水泥罐基礎(chǔ)擬計(jì)算

1、水泥罐基礎(chǔ)擬采用獨(dú)立基礎(chǔ)或者樁基礎(chǔ)。(1)樁基礎(chǔ)擬采用直徑為0.8m的4根C25混凝土摩榛樁。樁徑根據(jù)罐腳下預(yù)埋的600X600mm的鋼板取值，直徑為0.8米；摩榛樁 的樁長(zhǎng)未定。(2)獨(dú)立基礎(chǔ)擬采用4mX4mX0.8m的C30鋼筋混凝土基礎(chǔ)。基礎(chǔ)的長(zhǎng)和寬根據(jù)水泥罐的直徑為2.8米，同時(shí)需在罐腳下預(yù)埋的600X 600mm的鋼板，故擬定為4mX4m；深度根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范DBJ 15-31-2003第條Ho 2 (b-bo) /2tgaHoN (4-2.85) /2=0.575所以深度擬取值為0.8米。四、獨(dú)立基礎(chǔ)驗(yàn)算1、荷載計(jì)算C30混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc=14.3Mpa,軸心抗

2、拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ft=1.43Mpao(1)恒荷載基礎(chǔ)自重：Fi=4.0 x4.0 x0.8x25 = 320kN,水泥罐空載時(shí)自重F2=86KN,水 泥罐滿載時(shí)自重F3= 1000KN。(2)風(fēng)荷載風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按照以下公式計(jì)算Wk=0z因比uo其中-風(fēng)振系數(shù)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012)的規(guī)定采用： % 1.60；coo -基本風(fēng)壓(kN/n?),按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012)的規(guī)定 采用：coo = 0.5 kN/m2；內(nèi)-風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012)的 規(guī)定采用：眼=1.28；內(nèi)-風(fēng)荷載體型系數(shù)：按照建筑結(jié)構(gòu)荷載

3、規(guī)范(GB50009-2012)的規(guī)定取 值為0.5；經(jīng)計(jì)算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：Wk = 1.60 x0.5x 1.28x0.5 = 0.512 kN/m2；受風(fēng)面積 S = 0.5x or xdxH = 0.5x3.14x2.8xl5 = 65.94m2 (d 為罐身直徑，H 為 罐身高度)，那么風(fēng)荷載F風(fēng)=SxWk= l.4x65.94x0.512=47.3KN,風(fēng)荷載產(chǎn)生彎距 M = F風(fēng)xh=47.3x (15/2+3) =496.65KN.m (h為風(fēng)荷載作用點(diǎn)離基礎(chǔ)底面的距 離)。2、地基承載力驗(yàn)算基礎(chǔ)位置地基土為夯實(shí)的雜填土，地基承載力必須滿足下面的驗(yàn)算要求。受偏心荷載作用時(shí)，

4、基礎(chǔ)底面的壓力應(yīng)滿足(依據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 DBJ 15-31-2003 第 6.2.1 和 6.2.2 條)：PkfkPkmax411. 48KN 實(shí)際沖切力小于允許沖切力設(shè)計(jì)值，所以抗沖切能滿足要求。4、基礎(chǔ)抗彎驗(yàn)算基礎(chǔ)面最大彎距按下式計(jì)算：Mi=ql2/8-qa2/2基礎(chǔ)底最大彎距按下式計(jì)算：M2=qa2/2式中：1水泥罐腳間距；取1=2850 mm; a一鋼混凝土基礎(chǔ)底板邊緣至水泥 罐腳邊緣長(zhǎng)度；取2= (4000-2850) /2=575mm;q一相對(duì)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的 基礎(chǔ)底面地基單面積凈反力，取去q=Pkmax=134.5KN/m2；Mi=l 34.5 X 2.852/8

5、-0.5 X 134.5 X 0.5752=114.3kN mM2=0.5 X 134.5 X 0.5752=22.2kN - m由 MiM2 ,取 M=Mi=U4.3kN m；配筋面積計(jì)算：afbh。4 = 71-2%九二1/24 MA =Ysfy式中a1系數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度不超過C50時(shí)，a 取為1.0,當(dāng)混凝土強(qiáng)度 等級(jí)為C80時(shí)，a 取為0. 94,期間按線性內(nèi)插法確定；fc混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；h()基礎(chǔ)的計(jì)算高度。經(jīng)過計(jì)算得 a =114.3X107(1. 00X14. 3X4, OX 103X7752)=0. 0033& =l-(l-2X0. 0033) 5=0. 0033y s=

6、l-0. 0033/2=0. 9984As=l 14. 3 X 107(0. 9984 X 775 X 300. 00) =492mm2由于最小配筋率P min =0. 15%,最小配筋面積為As=0. 15% X 800X4000 = 4800mm2故上下對(duì)稱配筋16020250, As = 5026mm2,滿足要求。5、抗傾覆驗(yàn)算把水泥罐看成一個(gè)整體進(jìn)行抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)。為了保持基礎(chǔ)的穩(wěn)定狀態(tài)，基礎(chǔ)上的穩(wěn)定力矩與傾覆力矩之比應(yīng)大于1.5,即：K=Mk/MpL 5式中K基礎(chǔ)抗傾覆平安系數(shù)；Mk基礎(chǔ)的穩(wěn)定力矩；Mp作用于基礎(chǔ)上的傾覆力矩；水泥罐空載時(shí)為傾覆最不利狀況：穩(wěn)定力矩是罐身自重和基礎(chǔ)自重

7、對(duì)基礎(chǔ)底板邊緣的力矩，而傾覆力矩那么為風(fēng) 力對(duì)基礎(chǔ)底板邊緣產(chǎn)生的力矩，即：Mk= (F1+F2)XL= (320+86)X2.0 = 812 KN. mMp=h=496. 65KN. mMk=812KN. m 1. 5MP=744. 975KN. m,滿足要求。五、樁基礎(chǔ)驗(yàn)算樁基所處的地質(zhì)情況：主要為基坑中5N-2和6兩種地層的回填土，為粉 質(zhì)粘土或泥質(zhì)粉砂。1、荷載情況(1)恒荷載樁基礎(chǔ)自重未知(樁長(zhǎng)未定)，水泥罐空載時(shí)自重F2=86KN,水泥罐滿載時(shí) 自重 F3=1000KN。(2)風(fēng)荷載情況見獨(dú)立基礎(chǔ)風(fēng)荷載計(jì)算。2、樁身計(jì)算寬度根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范DBJ 15-31-2003表可得b

8、o=O.9(1.5d+O.5)=O.9x(1.5xO.8+O.5)=1.53m3、單樁樁頂截面所受外力豎向力:No= (F2+F3) /n= (86+1000) /4=271.5KN水平力：Qo=F/n=47.3/4=11.825KN彎矩：M(產(chǎn)4、樁基承載力計(jì)算(1)根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范DBJ 15-31-2003第條單樁承載 力特征值可按下式估算：式中qsia第i 土層樁側(cè)摩阻力特征值,無試驗(yàn)參數(shù)時(shí)可按規(guī)范中表10.2.3-1 取值；qpa樁端持力層端阻力特征值，無試驗(yàn)參數(shù)時(shí)可按規(guī)范中表10.2.3-3 至表1023-6取值；u樁身截面周長(zhǎng)；li第i層土層厚度；Ap樁身截面面積。Ra

9、= ,久一 + q =“An 2 /4假設(shè)樁基承載力滿足要求，那么No 2/4) / (3.14x8) =3.81m所以樁長(zhǎng)取為4米。(2)按樁身材料的強(qiáng)度確定單樁的承載力軸向受壓時(shí)的截面強(qiáng)度驗(yàn)算公式：2 N()=271.5KN5、樁身變形系數(shù)a樁身變形系數(shù)。.叵式中a 樁的水平變形系數(shù)；m土的水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)；取14MN/H?bo一一樁身計(jì)算寬度；I樁截面慣性矩；1=H d1 9I樁截面慣性矩；1=H d1 9 以(z) = Hik -bmOz (2z0-z) 式中樁長(zhǎng)(m)；bo樁身計(jì)算寬度;4/64=0.0201m4Ec一一樁身材料的彈性模量，非預(yù)應(yīng)力混凝土樁可采用混凝彈性模量的0

10、.85 倍，Ec4N/mm26、樁的內(nèi)力與位移根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范DBJ 15-31-2003第條, a=0.537V4/l=l,可按下式計(jì)算樁的轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)位置z()及轉(zhuǎn)角0 ：，=12(3Mok+2/H1k)一12x(3x124.16 + 2 x 4x11.825)b()ml4 + 18 codW 1.53 xl4x 103 x44+18xl4x 104x 0.8 x3.14x 0.83/ 32-0.001_+3/) + 64。卬Z=2bom/2(3Mk+2/HQz()= 2.741.53x14x10樁身任一截面的剪力由下式求得：x43x (4x124.16 + 3x11.825x4)+ 6

11、xll.825xl4xl043/32 m地基土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)；Co樁底持力層的豎向抗力系數(shù)，Co=mol, mo為樁底持力層土的豎向抗力系數(shù)的比例系數(shù)，取m=mo,在計(jì)算Co時(shí)，如樁長(zhǎng)小于10米，取l=10m。d沿水平力作用方向的樁邊長(zhǎng)或樁徑，當(dāng)樁端有擴(kuò)大頭時(shí)應(yīng)取擴(kuò)大 頭直徑；W樁底面抵抗矩。由式M*(z) =火+”逐一-L瓦加殳3(2z0-z)可知，當(dāng)z=0.697m時(shí),彎矩最大，1M = 124.16+11.825X4000X0.001 X0.6963X ) /127、樁頂水平位移根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范DBJ 15-31-2003第條，樁頂水平位移為x = z03 = 2.74

12、x 0.001 = 2.74nvn 3mm (符合規(guī)范要求)8、橫向力作用下的穩(wěn)定性計(jì)算為保證樁在橫向作用力下的穩(wěn)定性，要求樁對(duì)其側(cè)面土的橫向壓應(yīng)力不超過 樁兩側(cè)被動(dòng)土壓力與主動(dòng)土壓力之差，并具有必要的平安儲(chǔ)藏。應(yīng)滿足下式：d(yz2(boep-dea)考慮上部結(jié)構(gòu)平安度的系數(shù)n 1=1.0；考慮總荷載中恒載所占比例系數(shù)m；其中恒載對(duì)樁基承臺(tái)底面坐標(biāo)原點(diǎn)的力矩Mn=0；全部外力對(duì)樁基承臺(tái)地底面坐標(biāo)原點(diǎn)的力矩Mm樁側(cè)的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度ep,樁側(cè)的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度eao樁身最大水平抗力在樁頂以下0.696米深處的截面，那么= aQ0ZAx /b0 + a2M0ZBx /bQ其中無量綱系數(shù)Ax、Bx可按規(guī)范查表得，Ax=l, Bx=0.374；。zx=0.537 X 11.825 X 0.696 X 1/1.53+0.5372=8.98kpa樁側(cè)土壓力可按下式求得:=沖g 2(45 + 0 / 2) + 2ctg (450 + 0 / 2)ea =刈g2(45 -0/2)-2cZg(45-/2)得 分 = 19.8 x 0.696 x tg2 (45 + 22.9/2) + 2x 32.7 x 次(45 +