HZS90拌合站混凝土拌合站基础计算书

HZS90拌合站混凝土拌合站基础计算书

一、拌和站罐基础设计概括

计划投入两套HZS90拌合站，单套HZS90拌合站投入2个150t 型水泥罐（装满材料后），根据公司以往拌合站施工经验，结合现场地质条件以及基础受力验算，水泥罐采用砼扩大基础，基础顶预埋地脚钢板与水泥罐支腿满焊。

二、基本参数

1、风荷载参数：查询公路桥涵设计通用规范得知：本工程相邻地区宁国市10年一遇基本风速：s m V /3.2010=；

2、仓体自重：150t 罐体自重约15t ，装满材料后总重为150t ；

3、扩大基础置于粉质黏土上，地基承载力基本容许值[]

Kpa f a 1800=，采用碎石换填进行地基压实处理后，碎石换填地基承载力基本容许值[]

Kpa f a 5000=；

4、当采用两个水泥罐基础共同放置在一个扩大基础上时，扩大基础尺寸为9m ×4m ×1.5m （长×宽×高）；当采用单个水泥罐基础放置在一个扩大基础上，扩大基础尺寸为4m ×4m ×1.5m （长×宽×高）；

三、空仓时整体抗倾覆稳定性稳定性计算

1、受力计算模型（按最不利150吨罐体计算），空仓时受十年一遇风荷载，得计算模型如下所示：

F1

F2

F3

G

R

图3-1 空仓时整体抗倾覆稳定性稳定性计算模型

2、风荷载计算

根据《公路桥涵设计通用规范》可知，风荷载标准值按下式计算：g

V W d k 22

γ=；

查《公路桥涵设计通用规范》得各参数取值如下：

空气重力密度：01199899.0012017.00001.0==-Z e γ；

地面风速统一偏安全按离地20m 取：s m V k k V /4.31105220==； 其中：12.12=k ，38.15=k ，s m V /3.2010=；

代入各分项数据得：22

2

/60.08.924.3101199899.02m KN g V W d k =??==γ

单个水泥罐所受风力计算： ①、迎风面积：218.12.15.1m A =?= 作用力：8KN 0.18.16.01=?=F 作用高度：m H 35.181= ②、迎风面积：223.36113.3m A =?= 作用力：KN 78.213.366.02=?=F 作用高度：m H 1.122=

③、迎风面积：23125.42/5.23.3m A =?= 作用力：KN 475.2125.46.03=?=F 作用高度：m H 475.53= 2、单个水泥罐倾覆力矩计算

m KN h F M i i ?=?+?+?=?=∑91.296475.5475.21.1278.2135.1808.13

1倾

3、稳定力矩及稳定系数计算

假定筒仓绕单边两支腿轴线倾覆，稳定力矩由两部分组成，一部分是仓体自重稳定力矩1稳M ，另一部分是扩大基础自重产生的稳定力矩2稳M 。

①、但水泥罐扩大基础分开时，稳定力矩计算如下所示：

()m KN M ?=??=625.1702/275.210151稳； m KN M ?=????=2.6552/275.2245.1442稳； 稳定系数：

5.178.291.2962

.655625.170＞倾稳=+=M M ，抗倾覆满足要求，同时罐体设置抗风绳可以提高安全系数。

②、但两个水泥罐共用一个扩大基础时，稳定力矩计算如下所示：

()m KN M ?=???=25.34122/275.210151稳； m KN M ?=????=2.14742/275.2245.1492稳； 稳定系数：

5.10

6.3291.2962

.147425.341＞倾稳=?+=M M ，抗倾覆满足要求，同时罐体设置抗风绳可以提高安全系数。

四、水泥罐基础承载力计算

1、但水泥罐扩大基础分开时，水泥罐基础承载力计算如下所示： 水泥罐基础采用4m ×4m ×1.5m 的砼扩大基础形式，基础采用预埋地脚钢板与水泥罐支腿满焊。

①、水泥罐装满时，其自重大小为：KN N 1500101501=?=； ②、扩大基础自重为：KN N 576245.1442=???=； ③、扩大基础与底部地基接触面积为：21644m A =?=； ④、基础承受最大倾覆力矩为：m KN M ?=91.296倾；

⑤、基础抗弯截面系数为：325.15.146

1

m W =??=；

⑥、基础底部应力最大为：

Kpa Kpa W M A N p 50069.3275

.191.296162076max ＜=+=+=

，得扩大基础承载能力满足要求！

2、但两个水泥罐共用一个扩大基础时，水泥罐基础承载力计算如下所示：

水泥罐基础采用9m ×4m ×1.5m 的砼扩大基础形式，基础采用预埋地脚钢板与水泥罐支腿满焊。

①、水泥罐装满时，其自重大小为：KN N 30002101501=??=； ②、扩大基础自重为：KN N 1296245.1492=???=； ③、扩大基础与底部地基接触面积为：23649m A =?=； ④、基础承受最大倾覆力矩为：m KN M ?=82.593倾；

⑤、基础抗弯截面系数为：32375.35.196

1

m W =??=；

⑥、基础底部应力最大为：

Kpa Kpa W M A N p 50028.295375

.382.593364296max ＜=+=+=

，得扩大基础承载能力满足要求！

五、扩大基础砼局部承压计算

扩大基础上设60×60cm 的15mm 厚钢板与水泥罐支腿焊接传递压应力，得扩大基础砼局部承压验算如下所示：

局部承压面积：2360000600600mm A l =?=；

局部承压计算底面积：264000010026001002600(mm A b =?+??+=）（）（钢板边缘距扩大基础边缘距离最小为10cm ）；

砼局部承压强度提高系数：33.1360000

640000

===

l b A A β； 得水泥罐支腿传递的最大轴向力为()KN 5.5625.14/1500=?；

有KN A f KN l cd 58.49553600005.1133.19.09.05.562=???=β＜（扩大基础采用C25砼，混凝土轴心抗压强度设计值MPa f cd 5.11=）；

得砼局部承压满足要求！

六、扩大基础抗滑移验算

1、但水泥罐扩大基础分开时，扩大基础抗滑移验算如下所示： 基础所受水平力大小为：KN T 335.25475.278.2108.1=++=;

基础底部摩擦系数：3.0=f ；

基础所受最小轴向力：KN N 726576150=+=； 基础抗滑移稳定系数为：5.160.8335

.25726

3.0＞=?==T fN K c ，得扩大基础抗滑移验算满足要求；

2、但两个水泥罐扩大基础共用时，扩大基础抗滑移验算如下所示： 基础所受水平力大小为：()KN T 67.502475.278.2108.1=?++=; 基础底部摩擦系数：3.0=f ；

基础所受最小轴向力：KN N 159********=+=； 基础抗滑移稳定系数为：5.150.9335.2515963.0＞=?==T fN K c ，得扩大基础抗滑移验算满足要求；

七、换土垫层计算

1、换土垫层厚度计算

换土垫层的厚度定为100cm ，换土垫层的厚度应满足以下要求：

[]a R gk ok f p p γ≤+ ()()

θθtan 2tan 2)

''(z l z b p p bl p gk ok ok ++-=

式中：)KPa p ok （垫层底面处的附加应力-；

KPa KPa p gk 551195.124)=?+?-，取力（垫层底面处的自重压应； ；

抗力提高系数，取25.1-R γ []；

载力容许值为地质报告得粉质粘土承地基承载力容许值，查KPa f a 180- m b 4基础宽度，取-； m l 4基础长度，取-；

KPa p ok 69.327'基础底面压应力，取-；

KPa p gk 365.124'=?-，取基础底面处自重压应力；

m 1垫层厚度，取-z ；

045压力扩散角，取为-θ；

代入相关数据得：

KPa p p gk ok 64.18455)

45tan 124)(45tan 124()

3669.327(440

0=+??+??+-??=

+； 得KPa KPa p p gk ok 22518025.164.184=?=+＜，换填100cm 厚碎石垫层，满足承载力要求；

2、垫层宽度计算

垫层底面宽度应满足压力扩散的需求，得垫层宽度为

m z b b 0.645tan 124tan 201=??+=+=θ；

实际布置时，垫层底面分别距基础底面宽度为150cm ，满足要求。

八、施工建议

①、施工期间加强对地基基础承载力的检验，基坑开挖完成后，检测地基承载力满足要求后，方能进行下一步施工；

②、基础底部应力水平相对较小，不会造成扩大基础混凝土开裂，但为满足结构构造性要求，建议在扩大基础顶面和底面各设置一层直径不小于Φ16的15cm ×15cm 的钢筋网片；

③、施工期间为加强水泥罐整体稳定性，对两个罐子之间可采用钢管或型钢焊接为一个整体；