混凝土搅拌站水泥罐基础设计

-1-100t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520050064519096455003201000500500二、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=βzμsμzω0其中：βz=1.05，μz=1.25，μs=0.8，则：-2-ωk=βzμsμzω0=1.05×0.8×1.25×0.3=0.315kN/㎡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：Gk=1000+80=1080kN混凝土基础自重荷载：Gck=（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。Fwk=0.315×15×2.7=12.8kN风荷载对基底产生弯矩：Mwk=12.8×（12.5+2）=185.6kN·m基础底面最大应力：pk，max=Gck+Gkbh+MwkW=407+10804.2×3.2+185.69.408=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-3-验算。混凝土基础承受弯矩：Mmax=1.2×(18×207×3.2×1.912)=362kN按照单筋梁验算：αs=Mmaxfcbh02=362×10611.9×3200×8502=0.013ξ=1-1-2αs=1-1-2×0.013=0.013ξb=0.55As=fcbξh0fy=11.9×3200×0.013×850300=1403mm2在基础顶部及底部均配筋13Φ16，As实=13×201=2613mm2As=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=Gk4-MwkZ=10804-185.62.7=270-69=276kN背风面立柱柱脚受力：F2k=Gk4+MwkZ=10804+185.62.7=270+69=339kN背风面立柱柱脚受力最大，F2d=1.2F2k=406.8kN基础顶部预埋件钢板尺寸600mm×600mm，混凝土承受压力：σ=F2dab=406.8×103600×600=1.1MPafc=11.9MPa，基础顶部局部承压受力满足要求。五、空仓时整体抗倾覆稳定性计算-4-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：Gck=256kN倾覆力矩作用点取背风面基础边缘，安全系数：K=80×1.6+256×1.6185.6=2.91.5，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：Nk=MwkZ-G0k4=185.62.7-804=69-20=49kN风荷载在柱脚产生剪力：Vk=Fwk4=12.84=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，As=4×353=1809mm2。预埋件锚栓面积需满足：-5-As≥Vαrαvfy+N0.8αbfyαr=1.0,αv=(4.0-0.08d)fc/fy=(4-0.08×24)11.9/215=0.49αb=0.6+0.25t/d=0.6+0.25×20/24=0.81，代入上式：Vαrαvfy+N0.8αbfy=1.2×3.2×1031.0×0.49×215+1.2×49×1030.8×0.81×215=458mm2As=1809mm2,预埋件共采用4根直径24mm锚栓，可以满足要求。锚栓锚固长度：lab≥αfyftd=0.16×215/1.27×24=650mm，实际锚固长度取750mm，可以满足要求。六、结论1、水泥罐基础采用尺寸3.2m×3.2m×1.0m的C25钢筋混凝土基础，基础受力满足要求。2、为保证水泥罐基础安全，要求混凝土基础地基承载力不得小于200kPa。3、水泥罐在风荷载作用下的抗倾覆稳定性满足要求。4、水泥罐柱脚预埋件强度满足要求。