水泥罐基础验算

水泥罐基础验算 The manuscript was revised on the evening of 2021

集料拌和站基础及立柱设计计算书

汉十铁路客运专线HSSG-6标段一工区砼拌和站设置两台HZS-180型拌合机，每台拌合机配备6个罐，共4个水泥罐，每个拌和站的两个水泥罐基础联体设置。

一、设计资料

（1）每个水泥罐自重8t，装满水泥重100t，合计108t；水泥罐直径。水泥罐基础采用C25钢筋砼条形承台基础满足两个水泥罐同时安装。6个罐放置在圆环形基础上，圆环内径7米，外径米，基础高，外露。基础采用φ18@300mm×300mm上下两层钢筋网片，架立筋采用φ18@450mm×450mm钢筋双排双向布置，基础顶预埋地脚钢板与水泥罐支腿满焊。

（2）水泥罐总高米，罐高米，罐径米，柱高5m，柱子为4根正方形布置，柱子间距为米，柱子材料为厚度8mm的钢管柱。

施工前先对地基进行处理，处理后现场检测，测得地基承载力超过350kpa。

二、水泥罐基础计算书

1、计算基本参数

水泥罐自重8t，装满水泥共重108t。

水泥罐总高米，罐高米，柱高5m。

2、地基承载力计算

水泥罐基础要求的承载力

1)砼基础面积：S=；

砼体积：V=×=；

底座自重：Gd=×2500×=（砼自重按2500kg/m3）;

2）装满水泥的水泥罐自重：Gsz=6×108×=；

3）总自重为：Gz=Gd+Gsz=+=；

4）基底承载力：P=Gz/S==102kpa；

5) 基底经处理后检测的承载力P’≥140kpa；

6） P≤P’

经验算，地基承载力满足要求。

水泥罐基础满足地基承载力要求，则主机也同时满足承载力要求。

3、抗倾覆计算

抗倾覆计算以空罐计算，空罐计算满足则抗倾覆满足。

由于水泥搅拌机属于受风敏感且筒体高度较大，为确保筒体和施工人员的安全，根据《高耸结构设计规范》（GBJ135-2006以下简称高规），应考虑风荷载对结构的影响。

1）风荷载强度计算：跟全国风压表，枣阳地区最大风荷载取值为㎡。

2）风力计算：

平均作用高度为：H=2+5=；

单根水泥罐的风力大小为F=A×W=××=；

1个水泥罐的叠加倾覆力矩

M1=F×H=*=·m

6个水泥罐的叠加倾覆力矩

Mz=F×H*6=**6=·m

3）抗倾覆计算

抗倾覆计算以空罐计算，6个水泥罐自重48t，力矩为基础宽

度的米，则基础与水泥罐总重产生的稳定力矩为

Gw=(Gd+Gs) /2×L=（+48× /2*= KN·m

Mz

4、钢柱承载力计算

1）空罐钢柱承载力

对于单个罐体的四根柱子，每个罐体总重8t，每根承力柱的受力面积为Ss=**=㎡

四根承力柱的受力面积为Ssz=***4=㎡

对于单个罐体每根柱子所受的压应力fk=8*=

在风荷载作用下，考虑对其中一根柱子最大叠加应力，叠加应力时，最大力的柱脚的力臂为L=米，最大风力矩为M1=·m，叠加应力ft=M1/(Ss*L)=（*）=

柱子所有的最大应力=fk+ft=+=

Q235钢材的容许应力为205MPa，故在最大不利条件小，柱子的强度满足要求。

2）满罐钢柱承载力

对于单个罐体的四根柱子，每个罐体和水泥总重108t ，每根承力柱的受力面积为Ss=**=㎡

四根承力柱的受力面积为Ssz=***4=㎡

对于单个罐体每根柱子所受的压应力fm=108*=

在风荷载作用下，考虑对其中一根柱子最大叠加应力，叠加应力时，最大力的柱脚的力臂为米，最大风力矩为·m ，叠加应力ft=M 1/(Ss*L)=（*）=

柱子所有的最大应力=fm+ft=+=

Q235钢材的容许应力为205MPa ，故在最大不利条件小，柱子的强度满足要求。

5、钢柱的柔度稳定性

考虑在四根柱子情况下的失稳条件，利用压杆的欧拉公式进行验算。在风荷载叠加的最不利条件下，计算主力的临界应力。惯性矩为I=*****2=，柱脚为刚性连接，故压杆长度系数为μ=2，柱子的弹性模量为E=206GPa ；罐体柔度几乎为0，故整体的杆体计算长度为柱子的长度，计算长度为L=5米，根据压杆欧拉临界失稳欧拉公式2

2)(L EI F CR μπ==**206*109*（2*5)2= 失稳应力==7962*103*MPa

柱子所有的最大应力=f+ft=+=，所以柱子不会失稳倾覆。

经以上验算，水泥罐的柱子、基础均满足强度及抗倾覆要求，水泥罐时安全的。