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水泥罐基础承载力验算书
上海金同济土木技术工程有限公司
2019年5月7日
目录 TOC \o 1-3 \h \z \u
一、水泥罐概况 3
二、水泥罐简图 3
三、计算公式 3
1 .地基承载力 3
2.风荷载强度 3
3.水泥罐抗倾覆验算 4
4.道路路面局部集中力作用下抗冲切验算 4
5.水泥罐抗滑移验算 4
四、水泥罐承载力验算 4
1.竖向地基承载力验算 5
2. 抗倾覆验算 5
3. 抗滑移验算 5
五、结论 6
水泥罐基础承载力验算书
一、水泥罐概况
本项目单个罐在装满水泥时荷载按照55吨计算,空罐重量3吨。本水泥罐放置在道路中间,道路为30cm混凝土路面,路面下为压实土路基。
二、水泥罐简图
本项目所使用水泥罐尺寸如下:
三、计算公式
1 .地基承载力
P/A=f≤f0
P— 储蓄罐重量(或储罐及内部装满水泥重量)(kN)
A— 基础作用于地基上有效面积(㎡)
f — 基础面压应力(kPa)
f0— 基础面的承载力特征值(kPa)
2.风荷载强度
W=βzμsμzω0
W — 风荷载强度(kPa)
βz— 高度z处风振系数,本处取1.47
μs— 风荷载体形系数,本处取1.0
μz— 风压高度变化系数,本处取1.30
ω0— 基本风压(按50年一遇考虑),本处取0.55
3.水泥罐抗倾覆验算
Kc=M1/ M2=≥1.5 即满足要求
M1—抵抗弯距(kN?m)
M2—水泥罐承受弯距(kN?m)
4.道路路面局部集中力作用下抗冲切验算
Fl≤0.7βhftημmh0即满足要求
Fl—水泥罐支腿局部集中反力设计值((kN)
βh—截面高度影响系数,本处取1.0
ft—路面混凝土抗拉强度(按C20考虑)(kPa)
um—冲切临界面截面周长(m)
h0—混凝土板的有效高度(m)
5.水泥罐抗滑移验算
kh=μGn/Wn≥1.3即满足要求
kh—抗滑移安全系数
μ—摩擦系数,取0.3
Gn—水泥罐重量(kN)
Wn—水泥罐承受的水平荷载(kN)
四、水泥罐承载力验算
根据水泥罐置于路面的具体尺寸,现计算简图如下:
1.竖向地基承载力验算
水泥罐承受风荷载水平力设计值W=k?βzμsμzω0?Ac=1.4×1.47×1.0×1.30×0.55×(2.3×5.5)=18.6kN
水泥罐由于风荷载产生的弯矩设计值M=W?h=18.6kN×6.5m=120.9 kN.m
单个支脚基底最大荷载Fmax=(PK+GK)/A+M?xi/(xj2)=1.2×550kN/4+120.9 kN.m×0.778m/(4×0.778m×0.778m)=165kN+39kN=204kN
支脚处混凝土路面(C30,30cm厚)所能承受的冲切荷载Fl=0.7βhftημmh0=0.7×1.0×1100×1.6×4×(0.3+0.30)×0.25=739kN≥Fmax=204kN
即Fmax远远小于混凝土冲切破坏所产生的荷载Fl,因此不会产生混凝土路面剪切破坏,即混凝土路面承载力满足水泥罐的承载力要求,此时地基承载力可以按2.5m×2.5m筏板计算地基土承载力。
则此时路基承受的地基承载力fmax=(PK+GK)/A+Mk/W=1.2×550/2.52+120.9/(2.5×2.52/6)=105.6+1.3=106.9kPa≤f0=120kPa,满足地基(路基)承载力要求。
2. 抗倾覆验算
满罐状态:Kc=M1/ M2=(550×0.778)/120.9=3.5≥1.5,满足抗倾覆要求。
空罐状态:Kc=M1/ M2=(30×0.778)/120.9=0.20≤1.5,不满足抗倾覆要求。
3. 抗滑移验算
满罐状态:kh=μGn/Wn=0.3×550/18.6=8.87≥1.3,满足抗滑移要求
空罐状态:kh=μGn/Wn=0.3×30/18.6=0.48≤1.3,不满足抗滑移要求
五、结论
根据上计算,在满仓情况下地基承载力及水泥罐稳定性都满足相关规范要求,但是在空仓情况下不满足水泥罐的稳定性要求(风荷载)。
针对水泥罐的稳定性可以在水泥罐支脚下面打设地脚螺栓进行加固,或者在水泥罐上设置4根揽风绳进行加固。
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