最新100t水泥罐验算.docx
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最新100t水泥罐验算
100t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γm（kN/m3）
19
基础埋置深度d（m）
1.25
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。
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