京新高速公路临河至白疙瘩段三标一分部（K532+150～K565+000段）
水泥罐抗风验算计算书
中国交通建设股份有限公司
京新高速公路LBAMSG-3项目总承包管理部第一项目部
二〇一五年四月
水泥罐抗风验算计算书
一、验算内容及验算依据
为保证我项目水泥罐安全性对我分部拌合站筒仓的抗风性能进行了验算。主要从拌合站筒仓支撑构件的强度、稳定性及基础的倾覆性进行了验算，并提出相应的抗风加固措施。
验算依据为：《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）及《公路桥梁钢结构设计规范》。 二、风荷载大小的确定
根据现场调研及相关工区提供的资料，检算时取罐体长度为12m ，支腿长度为9.0m 。罐体直径为5.0m, 自重为10 t ，满载时料重300 t 。
根据《公路桥涵设计基本规范》中的4.4.1条确定风荷载的大小。
根据资料显示，我项目部施工范围内混凝土搅拌站在沿线大风区分区范围、风向、最大风速分别为主导风向NW ，最大风速53m/s 。相关抗风的设计计算以此为依据。
表1 风级风速换算表
《公路桥涵设计基本规范》中的4.4.1条规定，作用于结构物上的风荷载强度可按下式计算：
0321W K K K W = （1）
式中 W —风荷载强度（Pa ）；
0W —基本风压值（Pa ），2
06
.11ν=
W ，系按平坦空旷地面，离地面20m 高，频率1/100的10min 平均最大风速ν（m/s ）计算确定；一般情况0W 可按《铁路桥涵设计基本规范》中附录D “全国基本风压分布图”，并通过实地调查核实
后采用；
K—风载体形系数，对桥墩可参照《铁路桥涵设计基本规范》中表4.4.1-1，1
其它构件为1.3；
K—风压高度变化系数，可参照《铁路桥涵设计基本规范》中表4.4.1-2，2
风压随离地面或常水位的高度而异，除特殊高墩个别计算外，为简化计算，桥梁工程中全桥均取轨顶高度处的风压值；
K—地形、地理条件系数，可参照《铁路桥涵设计基本规范》中表4.4.1-3。
3
针对本工程场地实际特点，取k1=1.3，k2=1.0 ，k3=1.3。取风级11下的风速为30m/s，风级13下的风速为39m/s，风级15下的风速为48m/s；风级17下的风速为58m/s。计算得罐体每延米的荷载强度见表2。
表2 风级与风荷载强度大小
三、不同工况下立柱强度、稳定性及整体倾覆检算
为了考虑罐体支架的内力，检算过程采用有限元数值计算方法。根据工程的实际使用情况及受力最不利原则，验算时重点对罐体满载的情况进行了立柱的强度及稳定性验算。罐体立柱采用φ330mm（壁厚8mm），立柱间横撑采用槽钢120x40 x4.5mm。有限元模型见图1及图2。
3.1 风级11结构性能抗风验算
风级11时的风荷载和罐体满载时的恒荷载（包括自重）组合进行立柱的强度、稳定性验算。同时对风级11时的风荷载和罐体空载时的恒荷载组合进行了基础的稳定性验算。
（1）罐体满载状态下立柱的强度及稳定性验算
在11级风荷载作用下，按照风荷载+罐体满载时计算得到的立柱应力见图3。
图3 风荷载+罐体满载时立柱应力图（单位：kpa）
从图3可知，在立柱底截面的应力最大，最大压应力为111MPa。《铁路桥梁钢结构设计规范》中3.2.1条的规定，Q235钢的弯曲基本容许应力为140 MPa。在主力+风力组合下，容许应力提高系数为1.2倍，所以提高后的弯曲容许应力为140*1.2=168 MPa。从分析结果上看，立柱底截面的最大应力数值均小于168 MPa，故在风级11+罐体满载状态下，立柱的强度满足规范要求。
从杆件的局部稳定性来看：
取钢管立柱L=4.5m检算。
钢管回转半径r=2
2314
330 /4=113.9mm
长细比λ=L/r=4500/113.9=40
查轴心受压稳定系数表，φ=0.88
立柱的稳定容许应力为0.88x168=148 Mpa, 立柱的实际应力小于立柱的稳定容许应力，所以立柱的稳定性满足规范要求。
（2）罐体满载状态下支撑构件的整体稳定性验算
为了进一步研究罐体满载状态下支撑构件的整体稳定性，本报告采用有限
元软件进行了屈曲特征值分析，输入自重（不变）和风荷载（可变）后进行屈曲分析。分析结果输出的特征值变成屈曲荷载系数，屈曲荷载系数乘以风荷载（可变）加上自重等于屈曲荷载值，分析结果见表3。
表3 支撑构件的整体稳定性
模态特征值
1 20.72
2 35.76
3 60.15
从表3可知，罐体满载状态下支撑构件的整体稳定性屈曲荷载系数最小为20.72，满足稳定性要求。第一阶失稳模态见图4。
图4 第一阶失稳模态
图1 整体有限元模型图2 局部放大模型
（3）罐体空载状态下基础的稳定性检算
根据罐体受力分析，在空罐情况下较满灌情况下，地基土体发生剪切破坏，发生整体倾覆，故只检算空罐情况下基础的整体稳定情况。
图5 单个罐体整体稳定性计算简图
上图中：
N：罐体竖向力kN；
F：风荷载产生的水平力kN；
G：基础重力kN；
M：风荷载产生的弯矩k N·m；
H：基础高m；
a：基础宽m；
b ：基础长m ；
11级风荷载作用下相关的计算参数：
N=98.32kN M=855k N ·m c=30kPa φ=30° γ（土体容重）=19kN/m 3
a=5.00m b=5.00m H=2.1m F=57 kN
1）整体抗倾覆检算
2p 1
E 22
p H K γ=+=343.923k N/m
式中：p E ：单宽被动土压力kN/m ；
p K ：朗肯被动土压力系数，2(45)2
p K tg φ
=+o =3；
H ：基础埋深；
c ：土体粘聚力kPa ；
γ：土体容重；
13
p H
M E b =?
?=343.923*2.1*5/3=1203.732k N ·m 式中： 1M ：被动土压力p E 所产生的转动力矩；
'2p 1E ()223p H K γ=+式中： '
p E ：单宽被动土压力kN/m ；
'2133
p H
M E b =???=701.0326 k N ·m
式中： 2M ：被动土压力'
p E 所产生的转动力矩；
1G V γ==23*a*b*H=1207.5kN
式中： G ：基础重力；
'G G N =+=1305.82 kN
式中： '
G ：总竖向力；
''2
GN a
M G =?=3264.55k N ·m
式中：'
GN M ：竖向力产生的转动力矩；
3M =F*H=49.875*2.1=119.7k N ·m
式中： M3：风荷载水平力产生的转动力矩k N ·m ；
'
123GN M M
M M M =+--∑ =3647.549 k N ·m
因为：12
GN M M M M =+-∑/M ≥4.26614 所以：罐体不会发生倾覆破坏 2）基底抗滑移检算
=
s f N
F F
?=0.45*1305.82/57=10.30911 (实际此时水平力不足以引起基础滑动，基础侧面土体的抵抗作用尚未发挥，故抗滑稳定性满足要求，有比较大的安全储备)
式中：s F ：基底滑动安全系数，可根据建筑物等级，查有关设计规范，一般1.2-1.4
N ：作用在基底的竖向力的总和，kN ；
F ：作用于基底的水平力的总和，kN ；
f ：基础与地基土的摩擦系数，经查表取0.45
综上所述，基础在11级风荷载+罐体空载作用下安全可靠。 3.2 风级13结构性能抗风验算
风级13时的风荷载和罐体满载时的恒荷载（包括自重）组合进行立柱的强度、稳定性验算。同时对风级13时的风荷载和罐体空载时的恒荷载组合进行了基础的稳定性验算。
（1）罐体满载状态下立柱的强度及稳定性验算
在13级风荷载作用下，按照风荷载+罐体满载时计算得到的立柱应力见图6。
图6 风荷载+罐体满载时立柱应力图（单位：kpa）
从图6可知，在立柱底截面的应力最大，最大压应力为124Mpa< 168 MPa，故在风级13+罐体满载状态下，立柱的强度满足规范要求。
从杆件的局部稳定性来看：立柱的稳定容许应力为0.88x168=148 Mpa, 立柱的实际应力小于立柱的稳定容许应力，所以立柱的稳定性满足规范要求。
（2）罐体满载状态下支撑构件的整体稳定性验算
为了进一步研究罐体满载状态下支撑构件的整体稳定性，本报告采用有限元软件进行了屈曲特征值分析，输入自重（不变）和风荷载（可变）后进行屈曲分析。分析结果输出的特征值变成屈曲荷载系数，屈曲荷载系数乘以风荷载（可变）加上自重等于屈曲荷载值，分析结果见表4。
表4 支撑构件的整体稳定性
模态特征值
1 12.26
2 21.16
3 35.63
从表4可知，罐体满载状态下支撑构件的整体稳定性屈曲荷载系数最小为
12.26，满足稳定性要求。
（3）罐体空载状态下基础的稳定性检算
N=98.32 kN M=1445.4k N ·m
F=96.36kN
1)抗倾覆验算：
检算图示及原理同11级风荷载作用下，经计算分析可得：
1
2
GN
M M M M =
+-∑/M=3564.893/1445.4=2.466372 故13级风荷载作用下，空罐体不会发生倾覆破坏。
2）抗滑移验算
=
s f N
F F
?=0.45*1305.82/96.36=6.098163计算结果表明， 水平力不足以引起基础滑动，基础侧面土体的抵抗作用尚未发挥，故抗滑稳定性满足要求，有比较大的安全储备。
3.3 风级15结构性能抗风验算
风级15时的风荷载和罐体满载时的恒荷载（包括自重）组合进行立柱的强度、稳定性验算。同时对风级15时的风荷载和罐体空载时的恒荷载组合进行了基础的稳定性验算。
（1）罐体满载状态下立柱的强度及稳定性验算
在15级风荷载作用下，按照风荷载+罐体满载时计算得到的立柱应力见图7。
图7 风荷载+罐体满载时立柱应力图（单位：kpa）
从图7可知，在立柱底截面的应力最大，最大压应力为141Mpa< 168 MPa，故在风级15+罐体满载状态下，立柱的强度满足规范要求。
从杆件的局部稳定性来看：立柱的稳定容许应力为0.88x168=148 Mpa, 立柱的实际应力略小于立柱的稳定容许应力，所以立柱的稳定性基本满足规范要求。
（2）罐体满载状态下支撑构件的整体稳定性验算
为了进一步研究罐体满载状态下支撑构件的整体稳定性，本报告采用有限元软件进行了屈曲特征值分析，输入自重（不变）和风荷载（可变）后进行屈曲分析。分析结果输出的特征值变成屈曲荷载系数，屈曲荷载系数乘以风荷载（可变）加上自重等于屈曲荷载值，分析结果见表5。
表5 支撑构件的整体稳定性
模态特征值
1 8.07
2 13.9
3 23.44
从表5可知，罐体满载状态下支撑构件的整体稳定性屈曲荷载系数最小为
8.07，稳定性满足要求。一阶失稳模态见图8。
图8 第一阶失稳模态
（3）罐体空载状态下基础的稳定性检算
N= 98.32 kN M=2190.6k N ·m
F=146.04 kN
1)抗倾覆验算：
检算图示及原理同11级风荷载作用下，经计算分析可得：
1
2
GN
M M M M =
+-∑/M=3460.565/2190.6=1.579734 故15级风荷载作用下，空罐体不会发生倾覆破坏。
2）抗滑移验算
=
s f N
F F
?=0.45*1305.82/146.04= 4.023685 计算结果表明，水平力不足以引起基础滑动，基础侧面土体的抵抗作用尚未发挥，故抗滑稳定性满足要求，有比较大的安全储备。 3.4 风级17结构性能抗风验算
风级17时的风荷载和罐体满载时的恒荷载（包括自重）组合进行立柱的强度、稳定性验算。同时对风级17时的风荷载和罐体空载时的恒荷载组合进行了基础的稳定性验算。
（1）罐体满载状态下立柱的强度及稳定性验算
在17级风荷载作用下，按照风荷载+罐体满载时计算得到的立柱应力见图9。
图9 风荷载+罐体满载时立柱应力图（单位：kpa）
从图9可知，在立柱底截面的应力最大，最大压应力为162Mpa< 168 MPa，故在风级17+罐体满载状态下，立柱的强度满足规范要求。
从杆件的局部稳定性来看：立柱的稳定容许应力为0.88x168=148 Mpa, 立柱的实际应力大于立柱的稳定容许应力，所以立柱的稳定性不满足规范要求。（2）罐体满载状态下支撑构件的整体稳定性验算
为了进一步研究罐体满载状态下支撑构件的整体稳定性，本报告采用有限元软件进行了屈曲特征值分析，输入自重（不变）和风荷载（可变）后进行屈曲分析。分析结果输出的特征值变成屈曲荷载系数，屈曲荷载系数乘以风荷载（可变）加上自重等于屈曲荷载值，分析结果见表6。
表6 支撑构件的整体稳定性
模态特征值
1 5.54
从表6可知，罐体满载状态下支撑构件的整体稳定性屈曲荷载系数最小为5.54，稳定性满足要求。
（3）罐体空载状态下基础的稳定性检算
N=98.32kN M= 3198.6k N ·m
F= 213.24kN
1)抗倾覆验算：
检算图示及原理同11级风荷载作用下，经计算分析可得：
1
2
GN
M M M M =
+-∑/M= 3319.445/3198.6=1.037781 故17级风荷载作用下，空罐体不会发生倾覆破坏。
2）抗滑移验算
=
s f N
F F
?=0.45*1305.82 /213.24= 2.75567 计算结果表明，水平力不足以引起基础滑动，基础侧面土体的抵抗作用尚未发挥，故抗滑稳定性满足要求，有比较大的安全储备。 四、抗风加固措施及其加固后承载能力检算
通过前面的计算分析可知，在风级17下立柱的局部稳定性均不满足规范要求。因此必须采取相应的抗风加固措施，以提高结构的抗风承载能力，并对加固后的结构承载能力进行评价。 4.1风级17时罐体抗风加固计算
（1）罐体满载状态下立柱的强度及稳定性验算
采用1根φ40mm 的锚索（较大的直径增加了锚索的抗拉刚度，有利于增加风荷载作用时锚索的受力，减小立柱的受力），一端拉住罐体，另一端固定于钢筋混凝土的地锚上，其中两根锚索与地面倾角为45度。加固后的有限元模型见图10。加固后的立柱应力见图11.
图10 加固后有限元模型图图11 风荷载+罐体空载时立柱应力图从图10可知，在立柱底截面的应力最大，最大压应力为143Mpa< 168 MPa，故加固后在风级17+罐体满载状态下，立柱的强度满足规范要求。
从杆件的局部稳定性来看：立柱的稳定容许应力为0.88x168=148 Mpa, 立柱的实际应力小于立柱的稳定容许应力，所以立柱的稳定性满足规范要求。
此时锚索的拉力为69 kN(45度倾角)，对应的应力为55MPa (45度倾角)。因此锚索的应力也满足其强度要求。
（2）罐体满载状态下支撑构件的整体稳定性验算
为了进一步研究罐体满载状态下支撑构件的整体稳定性，本报告采用有限元软件进行了屈曲特征值分析，输入自重（不变）和风荷载（可变）后进行屈曲分析。分析结果输出的特征值变成屈曲荷载系数，屈曲荷载系数乘以风荷载（可变）加上自重等于屈曲荷载值，分析结果见表7。
表7 支撑构件的整体稳定性
模态特征值
1 8.45
2 16.53
3 21.32
从表7可知，罐体满载状态下支撑构件的整体稳定性屈曲荷载系数最小为8.45，稳定性满足要求。
五、结论
表9未选择几种工况的计算结果。
表9 计算结果汇总表
京新高速公路临白三标一分部水泥罐抗风验算计算书
从表9计算结果，可以看到：在11、13、15级风载作用下，结构整体是安全的；在17级风载作用下，满载时立柱稳定性不能满足要求，需要进行加固，加固后可满足要求。具体加固措施根据计算结果见附表：搅拌站抗风设计计算结果缆绳布置汇总表。
拌和楼、水泥罐基础验算 一、基础布置 1、搅拌主楼 主楼和水泥罐基础基坑共用一个，采用一体开挖成:29x18.5x2.8m基坑。其中主楼两处基础顶受力600KN，柱高0.43m,横截面尺寸1.1m×0.8m，预埋钢板H20mm×600mm×900mm；四处基础顶受力300KN，柱高0.43m,横截面尺寸0.8m×0.8m，预埋钢板H20mm×600mm×600mm。 2、水泥罐基础 水泥罐三十二处基础受力20KN，柱高1.2m,横截面尺寸0.8m×0.8m，预埋钢板H20mm×600mm ×600mm。 3、配料机基础 配料机基础(共20个)单墩受力P2=200KN; 预埋钢板12mm×400mm×400mm;墩柱高0.80m,设横截面尺寸0.8m× 0.8m。 4、传送带机基础 斜皮带机基础(共28个)单墩受力P3=50KN; 预埋钢板12mm×400mm×400mm; 12个设横截面尺寸1.65m×0.5m,设基础高0.50m的条形基础,4个横截面尺寸0.8m×0.8m，预埋钢板12mm×400mm×400mm。 5、控制室 控制室八处基础受20KN，柱高0.60m,横截面尺寸0.4m×0.5m，预埋钢板H12mm×400mm×400mm；
二、验算资料 1、抗风等级： 风力10级左右，最大风速达34m/s。 2、扩大基础尺寸： 扩大基础尺寸：长29 m、宽18.5 m、高2.8m，缺口为4.5x4m的基础，厚度0.8m，采用0.2m 砂垫层，基底采用Φ165mmx6mm钢管桩加固，钢管桩深入扩大基础里0.2m，下层基础1.5x1.5x1.3m。（详见上示意图） 3、设计荷载： ⑴水泥罐自重装满水泥180Tx8=1440T； ⑵拌和楼主楼自重30Tx4+60Tx2=240T； ⑶控制室自重2Tx8=16T； ⑷C25钢筋混凝土扩大基础自重 ((29x18.5)-(4x4.5))x0.8x2.6T/m3=1078.5T； ⑸下层基础墩一共38个自重1.5x1.5x1.8x2.6x38(水泥罐32个、拌和楼6个)=400T； ⑹砼基础与水泥罐、主楼、控制室全部自重=14400+2400+160+10785+4000=31745KN。
软弱下卧层问题
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： ?
当地基受力层范围内有软弱下卧层时, 应按下式验算: ?pｚ＋pcｚ≤ｆaｚ(１）?式中:f az为软弱下卧层顶面处经深度修正后地基承载力特征?值；ｐz 、pcz分别为软弱下卧层顶面处的附加应力和自重应 力, 对于条形和矩形基础, ｐz 值可按应力扩散角法计算。 第一:筏板基础宽度和长度怎么确定。是不是按照建筑周边轮廓长宽度外加各１.０m考虑吗？?还有:若按照上述取宽度，比如宽度２0m,那么按照规范GB５0007-２00２表5．2.7ｚ/b＝0.25内那么在深度5米以内，地基压力扩散角都取０度，是不是太保守了，请大家参言 ＧB5０007－2002规范中说,“宜将基础面以上范围内的荷载,按基础两侧的超载考虑,当超载宽度大于基础宽度两倍时,可将超载折合成土层厚度作为基础埋深，基础两侧超载不等时，取小值。”我有以下理解，不知正确否，请各位斧正。? ?1.主楼宽度和车庫的宽度比,如果小于2倍主楼基础宽度，则不考虑车庫影响，按主楼基础埋深（如１0米)进行深度修正; ?２.主楼宽度和车庫的宽度比，如果大于2倍主楼基础宽度，则应考虑车庫影响，将车庫的建筑荷载折合成土层厚度，如车庫基础荷载为60KN/ｍ2上部土层平均重度为1８KN／m3,则埋深d＝60/18=3.3３米,以此深度修正； 3.如果主楼基础埋深为10米,车庫基础埋深为７米,两者不一致，则埋深d=3.3３+(１0-7）＝6．３3米,以此深度修正。 关于深度修正问题的讨论. 其实,规范的这一解释是少有的清楚。举数字也仅是具体化而已,如基础宽度10ｍ,超载宽度２5m，超载4０ｋPａ,则可以折算为2m的土层。如果超载宽度15m,则不能折算,怎么办?规范没有说。其实2倍是人为定的,１9m就不行了?我的意思是应该进行地基极限承载力的数值分析，分析超载宽度不够所引起的效应究竟如何？但是怎么进行数值分析还请高手指点。 3. 结构人员的所谓“４０0mm”厚度,实际上是筏板基础与地下室底板的区别。如果是筏板基础，传递上部结构荷载,厚度大于400ｍm。 如果荷载由独立基础或条形基础传递上部结构荷载，底板只传递地下室地坪荷载及平衡浮力，则厚度一般小于4０0mｍ;?另外，请注意设计图纸上所标明的是设计值还是标准值，相差2５％，所谓“地基承载力特征值”实际上是容许承载力,与荷载标准值相对应。请问设计值对应什么荷载效应？ 有一个项目,为1７层建筑,拟采用筏板基础,平均基底压力３80kPa,地基为CＦG复合地基，复合地基承载力经深度修正后为４０6kＰa,基底压力小于复合地基承载力，可满足要求。可有同事指出，基底压力呈马鞍形分布，边缘的压力应该是平均压力的1.3倍，应为4９4ｋPa,这样一来，复合地基承载力就不足了，需要考虑其它方法。请问这种说法正确吗? 退步想想,按基底压力呈马鞍形分布，当建筑物荷载均匀时,边缘的压力是平均压力的1.3倍，复合地基承载力是不足,会如何?边缘土挤出、建筑物失稳?那么是四周挤出、建筑物四周失稳，而中间稳定,这是不可能的，建筑物重心产生的反力距可使建筑物稳定，再说还有个2倍。例子到处都是。?我们现在的设计思路与土力学中研究问题的思路是两个不同层次的问题,前一个思路是以后一个思路为基础的，但前者是实用的最低的下限,安全度的下限，实际可能发生的状态应当
圆形水池设计 项目名称构件编号日期 设计校对审核 执行规范: 《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010), 本文简称《混凝土规范》 《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011), 本文简称《地基规范》 《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012), 本文简称《荷载规范》 《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB 50069-2002), 本文简称《给排水结构规范》《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》(CECS 138-2002), 本文简称《水池结构规程》 钢筋：d - HPB300; D - HRB335; E - HRB400; F - RRB400; G - HRB500; P - HRBF335; Q - HRBF400; R - HRBF500 ----------------------------------------------------------------------- 1 设计资料 1.1 基本信息 圆形水池形式:有盖 池内液体重度10.0kN/m3 浮托力折减系数1.00 裂缝宽度限值0.20mm 抗浮安全系数1.10 水池的几何尺寸如下图所示:
1.2 荷载信息 顶板活荷载:1.50kN/m2 地面活荷载:10.00kN/m2 活荷载组合系数:0.90 荷载分项系数: 自重 :1.20 其它恒载:1.27 地下水压:1.27 其它活载:1.40 荷载准永久值系数: 顶板活荷载 :0.40 地面堆积荷载:0.50 地下水压 :1.00 温(湿)度作用:1.00 活载调整系数: 其它活载:1.00 不考虑温度作用 1.3 混凝土与土信息 土天然重度:18.00kN/m3土饱和重度:20.00kN/m3 土内摩擦角ψ:30.0度 地基承载力特征值fak=40.00kPa 基础宽度和埋深的地基承载力修正系数ηb=1.00、ηd=1.00 混凝土等级:C25 纵筋级别:HRB400 混凝土重度:25.00kN/m3 配筋调整系数:1.20 纵筋保护层厚度: 2 计算内容 （1）荷载标准值计算 （2）抗浮验算 （3）地基承载力计算 （4）内力及配筋计算 （5）抗裂度、裂缝计算 （6）混凝土工程量计算 3 荷载标准值计算 顶板:恒荷载: 顶板自重 :5.00kN/m2 活荷载:
水泥罐安装方案
中国建筑一局（集团）有限公司 东莞轨道交通 R2 线 2311 标项目经理部
一、编制依据 1、《水泥机械设备安装工程施工及验收规范》（JCJ03-90）； 2、《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2001）； 3、《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》（GB50236-2011）； 4、R2 线施工图设计展览中心站~虎门火车站区间第一册隧道平纵断面及特殊地段处
理措施 CAD（中铁二院） 5、广州市祥达金属制品有限公司提供的水泥罐参数资料。
二、编制范围 本方案适用于东莞轨道交通 R2 线 2311 标展~虎区间盾构到达端虎门火车站北端头地
层加固水泥罐安装施工。 三、施工部署
（一）施工流程
施工准备
基础施工
罐体安装
图 3-1 水泥罐安装施工流程图
检验验收
（二）水泥罐规格
基础槽开挖
根据本工程结构狭长、工点多的特点，采用 30 吨水泥罐，水泥罐形式见投下入图使。水用泥 埋件加工
罐基础采用 C30 混凝土，基础中央安装 14mm 厚预埋钢板，基础大样图详见下图。
四、基础承载力及抗风验算 混凝土浇筑
1、地基基础现场情况
地质报告标明反映持力层地养基护承载力为 120Kpa，无回填土。 2、水泥罐基础尺寸
根据罐体确定为 4 个 1000*1000*1000 钢筋混凝土基础，按照此尺寸检验承载力。
（1）竖向荷载计算
作用在基础顶面的荷载有竖向力、水平剪力、弯矩，统一按照中心受压基础检算。
荷载计算：
Fk=G 罐+G 水泥 =2t+30t=32t=320KN G 罐—罐体重量，
G 水泥—罐储存水泥重量
最大应力：320/4=80Kpa
GK =基础自重=4*=10t=100KN
结构计算书统一格式 一、工程概况 建筑层数：地上层，地下层 建筑高度： 结构类型：钢筋砼框架剪力墙结构 基础类型： 0.00m标高： 抗浮设计水位： 二、设计要求 结构的设计使用年限：年建筑结构的安全等级：二级地基基础设计等级：级结构的重要性系数：1.0 三、结构设计计算信息 1、抗震信息 建筑抗震设防类别：类基本地震烈度： 场地土类别：地震加速度： 设计地震分组：抗震设防烈度： 水平地震影响系数最大值：аm a x= 抗震等级：框架级剪力墙级 设计振型数：周期折减系数： 特征周期值： 2、风荷载信息 基本风压：地面粗糙度：
体型系数： 3、调整信息 中梁刚度增大系数：梁端负弯矩调幅系数：梁弯矩放大系数：梁刚度折减系数： 梁扭矩折减系数： 4、活荷载信息： 柱、墙设计时活荷载折减：不折减 传给基础的活荷载折减：折减 梁活荷载不利布置计算层数： 5、配筋信息 梁、柱主筋强度（N/mm2）:360 梁、柱箍筋强度（N/mm2）:210 梁箍筋间距：100 mm 柱箍筋间距：100 mm 柱配筋计算原则：按单偏压计算 四、结构整体计算：采用软件版本：SATWE(2007.08) 1、恒载计算： 1.1梁间恒载（梁上荷载扣除梁高，外墙有窗按八折算） 墙体材料 墙厚 (mm) 容重 KN/㎡ 线荷载备注 外墙 楼电梯墙 内隔墙 分户墙 1.2楼面恒载：楼板自重+1.5 KN/㎡1.3屋面恒载：楼板自重+3.5 KN/㎡
1.4其它恒载按实计算 2、活荷载取值(KN/㎡) 车库：2.5(4.0) 卫生间：4.0 KN/㎡楼梯间：3.5 KN/㎡ 阳台：2.5(3.5) ...... 3.附电算结果如下： （1）建筑结构总信息（WMASS.OUT）； （2）周期、地震力与振型输出文件（WZQ.OUT）； （3）位移输出文件（WDISP.OUT）； （4）框架柱及短肢墙地震倾覆弯矩百分比（WV02Q.OUT）； （5）超配筋信息（WGCPJ.OUT） （6）各主要标准层层墙柱轴压比简图（Wpjc*. DWG）； （7）各主要标准层平面简图（Flr*.DWG）； （8）各主要标准层楼面荷载（*.DWG）； （9）底层柱、墙最大组合内力简图（Wdcn.DWG）； （10）各主要标准层混凝土构件配筋简图（Wpj*.DWG）； 各主要标准层现浇板计算配筋图（板计算结果.DWG）。 4.计算结果分析： 4.1结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比为，满足规范要求，其余各参数均满足规范要求； 4.2超配筋信息处理如下： 五、基础计算 1、计算原则： 本工程地基基础设计等级为级，基础型式采用基础。本工程地下室抗浮设计水位为m，采用抗浮。
消防水池计算书 （一）处理池没水时荷载 1、池壁计算 主动土压力系数Ka取1/3 土重度r=18KN/m3无地下水池壁4.7m深 ∵LB/HB=5.3>2 ∴按单向板计算 主动土压力q土=rHKa=18x1/3x4.7=28.2KN/m 地面荷载产生侧压力q活=10x1/3=3.33KN/m ①竖向配筋计算 第一种情况 三种压力产生的弯矩 部位类型土压力弯矩Ms 水压力弯矩Mw 地荷载弯矩Mm 下端支座-41.5 0 -9.2 跨中18.6 0 5.2 支座基本组合弯矩值M=（Ms+Mw）x1.27+1.4xMm=65.585KN·m
支座准永久组合弯矩值Mq=Ms+Mw+0.5Mm=46.1 KN·m 跨中基本组合弯矩值M=（Ms+Mw）x1.27+1.4xMm=30.9KN·m 跨中准永久组合弯矩值Mq=Ms+Mw+0.5Mm=21.2KN·m 假设壁厚h=250,混凝土强度C30 查表可知选筋12100的裂缝（0.25mm）和承载力弯矩分别为63.33KN·m、67.22KN·m，大于支座计算准永久弯矩46.1 KN·m和基本组合弯矩65.585KN·m，满足要求。且配筋率0.452%，合适。 所以外钢筋选配12100 As=1131mm2/m 弯矩图 第二种情况 水压力q水=rh=10x4.7=47KN/m
两种压力产生的弯矩 部位类型土压力弯矩Ms 水压力弯矩Mw 下端支座-41.5 -69.22 跨中18.6 30.94 支座基本组合弯矩值M=1.27Mw-Ms=46.4KN*m 支座准永久组合弯矩值Mq=Mw-Ms=27.72KN*m 跨中基本组合弯矩值M=1.27Mw-Ms=20.69N*m 跨中准永久组合弯矩值Mq=Mw-Ms=12.34KN*m 池壁侧、外侧为12100均满足强度和裂缝要球。
青岛市红岛—胶南城际（井冈山路—大珠山段） 轨道交通工程 朝两区间1号竖井水泥罐抗风强度计算 编制： 审核： 批准： 中国交建青岛轨道交通R3线工程五工区项目经理部 二○一四年十二月十六日
1、校核依据 《建筑结构荷载规范》 GB50009-2012 《钢结构设计规范》 GB50017-2003 2、主要参数 2.1 设计参数 粉罐直径：φ2900mm； 粉罐高度：13500mm（不含底锥）； 底部支腿高度：7230mm； 上栏杆高度：1000mm； 罐体板材材料：δ6钢板； 支腿材料：φ219mm×6焊接管； 支腿横、斜撑材料：10#槽钢。 2.2 环境参数 风速：70m/s（十二级风） 3、基本载荷 =9200 Kg=92000N 3.1 粉罐自重： G 1 水泥重量： G =120000 Kg=1200000N 2 3.2 风载荷P W P CK qA h W P ---- 作用在水泥罐上的风载荷，N; W C ---- 风力系数， C=1.3； υ---- 风速，υ=70m/s K ---- 风压高度变化系数， h
q ---- 计算风压2 /m N， q=0.613υ2 A---- 水泥罐垂直于风向的迎风面积，2m P 1 W =CK h qA=0.613 CK h υ2A C=1.3 K h =1.39 υ=70 A=1㎡，代入上式得： P 1 W =5428N P 2 W =CK h qA=0.613 CK h υ2A C=1.3 K h =1.23 υ=70 A=60㎡，代入上式得： P 2 W =288175N P 3 W =CK h qA=0.613 CK h υ2A C=1.3 K h =1 υ=70 A=4㎡，代入上式得： P 3 W =15620N 4、强度计算 水泥罐受力部分主要为罐体底部支腿，支腿竖向承受水泥粉罐自重和散装水泥的重量，同时横向承受罐体受风的侧压力而对支腿产生的拉力。检算过程依据《起重机设计手册》第三章中风载荷计算的相关内容。 4.1 支腿强度计算 支腿强度计算分两种情况进行，第一种风正面吹向水泥粉罐，即方向垂直与支腿连接线；第二种风斜面吹向水泥粉罐，即支腿对角线方向。 4.1.1 风向垂直于支腿连接线
地下室抗浮验算 一、整体抗浮 （一）主楼部分 底板板底相对标高为- 4.700，地坪相对标高为：-0.300，抗浮设防水位相对标高为- 1.5m，即抗浮设计水位高度为： 3.2m。 裙房部分抗浮荷载： ①地上四层裙房板自重： ②地上四层xx折算自重： ③地下顶板自重： ④地下室xx折算自重： ⑤底板自重：25× 0.48＝ 12.0kN/m2 25× 0.50＝ 12.5kN/m2 25× 0.18＝ 4.5kN/m2
25× 0.11＝ 2.75kN/m2 25× 0.4＝ 10.0kN/m2 41.75kN/m2 合计： 水浮荷载： 3.2×10=32 kN/m2， 根据地基基础设计规范GB 5007-2011第 5.4.3条，＞ 1.05，满足抗浮要求。 二、整体抗浮 （二）仅一层车库部位 J-1基础高度改为800，仅一层地下室位置防水板板底标高与J-1底平，上部采用C15素混凝土回填至设计标高(- 4.200)。抗浮计算如下： 图纸修改见结构05 底板板底相对标高为- 5.100，地坪相对标高为：-0.300，抗浮设防水位相对标高为-
1.5m，即抗浮设计水位高度为：3.6m。 地下室部分抗浮荷载： ①顶板覆土自重： ②地下顶板自重： ③xx折算自重： ④底板及回填自重： 考虑设备自重20× 0.30＝ 6.0kN/m2 25× 0.25＝ 6.25kN/m2 25× 0.11＝ 2.75kN/m2 25×（ 0.4+ 0.5）＝ 22.5kN/m2 0.5 kN/m2
38kN/m2 水浮荷载： 3.6×10=36kN/m2＞1.05，满足抗浮要求。合计：
京新高速公路临河至白疙瘩段三标一分部（K532+150～K565+000段） 水泥罐抗风验算计算书 中国交通建设股份有限公司 京新高速公路LBAMSG-3项目总承包管理部第一项目部 二〇一五年四月
水泥罐抗风验算计算书 一、验算内容及验算依据 为保证我项目水泥罐安全性对我分部拌合站筒仓的抗风性能进行了验算。主要从拌合站筒仓支撑构件的强度、稳定性及基础的倾覆性进行了验算，并提出相应的抗风加固措施。 验算依据为：《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）及《公路桥梁钢结构设计规范》。 二、风荷载大小的确定 根据现场调研及相关工区提供的资料，检算时取罐体长度为12m ，支腿长度为9.0m 。罐体直径为5.0m, 自重为10 t ，满载时料重300 t 。 根据《公路桥涵设计基本规范》中的4.4.1条确定风荷载的大小。 根据资料显示，我项目部施工范围内混凝土搅拌站在沿线大风区分区范围、风向、最大风速分别为主导风向NW ，最大风速53m/s 。相关抗风的设计计算以此为依据。 表1 风级风速换算表 《公路桥涵设计基本规范》中的4.4.1条规定，作用于结构物上的风荷载强度可按下式计算： 0321W K K K W = （1） 式中 W —风荷载强度（Pa ）； 0W —基本风压值（Pa ），2 06 .11ν= W ，系按平坦空旷地面，离地面20m 高，频率1/100的10min 平均最大风速ν（m/s ）计算确定；一般情况0W 可按《铁路桥涵设计基本规范》中附录D “全国基本风压分布图”，并通过实地调查核实
后采用； K—风载体形系数，对桥墩可参照《铁路桥涵设计基本规范》中表4.4.1-1，1 其它构件为1.3； K—风压高度变化系数，可参照《铁路桥涵设计基本规范》中表4.4.1-2，2 风压随离地面或常水位的高度而异，除特殊高墩个别计算外，为简化计算，桥梁工程中全桥均取轨顶高度处的风压值； K—地形、地理条件系数，可参照《铁路桥涵设计基本规范》中表4.4.1-3。 3 针对本工程场地实际特点，取k1=1.3，k2=1.0 ，k3=1.3。取风级11下的风速为30m/s，风级13下的风速为39m/s，风级15下的风速为48m/s；风级17下的风速为58m/s。计算得罐体每延米的荷载强度见表2。 表2 风级与风荷载强度大小 三、不同工况下立柱强度、稳定性及整体倾覆检算 为了考虑罐体支架的内力，检算过程采用有限元数值计算方法。根据工程的实际使用情况及受力最不利原则，验算时重点对罐体满载的情况进行了立柱的强度及稳定性验算。罐体立柱采用φ330mm（壁厚8mm），立柱间横撑采用槽钢120x40 x4.5mm。有限元模型见图1及图2。 3.1 风级11结构性能抗风验算 风级11时的风荷载和罐体满载时的恒荷载（包括自重）组合进行立柱的强度、稳定性验算。同时对风级11时的风荷载和罐体空载时的恒荷载组合进行了基础的稳定性验算。 （1）罐体满载状态下立柱的强度及稳定性验算 在11级风荷载作用下，按照风荷载+罐体满载时计算得到的立柱应力见图3。
料仓隔墙设计计算书 一、工程概况 根据本标段混凝土使用地为乐平互通式立体交叉、龙眼园高架桥、三花路高架桥、太院高架桥、芦泡涌大桥、卫东高架桥及涵洞和附属工程，为满足混凝土质量和施工需求，结和现场实际施工情况现于西二环MK62+50位置的线路右侧建立混凝土拌和站，共占地约11000m2。料仓8个约2800m2，拟设置两座拌和楼，HZS120型，每座拌和楼每小时理论产量可达120m3。 按拌合站配料要求，不同粒径、不同品种分仓存放，不得混堆或交叉堆放，分料仓应采用50cm砼砌筑，2.5m高,采用水泥砂浆抹面，料仓内硬化C20砼浇筑20cm。隔墙底部采用与之同宽的砼条形基础。 二、设计参数 挡墙高度H=2.5m，挡墙厚度B=50cm，墙身采用C25砼浇筑成。基础采用C25浇筑成的条形基础。C25混凝土抗压强度设计值fc=11.9N/mm2，混凝土抗拉强度设计值ft＝1.27 (N/mm2)，混凝土弹性模量Ec＝28000 (N/mm2), 砼强度系数 βc＝1.00。 初步设计：条形基础采用500mm×400mm的C25砼浇筑，即b=500mm。取挡墙钢筋混凝土：25~26KN/M3；每米挡墙荷载N=2.5×0.5×25=31.25KN/m。初步考虑条形基础底部承载力为200KPa。 即：b=500mm，h=400mm，考虑保护层ca=35mm，得h0=h-ca=365mm。 三、条形基础计算 1、配筋计算 （1）、主筋验算 取受弯钢筋为4@φ16，得As=804mm2，N=4，φ＝16mm； ρ＝As/(b*h0)=804/（500*365）=0.44% 受拉钢筋为4@φ12，得Asy=452mm2，Ny=4，φy＝12mm； ρy=Asy/(b*h0)=452/（500*365）=0.25% 得ξ＝ρ*fy/(α1*fc)=0.049＜ξb=0.55…………………（α1＝1.00） 得受压区高度x=ξ*h0=0.049*365=18mm＜2ca，满足要求。
二、计算书 1、设计要求 本工程水池底板抗浮力的要求为： 表1 2、抗浮锚杆抗拔力设计值 根据技术要求，本工程单根锚杆的抗拔力标准值为87.5kN ，设计锚杆间距2.7x2.7m. 3、杆体截面及锚固体截面积计算 锚杆钢筋的截面面积按下式确定： yk t t s f N K A ?= （7.4.1） 上面式中：K t — 锚杆的杆体抗拉安全系数，取2； N t —— 锚杆的轴向拉力设计值，取113.8KN. f yk —— 钢筋抗拉强度标准值，采用HRB400钢筋，抗拉强度标准值为0.4kN/mm 2 。 根据计算得：As=569mm 2 所以孔内应设置二根Φ20的HRB400钢筋. 4、锚固段长度计算. 根据《岩土锚杆(索)技术规程》(CECS22-2005)，锚杆锚固段长度由下两式中较大值确定： ψ πmg t a Df N K L ?> (7.5.1-1) ψ ξπms t a f d n N K L ?> (7.5.1-2) 上面式中：L a —— 锚杆锚固段的长度（m ）； K —— 锚杆锚固体的抗拔安全系数，取2.2； N t —— 锚杆的轴向拉力设计值(kN)； D —— 锚固体的钻孔直径，按0.12m d —— 钢筋的直径（m ）； f m g ——锚固体与地层间的粘结强度标准值，2#地块按勘察报告中第59号钻孔取 锚杆周围地层加权平均值130kPa 。3#地块按勘察报告中第51号钻孔取锚杆周围地层加权平均值100kPa ，4#地块按勘察报告中第172号钻孔取锚杆周围地层加权平均值104kPa 。 f ms ——锚固体与钢筋间的粘结强度标准值，取2000kPa ； ξ ——界面粘结强度降低系数，取0.6； ψ —— 锚固长度对粘结强度的影响系数，2#地块取1.4；3#、4#地块取1.15 n —— 钢筋根数 由计算公式算得2#地块：L a 〉3.72m ，设计按照锚固段长度为5.10m 。 由计算公式算得3#地块：L a 〉7.18m ，设计按照锚固段长度为8.00m 。 由计算公式算得4#地块：L a 〉6.92m ，施工设计按照锚固段长度为8.00m 设计。 5、锚杆锚入基础的长度 根据规范要求，钢筋须插入基础内不少于35d ，本工程2#地块，采用Φ22螺纹钢筋，长度为35*22=770mm ，设计时取800mm 。本工程3#、4#地块采用Φ25螺纹钢筋，长度为35*25=875mm ，设计时取900mm 。 6、锚杆间距 本工程基础为筏板基础，考虑结构受力特点，本着减小底板弯曲应力的原则，本工程采用小吨位的锚杆。杭浮锚杆在整个底板上小间距均匀布置，局部地方（独立柱基位置）适当调整。该布置可降低底板的加筋费用，又可以减小因个别锚杆失效而造成的局部破坏。锚杆 大体成正方形布置，根据地下室抗浮区域、抗浮力要求的不同，锚杆间距为： 锚杆间距一览表 表6 7、设计实物工程量 根据计算，本工程抗浮锚杆设计实物工程量为：2号地块设置锚杆1107根，单根锚杆长度5.1m ，3#地块设置锚杆1927根，单根锚杆长度8m ，4#地块设置锚杆2707根，单根锚杆长度8m ，总计锚杆进尺43181.1m(含防水0.1m/根)。 8、锚固体强度及水泥浆配比 为增大锚固体的强度，锚固体采用豆石与砂浆结合体，填筑的豆石强度应无风化现象，
三桩承台计算书 项目名称构件编号日期 设计校对审核 执行规范: 《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010), 本文简称《混凝土规范》《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011), 本文简称《地基规范》《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012), 本文简称《荷载规范》 《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008), 本文简称《桩基规范》 ----------------------------------------------------------------------- 1 设计资料 1.1 已知条件 承台参数(3 桩承台第 1 种) _承台底标高 _: -2.000(m) _承台的混凝土强度等级_: C30 _承台钢筋级别 _: HRB400 _配筋计算a s _: 50(mm) 承台尺寸参数 桩参数 _桩基重要性系数 _: 1.0 _桩类型 _: 混凝土预制桩 _承载力性状 _: 端承摩擦桩 _桩长 _: 15.000(m) _是否方桩 _: 否 _桩直径 _: 400(mm) _桩的混凝土强度等级 _: C35 _单桩极限承载力标准值_: 2400.000(kN) _桩端阻力比 _: 0.400 _均匀分布侧阻力比 _: 0.400 _是否按复合桩基计算 _: 否 _桩基沉降计算经验系数_: 1.000 _压缩层深度应力比 _: 20.00% 柱参数 _柱宽 _: 600(mm) _柱高 _: 600(mm) _柱子转角 _: 0.000(度)
_柱的混凝土强度等级_: C35 柱上荷载设计值 _弯矩M x _: 0.000(kN.m) _弯矩M y _: 0.000(kN.m) _轴力N _: 4400.000(kN) _剪力V x _: 0.000(kN) _剪力V y _: 0.000(kN) _是否为地震荷载组合 _: 否 _基础与覆土的平均容重_: 20.000(kN/m3) _荷载综合分项系数 _: 1.35 土层信息 _地面标高 _: 0.000(m) _地下水标高_: -10.000(m) (m)(kN/m3)(kN/m3)(MPa)征值(kPa)程度(kPa) 1.2 计算内容 (1) 桩基竖向承载力计算 (2) 承台计算(受弯、冲切、剪计算及局部受压计算) (3) 软弱下卧层验算 (4) 桩基沉降计算 2. 计算过程及计算结果 2.1 桩基竖向承载力验算 (1) 桩基竖向承载力特征值R计算 根据《桩基规范》5.2.2及5.2.3 式中： R a——单桩竖向承载力特征值； Q uk——单桩竖向极限承载力标准值； K ——安全系数,取K=2。 单桩竖向极限承载力标准值 Q uk = 2400.000(kN) 单桩竖向承载力特征值 R a = 1200.000(kN) (2) 桩基竖向承载力验算 根据《桩基规范》5.1.1 式5.1.1-1计算轴心荷载作用下桩顶全反力,式5.1.1-2计算偏心荷 载作用下桩顶全反力
抗浮锚杆深化设计计算书 一、工程质地情况： 地下水位标高 -1.00 m 地下室底板标高 -6.52 m 浮力 55.2 kN/m 2 二、抗浮验算特征点受力分析： 1.原底板砂垫层厚 0.10m 自重 0.10X20=2kN/m 2 2.原砼底板厚 0.40m ： 自重 0.4X25=10 kN/m 2 3.新加砼配重层厚 0.30m 自重 0.3X25=7.5 kN/m 2 抗浮验算 55.20-19.50=35.70 kN/m 2 三、计算过程 由受力情况，将锚杆分为A 、B 、C 三类，A 类为图中○A 轴至○E 轴区 域，地面与中风化板岩之间有8米粘性土层；B 类为有○E 轴至○L 轴区域，地面与中风化板岩之间有4米粘性土层； C 类为图中○L 轴至○Q 轴区域，地面与中风化板岩之间无粘性土层。 锚杆间距取3m ×3m 。 1. 锚杆杆体的截面面积计算： yk t t s f N K A ≥ t K ——锚杆杆体的抗拉安全系数，取1.6； t N ——锚杆的轴向拉力设计值（kN ），锚杆的拉力设计值=特征值×1.3，A 类锚杆取35.70×3.0×3.0×1.3=438.75kN 。 yk f ——钢筋的抗拉强度标准值（kPa ）,HRB400取400 kPa 。 As ≥fyk KtNt =4001075.4386.13??=17552m m 总计 19.5 kN/m 2
选取三根HRB400 直径28mm 钢筋，钢筋截面积满足规范要求 2. 锚杆锚固长度 锚杆锚固长度按下式估算，并取其中较大者： ψπmg t a Df KN L > ψ πεms t a df n KN L > 式中：K ——锚杆锚固体的抗拔安全系数，取2.0； t N ——锚杆的轴向拉力设计值（kN ），取438.75kN ； a L ——锚杆锚固段长度（m ）； mg f ——锚固段注浆体与地层间的粘结强度标准值（kPa ），按表7.5.1-1取粘 性土层65kpa ，中风化板岩层0.25Mpa ； ms f ——锚固段注浆体与筋体间的粘结强度标准值（kPa ），按表7.5.1-3取2.5MPa ； D ——锚杆锚固段的钻孔直径（m ），取0.15m d ——钢筋的直径（m ）； ε——采用2根以上钢筋时，界面的粘结强度降低系数，取0.6~0.85，本例 取0.7； ψ——锚固长度对粘结强度的影响系数，按表7.5.2取1.0； n ——钢筋根数。 （1）锚固段注浆体与地层间的粘结强度(全风化泥质粉砂岩、强风化泥质粉砂岩q sik 分别为55kpa 、140kpa) A 类：pa 46.1220 .28 16515.014.3M K l Df N a mg t =????= = ψπ土 pa 29.36146.122-75.483-M N N N t t t ===土岩 m Df KN l mg t a 14.61 25015.014.329 .3610.2=????== ψπ
混凝土搅拌站罐体抗风 验算计算书 （二工区2#搅拌站大罐） 兰州交通大学 土木工程学院岩土与地下工程系 2010.5
一、验算内容及验算依据 受中铁21局兰新指挥部的委托，对兰新铁路第二双线（新疆段）风区的拌合站筒仓的抗风性能进行了验算。主要从拌合站筒仓支撑构件的强度、稳定性及基础的倾覆性进行了验算，并提出相应的抗风加固措施。 验算依据为：《铁路桥涵设计基本规范》（TB 10002.1-2005）及《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB 10002.2-2005）。 二、风荷载大小的确定 根据现场调研及相关工区提供的资料，检算时取罐体长度为12m ，支腿长度为9.0m 。罐体直径为5.0m, 自重为10 t ，满载时料重300 t 。 根据《兰新铁路新疆有限公司文件》（新铁安质2010 33号）提供的风级凤速换算表（见表1）及《铁路桥涵设计基本规范》中的4.4.1条确定风荷载的大小。 根据《兰新铁路新疆有限公司文件》（新铁安质2010 47号）附件中兰新铁路第二双线（新疆段）大风区工程分区说明，资料显示，中铁二十一局（7标）项目部施工范围内混凝土搅拌站在沿线大风区分区范围、风向、最大风速分别为：三十里风区：DK1656+000～DK1746+227长86.398km ，主导风向NW ，最大风速53m/s 。相关抗风的设计计算以此为依据。 表1 风级风速换算表 《铁路桥涵设计基本规范》中的4.4.1条规定，作用于结构物上的风荷载强度可按下式计算： 0321W K K K W = （1） 式中 W —风荷载强度（Pa ）； 0W —基本风压值（Pa ），2 06 .11ν= W ， 系按平坦空旷地面，离地面20m 高，频率1/100的10min 平均最大风速ν（m/s ）计算确定；一般情况0W 可按《铁路桥涵设计基本规范》中附录D “全国基本风压分布图”，并通过实地调查核实后采用；
8#楼软弱下卧层验算 工程概况：拟建8#楼基底压力经计算为359Kpa，待验算软弱下卧层⑤-1粉质粘土承载力220Kpa，埋深约在基础底1.0m处。 根据勘察单位提供的⑤-1层粉质粘土孔隙比和液性指数，可取深度宽度修正系 数ηb=0.3，ηd=1.6,根据勘察报告，杂填土容重取18.5KN/m3 中砂取19.5 KN/m3 粗砂取19.5 KN/m3 便于计算，同一取为中粗砂19.5 KN/m3 筏板长度36.2m，宽度15.5m。基础底面标高为-8.0m，⑤-1层顶面距基础底1.0m。 以2号孔结果验算软弱下卧层顶面承载力。 计算简图如下： 计算内容如下： (1)⑤-1层承载力设计值 f az=f ak+ηbγ（b-3）+ηdγm（d-0.5） =220+0.3×9.5×（6-3）+1.6×12.2×（3.2-0.5） =281.25 Kpa 其中：f ak—地基承载力特征值，取220Kpa。
ηb，ηd—地基承载力宽度深度修正系数，取0.3,1.6。 γ—基础底面以下土的加权重度，地下水位以下取浮重度。计算为9.5 γm—基础底面以上土的加权重度，地下水位以下取浮重度。 γm= （3×18+4.55×9.5）/7.55=12.2KN/m3 (2)⑤-1层顶面处土的自重压力Pcz计算 P cz=γZ=9.5×1=9.5 Kpa (3)⑤-1层顶面处顶面处附加压力Pz计算 先计算基础底面处土的自重压力：Pc=γ1d=92.11 Kpa 其中γ1=12.2 Kpa Z/b=1/15.5=0，故地基压力扩散角θ=0。 软弱下卧层顶面处附加应力： P z=lb（P k– P c）/（1+2ztanθ）（b+2ztanθ） =359-92.11=266 Kpa (3)计算结果 按照《建筑地基基础设计规范》(GB-50007-2012)的规定，在地基受力层 范围内计算P z+ Pc z=266+9.5=275.5 Kpa 矩形水池结构计算方案 The latest revision on November 22, 2020 矩形水池结构计算书 项目名称_____________日期_____________ 设计者_____________校对者_____________ 一、示意图： 二、基本资料： 1．依据规范及参考书目： 《水工混凝土结构设计规范》(SL191-2008)，以下简称《砼规》 《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)，以下简称《地基规范》 《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069-2002)，以下简称《给排水结规》 《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》(CECS138-2002)，简称《水池结规》 《建筑结构静力计算手册》（第二版） 2．几何信息： 水池类型:无顶盖，半地下水池 水池长度L＝11940mm，宽度B＝5990mm，高度H＝4180mm 地面标高＝0.000m，池底标高＝-4.180m 池壁厚度t 3＝400mm，池壁贴角c 1 ＝0mm 底板中间厚度t 2＝400mm，底板两侧厚度t 4 ＝400mm 底板贴角长度c 2 ＝0mm，底板外挑长度a＝400mm 池壁顶端约束形式:自由 底板约束形式:固定 3．地基土、地下水和池内水信息： 地基土天然容重γ＝18.00kN/m3，天然容重γ m ＝20.00kN/m3地基土内摩擦角φ＝30.00度，地下水位标高＝-2.000m 池内水深H W ＝0.00mm，池内水重度γ s ＝10.00kN/m3 地基承载力特征值f ak ＝120.00kPa 宽度修正系数η b ＝0.00，埋深修正系数η d ＝1.00 修正后地基承载力特征值f a ＝170.89kPa 浮托力折减系数＝1.00，抗浮安全系数K f ＝1.05 4．荷载信息： 地面活荷载q＝10.00kN/m2，活荷载组合值系数＝0.90 恒荷载分项系数:池身的自重γ G1＝1.20,其它γ G ＝1.27 活荷载分项系数:地下水压力γ Q1＝1.27,其它γ Q ＝1.27 地面活荷载准永久值系数ψ q ＝0.40 温（湿）度变化作用的准永久值系数ψ t ＝1.00 池内外温差或湿度当量温差△t＝10.0度 温差作用弯矩折减系数η s ＝0.65 混凝土线膨胀系数αc＝1.00×10-5/℃ 5．材料信息： 混凝土强度等级：C25 轴心抗压强度标准值f＝16.70N/mm2；轴心抗拉强度标准值f＝1.78N/mm2 基础工程桩基础设计资料 ⑴上部结构资料某教学实验楼，上部结构为十层框架，其框架主梁、次梁、楼板均为现浇整体式，混凝土强度等级为C30，上部结构传至柱底的相应于荷载效应标准组合的荷载如下︰ 竖向力:4800 kN , 弯距:70 kN·m, 水平力:40 kN 拟采用预制桩基础，预制桩截面尺寸为 350mm * 350mm。 ⑵建筑物场地资料拟建建筑物场地位于市区内，地势平坦,建筑物场地位于非地震地区，不考虑地震影响.场地地下水类型为潜水，地下水位离地表 2.1 米，根据已有资料，该场地地下水对混凝土没有腐蚀性。建筑地基的土层分布情况及各土层物理，力学指标见下表： 表1 地基各土层物理、力学指标 基础工程桩基础设计计算 1. 选择桩端持力层 、承台埋深 ⑴.选择桩型 由资料给出，拟采用预制桩基础。 还根据资料知，建筑物拟建场地位于市区内，为避免对周围产生噪声污染和扰动地层，宜采用静压法沉桩，这样不仅可以不影响周围环境，还能较好地保证桩身质量和沉桩精度。 ⑵.确定桩的长度、埋深以及承台埋深 依据地基土的分布，第3层是粘土，压缩性较高，承载力中等，且比较厚，而第4层是粉土夹粉质粘土，不仅压缩性低，承载力也高，所以第4层是比较适合的桩端持力层。桩端全断面进入持力层1.0m （>2d ），工程桩入土深度为h ，h=1.5+8.3+12+1=22.8m 。 由于第1层厚1.5m ，地下水位离地表2.1m ，为使地下水对承台没有影响，所以选择承台底进入第2层土0.3m ，即承台埋深为1.8m 。 桩基的有效桩长即为22.8-1.8=21m 。 桩截面尺寸由资料已给出，取350mm ×350mm ，预制桩在工厂制作，桩分两节，每节长11m ，（不包括桩尖长度在内），实际桩长比有效桩长长1m ，是考虑持力层可能有一定起伏及桩需要嵌入承台一定长度而留有的余地。 桩基以及土层分布示意图如图1。 2.确定单桩竖向承载力标准值 按经验参数法确定单桩竖向极限承载力特征值公式为： uk sk pk sik i pk p Q Q Q u q l q A =+=+∑ 按照土层物理指标，查桩基规范JGJ94-2008表5.3.5-1和表5.3.5-2估算的极限桩侧，桩端阻力特征值列于下表： 软弱下卧层验算 二、设计依据 《建筑地基基础设计规范》 三、计算信息 1. 基础类型：条形基础 2.几何参数: 基础宽度 b=1.000 m 3.计算参数: 基础埋置深度dh=1.000 m 地基压力扩散角θ: 自动计算 上层土压缩模量 Es1=7.200 Mpa 下层土压缩模量 Es2=3.900 Mpa 4.荷载信息: 竖向力标准组合值 Fk=70.000 kN 基础及其上覆土的平均容重 γ 地基承载力特征值 fak=90.000 kPa 5.地面以下土层参数: 四、软弱下卧层验算 1.软弱下卧层顶面处经深度修正后地基承载力特征值 faz faz=fak+ηd*γm*(dh-0.5)=90.000+1.0*20.000*(1.000-0.5)=100.000 kPa 2.计算基础底面处的平均压力值pk pk=Fk/b+γ*dh=70.000/1.000+20.000*1.000=90.000 kPa 3.计算基础底面处土的自重压力值 pc=γ*d=20.000 kPa 4.计算地基压力扩散角 上层土压缩模量 Es1=7.200 Mpa 下层土压缩模量 Es2=3.900 Mpa Es1/Es2=7.200/3.900=3.000 z/b=2.700/1.000=2.700 查基础规范 表5.2.7,地基压力扩散角θ=23° 5.计算相应于荷载效应标准组合时，软弱下卧层顶面处附加压力值 pz 条形基础：pz=b*(pk-pc)/(b+2*z*tan θ) =1.000*(90.000-20.000)/(1.000+2*2.700*0.424) =21.263 kPa 6.计算软弱下卧层顶面处土的自重压力值 pcz ： pcz =∑γi*ti=74.000 kPa 7.当地基受力层范围内有软弱下卧层时，应按下式验算： pz+pcz=21.263+74.000=95.263矩形水池结构计算方案
桩基础设计计算书
软弱下卧层验算-自己总结非常实用
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