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 水泥罐独立状态的最大起吊高度H0（m） 水泥罐独立状态的计算高度H（m) 水泥罐身桁架结构 水泥罐身桁架结构宽度B(m） 水泥罐 21 21 圆钢管 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) 水平荷载(风荷载)设计值1。35Fk＝1。35×1150＝1552.5 1.35Fvk＝1。35×16。8＝22。68 Fv’(kN) ’倾覆力矩设计值M’（kN·m） 1.35Mk＝1。35×235。2＝317.52 三、基础验算

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矩形板式基础布置图

基础布置 基础长l（m) 基础高度h（m) 基础参数 基础混凝土强度等级 C25 基础混凝土自重γc(kN/m） 334 1。25 基础宽b(m) 4 25 基础上部覆土厚度h’（m） 基础混凝土保护层厚度δ（mm) 地基参数 0 40 基础上部覆土的重度γ’（kN/m) 19 基础宽度的地基承载力修正系数地基承载力特征值fak（kPa） 100 ηb 基础埋深的地基承载力修正系数1.6 ηd 基础底面以下的土的重度γ（kN/m） 30.3 19 100t水泥罐验算

基础底面以上土的加权平均重度γm（kN/m) 修正后的地基承载力特征值128。5 fa(kPa） 软弱下卧层 基础底面至软弱下卧层顶面的距1 离z(m） 软弱下卧层顶地基承载力特征值100 fazk(kPa） 地基变形 基础倾斜方向一端沉降量S1(mm) 30 基础倾斜方向的基底宽度b'（mm） 4000 基础倾斜方向另一端沉降量S2(mm） 10 承载力特征值faz（kPa） 软弱下卧层顶面处修正后的地基158。9 地基压力扩散角θ(°） 0 319 基础埋置深度d（m） 1。25 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

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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/(b+l)

2

2

2

20。5

=235。2×4/（4+4)

0.5

2

2

220。5

=166。31kN·m

Mky=Mkl/（b+l）=235.2×4/（4+4)=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

=

0.5

(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：

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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

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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/m 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：

2

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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。

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四、基础配筋验算

基础底部长向配筋 HRB335 Φ20＠180 基础顶部长向配筋 HRB335 Φ16@200 基础顶部短向配筋 HRB335 Φ16＠200 基础底部短向配筋 HRB335 Φ20@180 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)=1-(1—2×0。003)=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)=7200mm

2

0.5

0.5

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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'=4220mm≥0.5AS1’=0.5×7292=3646mm 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.

2

2

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.