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    為您解析立式水泥罐基礎計算方法

    2020-11-12 00:00:00

    主要產品有:立式水泥罐(50噸60噸80噸100噸)、煤灰罐、油罐、儲存罐、砂漿罐、干混砂漿儲料罐、干粉砂漿罐攪拌機、砂漿連續式攪拌器及配套控制系統、砂漿輸送泵、砂漿噴涂機、預拌砂漿GPS管理系統!

    以下為水泥罐的基礎計算

    一、荷載情況

    上部水泥罐設計容量為100噸,罐體自身重量按20噸計算,水泥罐盛滿水泥后自重為G1=1200 KN

    承臺自重G2=(3.8×3.8×1.5+0.5×0.6×0.6×4)×25=559.5 KN

    一根樁自重G3=3.1416×0.82/4×9.9×25=124.41 KN

    附加荷載

    作用于水泥罐體的水平風力

    風荷載標準值W=βZμSμZW0=  1.0×0.8×1.78×0.6=0.8544 KN/㎡

    風荷載作用面積為S=10.5×1.5×3.1416=49.46㎡

    作用于水泥罐體的水平風力P=W×S=0.8544×49.46=42.26 KN

    風荷載對樁頂截面的彎矩M=42.26×(1.5+0.5+1+10.5/2)=348.64 KN·m

    二、計算

    1、樁的內力及位移計算

    確定樁的計算寬度b0

    b0=1.5d+0.5=1.5×0.8+0.5=1.7 m

    2、計算樁的變形系數α

    豎向地基系數C0=m0h,根據地質資料查表得C0=3.1175×105 KN/m4

    當h≤ 10m時,C0=10m0故地基土比例系數m0= C0/10=3.1175×104 KN/m4

    樁身砼彈性模量EI=0.67EhI=0.67×2.8×107×0.0201=3.77076×105

    I=πd4/64=3.1416×0.84/64=0.0201 m4

    地基變形系數 α==1.07

    樁基礎的換算深度h′=αh=1.07×9.9=10.593>3.5

    3、計算單樁樁頂截面所受外力

    N0=(G1+G2)/4=(1200+559.5)/4=439.88 KN

    Q0=P/4=10.56 KN

    M0=M/4=348.64/4=87.16 KN·m

    4、計算樁頂以下以下深度z處樁身截面的彎矩Mz、剪力Qz及水平抗力σz

    計算公式為 

    Mz= Q0Am/α+M0

    Qz= Q0AQ+αM0BQ

    σz= αQ0Z′AX/b0+α2M0 Z′Bx/b0

    無量綱系數Am 、Bm、 AQ 、BQ 、AX 、Bx按規范查表即得。

    計算結果見計算表(一)、表(二)、表(三)。 

    樁身最大彎矩位置ZMmax和最大彎矩Mmax 的確定 

    彎矩最大時滿足下式

     DQ= Q0/αM0=0.11323  于是可得  Z′=ZMmaxα=0.399   ZMmax=0.3729 m

     Mmax= KmM0=1.02892×87.16=89.6808 KN·m

    彎矩分布見樁隨深度彎矩分布圖

    5、樁頂水平位移計算

    X0= Q0Ax/α3EI+ M0Bx/α2EI=10.56×2.44066/(1.073×3.77076×105)+87.16×1.62100/(1.072×3.77076×105)

    =0.383 mm<6 mm(符合規范要求)

    6、樁基承載力計算

    (1)、按設計規范經驗公確定單樁軸向容許承載力[P]

    [P]=(C1A+C2Uh)Ra

    C1=0.5  C2=0.04

    [P]=(0.5×π×0.82/4+0)×5600=1407.4 KN>N0=439.88 KN(符合要求)

    (2)、按樁身材料強度確定單樁承載力

    軸向受壓時的截面強強度度驗算公式為

    Nj≤φrb(ARa/rc+Rg′Ag′/rs)

    先不考慮鋼筋的作用進行驗算

    樁的縱向彎曲系數φ=0.97  樁的工作條件系數rb=0.95

    混凝土抗壓設計強度Ra=25000 KPa 混凝土安全系數rc=1.25

    樁身截面面積A=0.503㎡

    [N]=0.97×0.95×25000/1.25=9270.3 KN> Nj=439.88 KN(符合要求)

    7、橫向力作用下的穩定驗算

    為保證樁在橫向力作用下的穩定性,要求樁對其側面土的橫向壓應力不超過樁兩側被動土壓力與主動土壓力之差,并具有必要的安全儲備。應滿足下式:

    dσz≤η1η2(b0ep-dea)

    考慮上部結構安全度的系數η1=1.0:

    考慮總荷載中恒載所占比例系數η2=1-0.8Mn/Mm

    其中恒載對樁基承臺底面坐標原點的力矩Mn =0

    全部外力對樁基承臺底面坐標原點的力矩Mm

    樁側的被動土壓力強度ep,樁側的主動土壓力強度ea

    由水平抗力計算表可知,樁身最大水平抗力在樁頂以下0.561米深度處截面σz=32.4172 Kpa

    ep=17.5×0.561×tan2(45°+19°/2)+2×2.0 tan(45°+19°/2)=24.904

    ea=17.5×0.561×tan2(45°-19°/2)-2×2.0tan(45°-19°/2)=2.142

    dσz =0.8×32.4172=25.9338

    η1η2(b0ep-dea)=1.0×1.0×(

    立式水泥罐

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