《水泥罐验算》.docx

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《水泥罐验算》

水泥罐矩形板式基础计算书

计算依据：

1、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

2、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011

一、水泥罐属性

水泥罐型号

水泥罐

水泥罐独立状态的最大起吊高度H0（m）

21

水泥罐独立状态的计算高度H（m）

21

水泥罐身桁架结构

圆钢管

水泥罐身桁架结构宽度B（m）

2.121

二、水泥罐荷载

1、水泥罐传递至基础荷载标准值

竖向荷载标准值Fk'（kN）

1150

水平荷载标准值Fvk'（kN）

16.8=0.4×3×14

倾覆力矩标准值Mk'（kN·m）

235.2=16.8×14

2、水泥罐传递至基础荷载设计值

竖向荷载设计值F'（kN）

1.35Fk'＝1.35×1150＝1552.5

水平荷载（风荷载）设计值Fv'（kN）

1.35Fvk'＝1.35×16.8＝22.68

倾覆力矩设计值M'（kN·m）

1.35Mk＝1.35×235.2＝317.52

三、基础验算

矩形板式基础布置图

基础布置

基础长l（m）

4

基础宽b（m）

4

基础高度h（m）

1.25

基础参数

基础混凝土强度等级

C25

基础混凝土自重γc（kN/m3）

25

基础上部覆土厚度h’（m）

0

基础上部覆土的重度γ’（kN/m3）

19

基础混凝土保护层厚度δ（mm）

40

地基参数

地基承载力特征值fak（kPa）

100

基础宽度的地基承载力修正系数ηb

0.3

基础埋深的地基承载力修正系数ηd

1.6

基础底面以下的土的重度γ（kN/m3）

19

基础底面以上土的加权平均重度γ

19

基础埋置深度d（m）

1.25

m（kN/m3）

修正后的地基承载力特征值fa（kPa）

128.5

软弱下卧层

基础底面至软弱下卧层顶面的距离z（m）

1

地基压力扩散角θ（°）

0

软弱下卧层顶地基承载力特征值fazk（kPa）

100

软弱下卧层顶面处修正后的地基承载力特征值faz（kPa）

158.9

地基变形

基础倾斜方向一端沉降量S1（mm）

30

基础倾斜方向另一端沉降量S2（mm）

10

基础倾斜方向的基底宽度b'（mm）

4000

基础及其上土的自重荷载标准值：

Gk=blhγc=4×4×1.25×25=500kN

基础及其上土的自重荷载设计值：

G=1.35Gk=1.35×500=675kN

荷载效应标准组合时，平行基础边长方向受力：

Mk''=235.2kN·m

Fvk''=Fvk'/1.2=16.8/1.2=14kN

荷载效应基本组合时，平行基础边长方向受力：

M''=317.52kN·m

Fv''=Fv'/1.2=22.68/1.2=18.9kN

基础长宽比：

l/b=4/4=1≤1.1，基础计算形式为方形基础。

Wx=lb2/6=4×42/6=10.67m3

Wy=bl2/6=4×42/6=10.67m3

相应于荷载效应标准组合时，同时作用于基础X、Y方向的倾覆力矩：

Mkx=Mkb/（b2+l2）0.5=235.2×4/（42+42）0.5=166.31kN·m

Mky=Mkl/（b2+l2）0.5=235.2×4/（42+42）0.5=166.31kN·m

1、偏心距验算

满罐时：

相应于荷载效应标准组合时，基础边缘的最小压力值：

Pkmin=（Fk+Gk）/A-Mkx/Wx-Mky/Wy

=（1150+500）/16-166.31/10.67-166.31/10.67=71.94kPa≥0

偏心荷载合力作用点在核心区内。

空罐时，相应于荷载效应标准组合时，基础边缘的最小压力值：

Pkmin=（Fk+Gk）/A-Mkx/Wx-Mky/Wy

=（150+500）/16-166.31/10.67-166.31/10.67=9.45kPa≥0

偏心荷载合力作用点在核心区内。

2、基础底面压力计算

满罐时：

Pkmin=71.94kPa

Pkmax=（Fk+Gk）/A+Mkx/Wx+Mky/Wy

=（1150+500）/16+166.31/10.67+166.31/10.67=134.31kPa

空罐时：

Pkmin=9.45kPa

Pkmax=（Fk+Gk）/A+Mkx/Wx+Mky/Wy

=（150+500）/16+166.31/10.67+166.31/10.67=71.80kPa

3、基础轴心荷载作用应力

Pk=（Fk+Gk）/（lb）=（1150+500）/（4×4）=103.12kN/m2

4、基础底面压力验算

（1）、修正后地基承载力特征值

fa=fak+ηbγ（b-3）+ηdγm（d-0.5）

=100.00+0.30×19.00×（4.00-3）+1.60×19.00×（1.25-0.5）=128.50kPa

（2）、轴心作用时地基承载力验算

Pk=103.12kPa≤fa=128.5kPa

满足要求！

（3）、偏心作用时地基承载力验算

Pkmax=134.31kPa≤1.2fa=1.2×128.5=154.2kPa

满足要求！

5、基础抗剪验算

基础有效高度：

h0=h-δ=1250-（40+20/2）=1200mm

X轴方向净反力：

Pxmin=γ（Fk/A-（Mk''+Fvk''h）/Wx）=1.35×（1150.000/16.000-（235.200+14.000×1.250）/10.667）=65.049kN/m2

Pxmax=γ（Fk/A+（Mk''+Fvk''h）/Wx）=1.35×（1150.000/16.000+（235.200+14.000×1.250）/10.667）=129.014kN/m2

P1x=Pxmax-（（b-B）/2）（Pxmax-Pxmin）/b=129.014-（（4.000-2.1210）/2）（129.014-65.049）/4.000=113.99kN/m2

Y轴方向净反力：

Pymin=γ（Fk/A-（Mk''+Fvk''h）/Wy）=1.35×（1150.000/16.000-（235.200+14.000×1.250）/10.667）=65.049kN/m2

Pymax=γ（Fk/A+（Mk''+Fvk''h）/Wy）=1.35×（1150.000/16.000+（235.200+14.000×1.250）/10.667）=129.014kN/m2

P1y=Pymax-（（l-B）/2）（Pymax-Pymin）/l=129.014-（（4.000-2.1210）/2）（129.014-65.049）/4.000=113.99kN/m2

基底平均压力设计值：

px=（Pxmax+P1x）/2=（129.01+113.99）/2=121.5kN/m2

py=（Pymax+P1y）/2=（129.01+113.99）/2=121.5kPa

基础所受剪力：

Vx=|px|（b-B）l/2=121.5×（4-2.121）×4/2=456.597kN

Vy=|py|（l-B）b/2=121.5×（4-2.121）×4/2=456.597kN

X轴方向抗剪：

h0/l=1200/4000=0.3≤4

0.25βcfclh0=0.25×1×11.9×4000×1200=14280kN≥Vx=456.597kN

满足要求！

Y轴方向抗剪：

h0/b=1200/4000=0.3≤4

0.25βcfcbh0=0.25×1×11.9×4000×1200=14280kN≥Vy=456.597kN

满足要求！

6、软弱下卧层验算

基础底面处土的自重压力值：

pc=dγm=1.25×19=23.75kPa

下卧层顶面处附加压力值：

pz=lb（Pk-pc）/（（b+2ztanθ）（l+2ztanθ））

=（4×4×（103.12-23.75））/（（4+2×1×tan0°）×（4+2×1×tan0°））=79.38kPa

软弱下卧层顶面处土的自重压力值：

pcz=zγ=1×19=19kPa

软弱下卧层顶面处修正后地基承载力特征值

faz=fazk+ηbγ（b-3）+ηdγm（d+z-0.5）

=100.00+0.30×19.00×（4.00-3）+1.60×19.00×（1.00+1.25-0.5）=158.90kPa

作用在软弱下卧层顶面处总压力：

pz+pcz=79.38+19=98.38kPa≤faz=158.9kPa

满足要求！

7、地基变形验算

倾斜率：

tanθ=|S1-S2|/b'=|30-10|/4000=0.005>0.001

不满足要求！

请增大基础尺寸。

四、基础配筋验算

基础底部长向配筋

HRB335Φ20@180

基础底部短向配筋

HRB335Φ20@180

基础顶部长向配筋

HRB335Φ16@200

基础顶部短向配筋

HRB335Φ16@200

1、基础弯距计算

基础X向弯矩：

MⅠ=（b-B）2pxl/8=（4-2.121）2×121.5×4/8=214.486kN·m

基础Y向弯矩：

MⅡ=（l-B）2pyb/8=（4-2.121）2×121.5×4/8=214.486kN·m

2、基础配筋计算

（1）、底面长向配筋面积

αS1=|MⅡ|/（α1fcbh02）=214.486×106/（1×11.9×4000×12002）=0.003

ζ1=1-（1-2αS1）0.5=1-（1-2×0.003）0.5=0.003

γS1=1-ζ1/2=1-0.003/2=0.9985

AS1=|MⅡ|/（γS1h0fy1）=214.486×106/（0.9985×1200×300）=597mm2

基础底需要配筋：

A1=max（597，ρbh0）=max（597，0.0015×4000×1200）=7200mm2

基础底长向实际配筋：

As1'=7292mm2≥A1=7200mm2

满足要求！

（2）、底面短向配筋面积

αS2=|MⅠ|/（α1fclh02）=214.486×106/（1×11.9×4000×12002）=0.003

ζ2=1-（1-2αS2）0.5=1-（1-2×0.003）0.5=0.003

γS2=1-ζ2/2=1-0.001/2=0.9985

AS2=|MⅠ|/（γS2h0fy2）=214.486×106/（0.9985×1200×300）=597mm2

基础底需要配筋：

A2=max（597，ρlh0）=max（597，0.0015×4000×1200）=7200mm2

基础底短向实际配筋：

AS2'=7292mm2≥A2=7200mm2

满足要求！

（3）、顶面长向配筋面积

基础顶长向实际配筋：

AS3'=4220mm2≥0.5AS1'=0.5×7292=3646mm2

满足要求！

（4）、顶面短向配筋面积

基础顶短向实际配筋：

AS4'=4220mm2≥0.5AS2'=0.5×7292=3646mm2

满足要求！

（5）、基础竖向连接筋配筋面积

基础竖向连接筋为双向Φ10@500。

五、配筋示意图

矩形板式基础配筋图

结论和建议：

1.地基变形验算，不满足要求！

请增大基础尺寸。

（注：

素材和资料部分来自网络，供参考。

请预览后才下载，期待你的好评与关注！

）