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

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=βzμsμz ω0

其中：βz=1.05，μz=1.25，μs=0.8，则：

ωk=βzμsμz ω0=1.05×0.8×1.25×0.3=0.315 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：G k =1000+80=1080kN

混凝土基础自重荷载：G ck=（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。

F wk=0.315×15×2.7=12.8kN

风荷载对基底产生弯矩：M wk=12.8×（12.5+2）=185.6kN·m

基础底面最大应力：

p k，max= G ck+G k

bh+

M wk

W=

407+1080

4.2×3.2+

185.6

9.408=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

验算。

混凝土基础承受弯矩：M max=1.2×(1

8×207×3.2×1.91

2)=362kN 按照单筋梁验算：

αs= M max

f c bh02=

362×106

11.9×3200×8502= 0.013

ξ=1-1-2αs=1-1-2×0.013 =0.013<ξb=0.55

A s=f c bξh0

f y=

11.9×3200×0.013×850

300=1403mm

2

在基础顶部及底部均配筋13Φ16，A s实=13×201=2613mm2 >

A s=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= G k

4-

M wk

Z=

1080

4-

185.6

2.7=270-69=276kN

背风面立柱柱脚受力：

F2k= G k

4+

M wk

Z=

1080

4+

185.6

2.7=270+69=339kN

背风面立柱柱脚受力最大，F2d=1.2 F2k=406.8kN

基础顶部预埋件钢板尺寸600mm×600mm，混凝土承受压力：

σ= F2d

ab=

406.8×103

600×600=1.1MPa

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：G ck=256kN

倾覆力矩作用点取背风面基础边缘，安全系数：

K= 80×1.6+256×1.6

185.6= 2.9>1.5，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：

N k= M wk

Z-

G0k

4=

185.6

2.7-

80

4=69-20=49kN

风荷载在柱脚产生剪力：

V k= F wk

4=

12.8

4=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，A s=4×353=1809mm2。

预埋件锚栓面积需满足：

A s≥

V

αrαv f y+

N

0.8αb f y

αr=1.0, αv=(4.0-0.08d)f c/f y= (4-0.08×24) 11.9/215 =0.49 αb=0.6+0.25t/d=0.6+0.25×20/24=0.81，代入上式：

V

αrαv f y+

N

0.8αb f y=

1.2×3.2×103

1.0×0.49×215+

1.2×49×103

0.8×0.81×215=458mm

2

锚栓锚固长度：

l ab≥ α f y

f t d=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。