN
背风面立柱柱脚受力最大，F2d=1.2 F2k=406.8kN
基础顶部预埋件钢板尺寸600mm×600mm，混凝土承受压力：
σ= F2d
ab=
406.8×103
600×600=1.1MPa 力满足要求。 五、空仓时整体抗倾覆稳定性计算 考虑水泥罐空仓时自重荷载和风荷载作用。 水泥罐空仓时自重荷载：G0k =80kN 混凝土基础自重荷载：G ck=256kN 倾覆力矩作用点取背风面基础边缘，安全系数： K= 80×1.6+256×1.6 185.6= 2.9>1.5，水泥罐抗倾覆稳定性满足要求。 六、柱脚预埋件验算 空水泥罐在风荷载作用下，迎风面柱脚受拉力： N k= M wk Z- G0k 4= 185.6 2.7- 80 4=69-20=49kN 风荷载在柱脚产生剪力： V k= F wk 4= 12.8 4=3.2kN 柱脚预埋件承受拉剪共同作用，预埋件钢板尺寸600mm×600mm×20mm，锚栓共4根，直径24mm，A s=4×353=1809mm2。 预埋件锚栓面积需满足： A s≥ V αrαv f y+ N 0.8αb f y αr=1.0, αv=(4.0-0.08d)f c/f y= (4-0.08×24) 11.9/215 =0.49 αb=0.6+0.25t/d=0.6+0.25×20/24=0.81，代入上式： V αrαv f y+ N 0.8αb f y= 1.2×3.2×103 1.0×0.49×215+ 1.2×49×103 0.8×0.81×215=458mm 2