水泥罐应力计算

水泥罐验算

水泥罐总长13.5米。包括上口防护栏，下口支撑腿在内。下口支撑腿长3.5m。两腿对角线距离是2.9m。罐重7.2t。

根据规范，当开挖深度少于3米时，不考虑摩擦力的影响，计算时只考虑单个水泥罐重量通过基础作用于土层上，集中力P=1075KN，单个水泥罐基础受力面积为4m×4m,承载力计算示意见下图

P=1075KN

图4-1 单个水泥罐基础受力示意图

在最不利风力下计算基础的抗倾覆性。计算示意图如下

罐与基础自重P1

图4-2 抗倾覆受力示意图

基础采用C25砼浇筑而成，水泥罐支腿受力最为集中，混凝土受压面积为300mm×300mm，等同于试块受压应力低于25MPa即为满足要求。

基础验算过程

1、地基承载力

水泥罐基础置于坚硬的地层上，保证地基承载力不小于0.3MPa，已知P=水泥+罐体+基础重=1907KN。

（1）水泥罐基础承载力计算：

单罐基础为4m×4m×2m，基础底面积为16㎡；每个水泥罐直径3m，罐体高13.5m；基底受水泥罐和混凝土基础自重压力，则轴心荷载作用下，实体基础底应力为：

σ=（F+G）/A=（F+Aγh）/A=1907KN/16m2=0.119MPa<0.3MPa，满足要求。

[σ]—地基容许承载力，取300 KPa

γ—C25混凝土的重度，取为γ=26KN/m3

（2）考虑风荷载作用：

因阿拉善地区经调查近期多次出现10级大风（风速26m/s ）；因此，在计算风压时，取最大风速为Vw = 26m/s 计算，基本分压值

W0=Vw2/1600=262/1600=0.423KN/m ；风荷载标准值:

Wk=0.7μz μs W0=0.7*1.28*0.8*0.423=0.3 kN/m2

式中：Wk —风荷载标准值

μz —风压高度变化系数，取1.28；

μs —风荷载体型系数，取0.8

则风荷载标准值产生的弯距M 按公式M= Wk Ala 计算：

M= Wk Ala=0.3×13.5×3×10/2=60.75kN ·m

式中：la —形心距，取10m

基础为4m ×4m ×2m 的整体基础，基础截面模量67.10/6442=⨯=W ，则考

虑风荷载偏心受压时，实体基础底面压力：

W M A G F ++=

)(σ= 1907/16+60.75/10.67=125KPa ＜1.2[σ]=360KPa ，符合

要求。 抗倾覆稳定性验算

竖向合力对基础重心的偏心距e=M/N=60.75/1907=0.032m ，基础底面最大受压边缘距离y=4/2=2m ；抗倾覆稳定系数K0=y/e=2/0.032=62.5>K=3,满足要求。

为了提高储料罐的抗倾覆能力,在水泥罐拉设缆风的措施。

水泥罐支腿处混凝土承压性

已知水泥罐在加满水泥后，单腿受力P=1000+75=268.75KN ，承压面积为300mm ×300mm

P/A=268.75KN/（300mm ×300mm ）=2.986MPa ≤25MPa,满足受压要求。经过验算，储料罐基础满足承载力和稳定性要求。