混凝土搅拌站水泥罐基础设计
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,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×+×。
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=㎡,
风荷载标准k=βzμsμzω0=×××= 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:Gk=1000+80=1080kN
混凝土基础自重荷载:Gck=(××+××)×24=407kN
风荷载:风荷载作用点高度离地面,罐身高度15m,直径。
Fwk=×15×=
风荷载对基底产生弯矩:Mwk=×(+2)=·m
预埋件锚栓面积需满足:
As≥ +
αr=,αv= = ×24) =
αb=+d=+×20/24=,代入上式:
+ = + =458mm2<As=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≥ α d=×215/×24=650mm,实际锚固长度取750mm,可以满足要求。
背风面立柱柱脚受力最大,F2d= F2k=
基础顶部预埋件钢板尺寸600mm×600mm,混凝土承受压力:
σ= = =<fc=,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
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
六、结论
1、水泥罐基础采用尺寸××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。
基础底面最大应力:
pk,max= + = + =。
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:Mmax=×( ×207××=362kN
按照单筋梁验算:
αs= = =
ξ=1- =1- =<ξb=
As= = =1403mm2
在基础顶部及底部均配筋13Φ16,As实=13×201=2613mm2> As=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= - = - =270-69=276kN
背风面立柱柱脚受力:
F2k= + = + =270+69=339kN
倾覆力矩作用点取背风面基础边缘,安全系数:
K= = >,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= - = - =69-20=49kN
风荷载在柱脚产生剪力:
Vk= = =
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。