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塔基础设计的水平荷载计算摘要：本文就塔基础结构设计中水平荷载计算进行阐述,使设计者能够掌握塔基础设计工程中的关键点，从而，加深对塔基础的认识。
关键词：塔型设备风荷载地震作用引言塔设备是石油化工、石油工业、化学工业等生产中最重要的设备之一。
塔设备由塔设备本体、塔设备附属构筑物（如操作平台、栏杆、梯子、管线等）、支持塔设备的基础这三部分组成。
塔基础支持塔设备的全部荷载（包括垂直荷载、水平荷载等），所以塔基础的设计非常重要，要求达到坚固、适用、经济和合理。
塔型设备属于高耸构筑物，在高耸构筑物计算中风荷载和地震作用的计算尤为重要。
在塔基础的结构设计中，应根据使用中在结构上可能同时出现的荷载，按照承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载效应组合。
表1荷载组合表通过表1可以发现在塔基础结构设计中无论何种工况的组合都少不了风荷载。
同时地震荷载在组合中往往起着决定性作用，《石油化工塔型设备基础设计规范》（SH3030-1997）中5.4.4列出了可不进行截面抗震验算的几种情况，说明在这几种情况下风荷载起决定因素。
所以下面我们重点讨论风荷载作用和水平地震作用。
1 风荷载[]露天放置的塔设备在风力作用下，将在两个方向上产生振动。
一种是顺风向的振动，振动的方向与风流向的一致，另一种是横风向的振动，振动方向与风的流向垂直。
前一种振动是常规设计的主要内容，后一种振动也称风诱发的振动，在工程界以前较少予以重视，但现在对诱发振动的研究日益受到重视，而在塔设备设计的时候考虑风诱发的振动已成为必然的趋势。
1.1 风向风荷载（常规风荷载计算）《石油化工塔型设备基础设计规范》（SH3030-1997）5.3.1条给出了塔风荷载标准值计算的公式Wk=βzμsμzμr（1+μe）（D0+2δ2）ωo在这里仅就公式中几个系数计算须注意的问题阐述如下：⑴风振系数βz《石油化工塔型设备基础设计规范》（SH3030-1997）5.3.2条：当塔型设备的基本自振周期T1≥0.25s时，应考虑由脉动风引起的风振影响……βz=1+ξε1ε2首先要计算塔体的自振周期，判断是否需要考虑风振影响。
浅析充装气体厂储槽设备基础尹友洪（昆明兰德设计有限公司，昆明 650041）摘要：本文对液化天然气(LNG)储槽设备基础设计的安全性进行分析，对一些静力设备的基础进行详细的设计。
重点对地震作用进行了分析，采用了一些相关的规范进行了分析。
地震作用均采用底部剪力法，只在基础的荷载取值上有所不同。
在工程设计上，按"建筑抗震设计规范"进行地震计算，计算地震作用时，地震系数一般采用，计算偏于安全。
关键词：液化天然气储槽设备基础设计Shallow xi reservoir filling gas plant equipmentfoundationYin Youhong(kunming kunming rand design co., LTD., 650041) Abstract: in this paper, the liquefied natural gas (LNG) reservoir were analyzed, and the safety of equipment foundation design for some static equipment on the basis of detailed design.Mainly analyzes the seismic action, the some related specification is analyzed.Earthquakes are the bottom shear method is adopted, differ only in basic load values.In engineering design, according to the "building aseismic design code for seismic calculation, to calculate the seismic action, seismic coefficient, commonly used calculation should be safe.Keywords: liquefied natural gas storage tank equipment foundation design.0、引言随着液化天然气(LNG)工厂的相继投产及沿海LNG接收终端的建设，我国LNG工业进入了迅速发展的时期。
荷载计算书一、工程概况本工程为XXX厂房，项目位于XXX。
南附楼（包括6、7、8#区）采用钢筋混凝土框架结构，基础采用预应力高强混凝土管桩。
总长度147.0m，总宽度9.0m，总高度8.400m，地上2层，其中1层层高为4.500m，2层层高为3.900m。
北附楼（包括3、4、5#区）采用钢筋混凝土框架结构，基础采用预应力高强混凝土管桩。
总长度147.0m，总宽度9.0m，总高度11.500m，地上2层，其中1层层高为5.000m，2层层高为6.500m。
主要设计参数见表1。
表1 设计参数一览表基本风压0.35kN/ m2基本雪压0.45kN/ m2地面粗糙度B类风荷载体型系数 1.3抗震设防类别标准设防类抗震设防烈度6度设计地震分组第一组基本地震加速度0.05g场地类别II类耐火等级二级特征周期0.35s二、工程概况本工程主要结构材料见表2。
表2 主要结构材料材料名称材料强度备注混凝土承台、基础梁、设备基础C30 梁、板、柱C30 构造柱、圈梁、过梁C25 砼垫层C15钢筋主筋HRB400 箍筋HPB300砌体烧结页岩多孔砖容重为16.4kN/ m3三、楼、屋面均布活荷载标准值（kN/m2）本工程楼、屋面均布活荷载标准值见表3。
表3 楼、屋面均布活荷载标准值房间类别标准值（kN/ m2）房间类别标准值（kN/ m2）办公室、技术室 2.0 大会议室 3.0 楼梯 3.5 资料室12.0空调机房 4.0 卫生间、走道 2.5上人屋面 2.0 不上人屋面0.5四、楼、屋面均布恒荷载标准值（kN/m2）1、普通楼面（不包含板自重）10厚防滑地砖，干水泥浆擦缝 0.01×18=0.1820厚1:4干硬性水泥砂浆 0.02×20=0.4020厚找平层 0.02×20=0.40板底粉刷或吊顶 0.50 合计：1.48 kN/m2，取值1.50 kN/m2。
2、空调机房楼面（不包含板自重）150细石混凝土 0.15×25=3.7510厚防滑地砖，干水泥浆擦缝 0.01×18=0.1820厚1:4干硬性水泥砂浆 0.02×20=0.4020厚找平层 0.02×20=0.40板底粉刷或吊顶 0.50 合计：5.23 kN/m2，取值5.30 kN/m2。
冷却管基础承载计算
冷却管基础承载计算需要考虑多个因素，包括冷却管直径、管间距、土壤类型、土壤承载能力、地下水位等。
下面是一些常见的计算方法：
1.单个冷却管承载能力计算：
2.公式：P = (D/2)^2
3.14(t + 2) * r
3.其中，P为单个冷却管承载能力，D为冷却管直径，t为土壤承载能力，r为土壤容
重。
4.冷却管基础承载能力计算：
5.公式：P = n * p
6.其中，P为冷却管基础承载能力，n为冷却管数量，p为单个冷却管承载能力。
7.土壤承载能力计算：
8.公式：t = k * q
9.其中，t为土壤承载能力，k为土壤承载系数，q为地下水位深度。
需要注意的是，这些计算方法仅供参考，实际应用中需要根据具体情况进行修正和调整。
同时，还需要考虑其他因素，如冷却管材质、连接方式、管道支撑等。
地基承载力问答1、地基承载力计算公式是什么?怎样使用?答1、f=fk+ηbγ(b-3)+ηdγο(d-0.5)式中：fk——垫层底面处软弱土层的承载力标准值（kN/m2）ηb、ηd——分别为基础宽度和埋深的承载力修正系数b－－基础宽度（m）d——基础埋置深度（m）γ－－基底下底重度（kN/m3）γ0——基底上底平均重度（kN/m3）答2 、你想直接用标贯计算承载力，是可行的，承载力有很多很多的计算方法，标贯是其中的一种，但目前规范都逐渐取消了，老版本的工程地质手册记录了很多的世界各地（包括中国）的标贯锤击数N确定承载力的公式，你可以从中选择一个适合你所在地方条件的公式来计算。
答3、根据土的强度理论公式确定地基承载力特征值公式：fa=Mb*γ*b+Md*γm*d+Mc*Ck其中Ck为粘聚力标准值，由勘察单位实地勘察、实验确定，在勘察报告上按土层列表显示。
2、地基承载力计算公式中的d如何取值?d是地基的埋置深度还是基底到该层土层底的深度？答、d就是基础埋置深度(m)，一般自室外地面标高算起。
在填方整平地区，可自填土地面标高算起，但填土在上部结构施工后完成时，应从天然地面标高算起。
对于地下室，如采用箱形基础或筏基时，基础埋置深度自室外地面标高算起；当采用独立基础或条形基础时，应从室内地面标高算起。
3、地基承载力计算公式如何推导答、你可以到百度文库里面下载一个GB50007-2002《建筑地基基础设计规范》，里面有详细的给你介绍的！4、地基承载力计算公式是什么?具体符号代表什么?怎样计算?答、 1、地基承载力特征值可由载荷试验或其它原位测试、公式计算、并结合工程实践经验等方法综合确定。
2、当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时，从载荷试验或其它原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值，尚应按下式修正：fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)式中fa--修正后的地基承载力特征值；fak--地基承载力特征值ηb、ηd--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数γ--基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度；b--基础底面宽度(m)，当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值；γm--基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度；d--基础埋置深度(m)，一般自室外地面标高算起。
施工升降机基础计算书1、设备基本参数施工升降机型号：SCD200/200，架设高度：60m，标准节高度：1.508m，外笼重：1600kg，吊笼重：1600kg×2=3200kg，对重重量：1200kg×2=2400kg，吊笼载重量：2000kg×2=4000kg，导轨架重（共需40节标准节，标准节重165kg）：165kg×40=6600kg，其他配件总重量：200kg，2、荷载计算P k=(3200.00+1600.00+4800.00+4000.00+13200.00+200.00)10/1000=270.00kN 考虑动载、自重误差及风载对基础的影响，取系数n=2.1P=2.1×270.00=567.00kN3、地基承载力验算G k=25×4.60×4.00×0.30=138.00kN承台自重设计值 G＝138.00×1.2＝165.60kN作用在地基上的竖向力设计值F＝567.00+165.60=732.60kN基础下地基土为3：7灰土夯实，地基承载力设计值为100kPa。
地基承载力调整系数为k c=0.4。
基础下地基承载力为p= 100.00×4.60×4.00×0.40＝736.00kN > F=732.60kN 该基础符合施工升降机的要求。
4、基础承台验算基础承台砼强度等级为C30，其轴心抗压强度f c=14.3N/mm2，轴心抗拉强度f t=1.43N/mm2，底面长l=4.6m，宽b=4m，底面积S=4.6×4=18.4m2，承台高h=0.3m。
导轨架长c=0.65m，宽a=0.65m。
1）承台底面积验算轴心受压基础基底面积应满足S=18.4≥(Pk+Gk)/fc=(270+138)/14.3=0.029m2。
（满足要求）2）承台抗冲切验算由于导轨架直接与基础相连，故只考虑导轨架对基础的冲切作用。
编号：2012-GA-02荆岳铁路公安长江大桥工程江陵岸码头吊机计算单计算：复核：项目负责：副部长：部长：一、设计说明码头吊机位于施工栈桥前端的起重平台下游侧，作为材料和临时结构上下河的主要起重设备。
吊机为安庆长江大桥70t架梁吊机改制，底盘前后横梁变短，基础设置8根直径820mm，厚8mm的钢管桩，每2根桩为一个支点，桩顶配1根3.2m长的2H588作为分配梁。
码头吊机基础布置图如下：图1-1：吊机结构总图二、计算荷载1、吊机施工荷载：自重230t，考虑需要的最大起吊重量70t，吊幅21m，。
2、水流力计算考虑起重平台群桩的遮流作用，码头吊机位置冲刷深度取设计图纸提供的冲刷深度的一半，取5m ，则码头吊机处水文资料如下：表2-1：码头吊机处水文资料钢管桩嵌固点由栈桥计算（2012-GA-01）知，桩入土深度为8.5m 。
钢管桩迎水面积为229.250.8224()A m =⨯=水流力计算依据《公路桥涵设计通用规范》4.3.8条，水流力标准值22w V F KA gγ=，K=0.8，2240.8219.7()A m =⨯=， 2.65()V m s =，55.3w F kN =。
流水压力合力点取水面以下0.3倍水深处，距离结构顶0.329.258.775()m ⨯= 第二三四根钢管桩水流力按《港口工程荷载规范》取遮流系数0.4675，225.8w F kN = ，312.1w F kN =，4 5.6w F kN =三、计算结果3.1、吊机工作状态验算1、吊机基础布置图如图图3-1：吊机施工工况2、吊机施工分两种工况：工况一：吊机垂直或平行辅助墩平台起吊：吊机所需最大起吊为70t，此时吊幅21m，每两根桩为一个支点，上面布置分配梁F1,计算得：前支点受压：后支点受拉：工况二：吊机与辅助墩平台成45°角时起吊：吊机所需最大起吊为70t，此时吊幅21m，每两根桩为一个支点，上面布置分配梁F1,计算得：前支点受压:中支点受压：后支点受拉：由计算结果得，取最不利工况二计算。
基本计算资料：采用现行国家有关规范<<石油化工塔型设备基础设计规范>>,（SH 3030-1997）<<建筑结构荷载规范>>（GB50009-2001）<<建筑地基基础设计规范>>（GB50007-2002）<<建筑抗震设计规范>>（GB50011-2001）<<高耸结构设计规范>>（GBJ135-90）<<构筑物抗震设计规范>>（GB50191-93）<<化工设备基础设计规定>>参考手册：〈〈高塔基础设计手册〉〉以塔401为例：计算如下：一、塔设备内径：D1=2.2m, 外径：D2=2.224m塔设备高度：30m基本风压：0.5kN/ m2㎡㎡地震烈度：7度，设计地震基本加速度：0.15g。
基础置于砾石层上，地基承载力特征值:f a=400kPa。
二、荷载空塔自重：22吨，生产时操作重：31吨充水水重：110吨，平台梯子重：7吨(含管道、保温等)三、周期计算：δ1＜＝30，当h2/D2=302/2.224=404.7<700T1=0.35+0.85x10-3x h2/D2 =0.694s四、风荷载计算：w k=βz u s u z u r(1+u e)(D2+2δ2)w0u s=0.6, u r=1.1, u e=0.23, δ2=0.3w k=0.6x1.1x1.23βz u z w0 D2=0.812βz u z w0 (D2+2δ2)离地面高度H(m) 10 20 30u z 1.0 1.25 1.42u z w00.5 0.625 0.71βz 1.35 1.82 2.23w k 1.55 2.6 3.6注：βz是按高耸结构设计规范计算作用在基础顶面的剪力：Q=[1.55+(1.55+2.6)/2+(2.6+3.6)/2]x10=67kN作用在基础顶面的弯矩：M=[1.55x5+1.55x15+2.6x25+0.5x16.7x1.05+0.5x26.7x1]x10=1180kN.m五、地震作用计算：G eq=31x10=310kNa1=(T g/T1) 0.9xa max=(0.35/0.694) 0.9x0.12=0.065F EK=a1xG eq=0.065x310=20.15kN作用在基础顶面的剪力：Q=F EK=20.15kN作用在基础顶面的弯矩：M=Qx2h/3=20.15x2x30/3=806 kN.m六、基础设计〈一〉、正常操作情况下的荷载标准组合假设基础直径5.2m，基础埋深3.0m,基础高出地面0.3m。
动力基础设计地基和基础计算规定3基本规定3.1一般规定3.1.1动力机器地基基础的设计应满足下列性能要求：1在静力荷载作用下，应满足地基和基础承载能力及变形要求；建造在斜坡上或边坡附近的动力基础，尚应满足稳定性要求；2在地震作用下，应满足地基和基础抗震承载能力要求、基础抗震稳定性要求；3在振动荷载作用下，应满足地基和基础承载能力的要求、基础容许振动的要求；周边环境对振动控制有要求时，尚应满足环境振动、人员舒适度和设备正常工作的要求。
3.1.2动力机器基础的形式，应根据动力机器类型和型号、工程地质条件、振动响应控制要求等综合确定。
3.1.3动力机器基础设计时，应避免基础产生过大或不均匀沉降。
3.1.4重要或对沉降有严格要求的机器，在基础上应设置永久的沉降观测点；在基础施工、机器安装及运行过程中应定期观测和记录。
3.1.5动力机器基础不宜采用液化土、软土地基作为天然地基持力层；局部存在液化土、软土地基时，宜进行地基处理；大型和重要动力机器基础应进行地基处理或采用桩基础。
3.1.6动力机器基础设置在整体性较好的岩石上且采用锚桩(杆)基础时，应按本标准附录A 的规定设计。
3.1.7动力机器基础与建筑物的基础、上部结构以及混凝土地面宜分开。
3.1.8当置于天然地基的动力机器基础与毗邻建筑物基础的埋深不在同一标高时，基底标高差异部分应回填夯实。
3.1.9当管道与机器连接而产生较大振动时，连接处应采用减振或隔振措施。
3.1.10当动力机器基础的振动不满足人员健康、生产过程、仪器设备正常工作的容许振动标准及影响建筑物的长期使用寿命时，应采用隔振措施。
3.2材料及构造规定3.2.1动力机器基础宜采用整体式混凝土结构，混凝土强度等级不宜低于C30，当大块式或墙式基础不直接承受冲击荷载或按构造要求设计时，混凝土的强度等级可采用C25。
3.2.2动力机器基础的受力钢筋应采用HRB400、HRB500钢筋，其他部位可采用HRBF400、HRBF500钢筋，钢筋的连接不宜采用焊接接头。
冷换设备基础计算机辅助设计软件 ExCAD计算书一、输入数据：1.委托资料：换热器总重：18000 k g管束重：7700 k g充水重：7200 k g保温材料重1000 k g平台梯子重：800 k g管道自重6000 k g管道充水重0 k g管道保温材料重0 k g管道介质重0 k g换热器内介质重6500 k g跨度3800 m m地面标高0 m支墩标高 1.3 m下层换热器标高 2.076 m两台换热器间距0 m m滑板长度1020 m m滑板宽度190 m m滑板厚度8 m m螺栓数量 2 个螺栓直径20 m m2.结构数据：基底标高：-1.2 m地基承载力设计值：180 k N/m2操作平台可变荷载：0 k N混凝土标号：C20钢筋等级：HRB335设备与基础支撑面上的摩擦系数：0.3二、计算结果：1.基础形式基础型式：分离式基础mm 底板长度：2100.00mm 底板宽度：1100.00mm 底板厚度：400.00mm 支墩长度：1100.00mm 支墩宽度：300.00kN/m2修正后的地基承载力特征值：222.002.地基载力计算：（荷载标准组合）正常生产kN 垂直力：227.67kN·m 弯矩：121.13kN/m2基础最大反力：266.38kN/m2基础最小反力：0.00停产检修(N最大)：垂直力：210.89kNkN·m 弯矩：96.25基础最大反力：215.32kN/m2kN/m2基础最小反力：0.00停产检修(N最小)：kN 垂直力：179.44kN·m 弯矩：96.25kN/m2基础最大反力：211.74基础最小反力：0.00kN/m23.基础底板计算：（荷载基本组合）正常生产垂直力：206.67kNkN·m 弯矩：145.35kN·m 底板最大弯矩：55.01kN/m 底板最大剪力：178.46停产检修(N最大)：kN 垂直力：184.97kN·m 弯矩：105.88kN·m 底板最大弯矩：43.00kN/m 底板最大剪力：140.16停产检修(N最小)：kN 垂直力：148.23kN·m 弯矩：105.88kN·m 底板最大弯矩：40.71kN/m 底板最大剪力：127.75底板配筋底板纵向受力钢筋：800.00mm2/m4.支墩计算：正常生产kN 垂直力：214.59kN·m 弯矩：122.09停产检修(N最大)：垂直力：192.89kNkN·m 弯矩：88.94停产检修(N最小)kN 垂直力：154.83kN·m 弯矩：88.94支墩配筋mm2/m 垂直受力钢筋：660.00a)施工图c）概算冷换设备基础计算机辅助设计软件EXCAD定额标准：河南省序号定额代号项目名称工程量单位定额造价1 1-42 人工挖土方39.312 m39.3841 368.912 1-54 回填土35.480 m3 6.8064 241.493 1-57 运土方 3.832 m39.1136 34.924 5-14 混凝土垫层0.598 m326.3158 15.745 5-7 混凝土基础 3.234 m336.4241 117.806 合计778.85≥12mm钢筋24.428 k g<12mm钢筋120.968 k g钢板11.783 k g地脚螺栓13.180 k gd)三维模型卧式容器基础e)施工图球形储罐基础计算机辅助设计软件(SpCAD)计算书一、设备数据F2324设备编号罐外径Do 15780 m m保温厚度0 m m罐中心高H 9600 m拉杆顶到罐中心距离2500 m m罐体自重260000 k g充水水重2026300 k g保温结构重0 k g平台梯子重20000 k g支柱根数12 根柱中心圆直径Φ15700 度支柱布置方位角α15柱底脚板直径d 980内中心圆直径Φ1 15000 m m基外中心圆直径Φ2 16500 m m础数量 2螺直径24 m m栓露头长 h1 165 m m丝扣长 h2 165 m m介质重1021255 k g管道及附加重10000 k g地平标高 A 0 m m基础标高 B 1.2 m m支柱与建北向夹角β15二、土建数据基本风压值0.35 k N/m2地面粗糙度类别 B抗震设防烈度6度(0.05g) 设计地震分组第二组场地类别 2地基承载力特征值180 k N/m2地基土类别粉砂、细砂(不包括很湿与饱和时的稍密状态)岩土的名称和性状中密、稍密的碎石土，中密和稍密的砾、粗、中砂，密实和中密的细、粉砂，150≤fak<300的粘性土和粉土基础底面标高-2 m基础形式环形基础混凝土标号C20 钢筋等级HRB335箍筋等级HPB235基础以上地基土自重20 k N 基础以下地基土自重18 k N三、计算结果1.几何尺寸基础底板外环半径8950mm 基础底板内环半径6750mm底板外缘高度600mm 底板内缘高度800mm环梁宽度1200mm 环梁高度1000mm柱墩截面宽度1100mm 柱墩截面高度度1100mm 2.荷载组合项目标准组合基本组合准永久组合正常操作液压试验地震作用正常操作液压试验地震作用正常操作基础底面垂直力13548.2 23598.6 13548.2 16257.8 26292.0 16257.8 13548.2基础底面弯距559.1 231.6 4094.7 782.8 231.6 5886.1 0.03.地基反力修正后的地基承载力270 k N/m2基础土自重标准值4340.424 k N正常操作液压试验地震作用基础底面最大压力(kN/m2) 166.3 258.1 175.6 基础底面最小压力(kN/m2) 163.4 256.9 154.1 基础底面平均压力(kN/m2) 164.9 257.5 164.94.基础荷载效应基础底板顶面径向弯距0.000kN.m基础底板底面径向弯距-30.652kN.m基础底板顶面环向弯距731.968kN.m基础底板底面环向弯距-15.326kN.m基础底板最大剪力121.445kN5.环梁最大荷载效应环梁跨中弯距378.677kN.m 环梁最大剪力1098.175 kN 环梁支座弯距757.355kN.m 环梁最大扭矩39.514kN.m 6.支柱荷载效应项目最大竖向荷载最小竖向荷载N Vx Vy N Vx Vy 正常生产(kN) 1323.3 0.0 2.9 1299.2 0.0 2.9液压试验(kN) 2152.4 0.0 1.2 2142.5 0.0 1.2地震作用(kN) 1393.3 0.0 19.8 1229.2 0.0 19.8 7.配筋数据底板下层环向配筋1600mm2底板上层环向钢筋3483mm2底板下层经向配筋1600mm2底板上层径向钢筋0 mm2环梁抗弯3923mm2环梁抗剪1 mm2柱纵向钢筋2420mm28.地基沉降量第1层土压缩模量12.000MPa 第1层土厚度20 m m 第2层土压缩模量19.000MPa 第2层土厚度20 m m 地基最终沉降量67.353mm地基最终沉降差0.000mm沉降倾斜角0.000度b)施工图c)概算球型储罐基础计算机辅助设计软件SpCAD定额标准：河南序号定额代号项目名称工程量单位定额造价1 1-42 人工挖土方559.323 m39.3841 5248.742 1-54 回填土432.048 m3 6.8064 2940.693 1-57 运土方127.275 m39.1136 1159.934 5-14 混凝土垫层11.838 m326.3158 311.515 5-7 混凝土基础115.437 m336.4241 4204.706 合计13865.58≥12mm钢筋7580.272 k g<12mm钢筋0.000 k g地脚螺栓 5.194 k gd)三维模型<1．落地式塔形设备基础 计算结果圆筒（柱）式塔形设备基础计算机辅助设计软件(CcCAD) 一、原始数据 1.设备数据 设备编号 T101设备自重14000 kg 底座环内径d1 1200 mm 螺栓中心圆直径d2 1590 m m 底座环外径d 3 1730 m m 露头长48mm附 塔 管 道自重 4000kg保温重600kg充水水重2500kg介质重2000kg操作介质重 3000kg地平标高 A0 m 基础标高 B 0.2 m 平台平均间距 2000 m m 裙座高度 6189 m m 塔身段数： 1 基本风压标准值0.35 k N /平方米 基底标高 -1.2 m 1 1-42 人工挖土方41.821 m 3 9.3841 392.45 2 1-54回填土 29.373 m 3 6.8064 199.923 1-57运土方 12.448 m 3 9.1136 113.454 5-14 混凝土垫层 1.385 m 3 26.3158 36.465 5-7 混凝土基础11.062 m 3 36.4241 402.94<12m m 钢筋 629.151k g钢板 14.115kg地脚螺栓4. 791kg三维模型圆形管式加热炉基础计算机辅助设计软件(CpCAD)计算书设备编号：F101一、设备数据1.设备荷载荷载类型整体单柱脚中间柱垂直力水平力弯矩垂直力水平力弯矩垂直力垂直荷载 2400.00 0.00 0.00 300.00 0.00 0.00 127.00 风荷载—152.00 2780.00 239.00 22.00 27.00 0.00 地震作用—105.00 2069.00 178.00 15.00 19.00 0.002.柱脚数据柱脚中心圆半径：2915 地脚螺栓数量： 4柱脚标高：0.1 地脚螺栓直径： 30柱脚宽度：550 地脚螺栓间距： 450柱脚数量：8 地脚螺栓露头长度：385地脚螺栓丝扣长度：1003.中心柱数据中心柱标高：0.1 地脚螺栓数量： 4中心柱半径：400 地脚螺栓露头长度：100地脚螺栓布置半径：140 地脚螺栓丝扣长度：85地脚螺栓直径：244.其他数据地面标高：0二、结构数据柱脚基础底标高：-1.8 中心柱基础底标高：-1.8地基承载力标准值：240地基土类别：粉砂、细砂(不包括很湿与饱和时的稍密状态)岩土名称和性状：稍密的细、粉砂，100≤fak<150的粘性土和粉土，新近沉积的粘性土和粉土三、计算结果1.几何尺寸：柱脚基础长度：1900 中心柱底板直径：—柱脚基础宽度：1250 中心柱底板高度：—柱脚基础高度：800 中心柱直径：600柱墩宽度：7502.荷载标准组合：荷载作用位置正常生产地震作用F M VG F M V G基础底板底面540.41 79.60 —85.50 527.21 61.26 —85.50 中心柱底板底面153.25 ——18.10 153.25 ——18.103.地基承载力计算项目柱脚基础中心柱基础正常生产地震作用正常生产地震作用基础最大反力355.02 339.44 290.06 290.06基础最小反力172.06 176.53 ——基础平均反力263.54 257.98 ——基础与地基接触长度1900.00 1900.00 ——4.荷载基本组合：项目正常生产地震作用F M VG F M V G基础底板底面696.29 68.80 —85.50 615.51 64.37 —85.50 中心柱底板底面153.25 ——18.10 153.25 ——18.10 柱墩底面721.60 30.80 73.00 —640.82 21.91 58.55 —5.荷载效应及配筋：构件M V N 受力钢筋箍筋柱脚基础底板正常生产61.51 211.02 —1600.00 —地震作用53.39 183.34 —柱墩正常生产73.00 30.80 721.60 1125.00 构造配筋地震作用58.55 21.91 640.82中心柱正常生产——153.25 构造配筋构造配筋地震作用——153.25b)施工图c)概算管式加热炉基础计算机辅助设计软件CpCAD定额标准：河南省序号定额代号项目名称工程量单位定额造价1 1-42 人工挖土方216.230 m39.3841 2029.122 1-54 回填土193.204 m3 6.8064 1315.033 1-57 运土方23.026 m39.1136 209.854 5-14 混凝土垫层 2.515 m326.3158 66.175 5-7 混凝土基础20.511 m336.4241 747.106 合计4367.26≥12mm钢筋kg<12mm钢筋720.971 kg钢板321.890 kg地脚螺栓243.659 kgd)三维模型。
水平荷载作用下塔型设备基础的设计计算作者：杨进宏来源：《赤峰学院学报·自然科学版》 2011年第11期杨进宏（包头市建设工程施工图审查中心，内蒙古包头 014010）摘要：本文就塔型设备结构设计中水平荷载计算进行阐述，使设计者能够掌握塔基础设计工程中的关键点，加深对塔基础的认识.关键词：塔型设备；风荷载；地震作用中图分类号：TM753 文献标识码：A 文章编号：1673-260X（2011）11-0129-03塔型设备是石油化工、石油工业、化学工业等生产中最重要的设备之一.塔型设备由塔型设备本体、塔型设备附属构筑物（如操作平台、栏杆、梯子、管线等）、支持塔型设备的基础这三部分组成.塔基础支持塔型设备的全部荷载（包括垂直荷载、水平荷载等），所以塔基础的设计非常重要，要求达到坚固、适用、经济和合理.塔型设备属于高耸构筑物，在高耸构筑物计算中风荷载和地震作用的计算尤为重要.在塔基础的结构设计中，应根据使用中在结构上可能同时出现的荷载，按照承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载效应组合.通过表1可以发现在塔基础结构设计中无论何种工况的组合都少不了风荷载.同时地震荷载在组合中往往起着决定性作用，《石油化工塔型设备基础设计规范》（SH3030-1997）中5.4.4列出了可不进行截面抗震验算的几种情况，说明在这几种情况下风荷载起决定因素.本文重点讨论风荷载作用和水平地震作用的塔型设备基础的设计计算.1 风荷载露天放置的塔型设备在风力作用下，将在两个方向上产生振动.一种是顺风向的振动，振动的方向与风流向的一致，另一种是横风向的振动，振动方向与风的流向垂直.前一种振动是常规设计的主要内容，后一种振动也称风诱发的振动，在工程界以前较少予以重视，但现在对诱发振动的研究日益受到重视，而在塔型设备设计的时候考虑风诱发的振动已成为必然的趋势.1.1 风向风荷载（常规风荷载计算）《石油化工塔型设备基础设计规范》（SH3030-1997）5.3.1条给出了塔风荷载标准值计算的公式Wk=βzμsμzμr（1+μe）（D0+2δ2）ωo在这里仅就公式中几个系数计算须注意的问题阐述如下：（1）风振系数βz《石油化工塔型设备基础设计规范》（SH3030-1997）5.3.2条：当塔型设备的基本自振周期T1≥0.25s时，应考虑由脉动风引起的风振影响βz=1+ξε1ε2首先要计算塔体的自振周期，判断是否需要考虑风振影响.在SH3030-1997附录A中给出了塔的自振周期计算公式，但都是针对壁厚δ1≤30mm的塔，对于我们现在结构设计中遇到的壁厚是δ2≥30mm的塔体的自振周期则没有提及，这就要另外寻找合适的计算方法了.规范《钢制塔式容器》（JB/T 4710-2005）是一本设备专业的规范，在这本规范中有计算塔式容器基本振型的自振周期：对于直径和厚度不变的每段塔式容器质量，可处理为作用在该段高度1/2处的集中质量.H：塔式容器高度，mmm0：塔式容器的操作质量，kg（包括塔壳和裙座壳质量，内件质量，保温质量，平台扶梯质量，操作时塔内介质质量，人孔、接管、法兰等附属件质量，偏心质量）Et：设计温度下材料的弹性模量，MPaδe：圆筒或锥壳的有效厚度，mmDi：塔壳内直径，mm直径、厚度相等塔式容器的第二振型与第三振型可分别近似取T2=T1/6，T3=T1/18.《石油化工塔型设备基础设计规范》附录A中圆筒（柱）式塔基础，δ1≤30mm：我们可以对壁厚δ1≤30mm的塔分别用两本规范的公式仅就圆筒（柱）式塔基础进行计算，做一下对比：从表2可以看出一般设备规范计算出来的周期较塔基础规范计算出的周期长.且绝大多数塔周期都是≥0.25s的.（2）脉动增大系数ξ这个系数在《高耸结构设计规范》（GB 50135-2006）上可以查出，但要注意两点：第一：对于ωoT2，对地面粗糙度B类可以直接代入基本风压，对于A类、C类、D类应分别乘以1.38、0.6和0.32.第二：结构类别应选择无维护钢结构这项.⑶振型、结构外形的影响系数ε2这个系数在表格中是一个范围，在这个范围是根据地面粗糙度类别选取的具体数值的.从A~D，B类取1/4处，C类取1/2处.⑷体型系数μs和风载扩大系数μe这两个系数要放在一起说这牵扯到《石油化工塔型设备基础设计规范》和《高耸结构设计规范》上对μs取值的不同.在《石油化工塔型设备基础设计规范》中明确规定μs取0.6，一般我们也按照这个取用.但是在《高耸规范》中体型系数选取表格4.2.7中有一项是明确为：石油化工塔型设备结构类型的.这一项是根据塔型设备直径不同、塔体本身携带钢梯不同来选取μs，其最小值也要比0.6大很多.在注1中提及这个μs是包括了平台、扶梯等影响的单个塔型设备的.对于不同规范的μs其取值依据是不同的，包含的意义也不同.在《塔基础》中是用μe 来考虑独立平台、联合平台、钢斜（直）梯和管线等部分的风荷载的.在《高耸规范》中，这些因素都包含在μs这一个系数中的.也就是说《塔基础》规范中μs（1+μe）才相等于《高耸规范》中的μs.由表3可以看出《高耸规范》计算出的数值要大些，同时也可以发现塔型设备的直径越大，风荷载扩大系数影响越小；塔型设备的直径越小，风荷载扩大系数影响越大.在这里还是要提一下《钢制塔式容器》这本规范，在这本规范条文说明中提到，对于细长柱体结构，试验表明体型系数与雷诺数Re有关，当Re≤1.5x105时，μs=1.2；当Re≥4x105时，μs=0.7.对具有圆柱形截面的塔器，常遇到的雷诺数都大于4x105，所以规定μs=0.7.如果把0.7代入上表，可以看出这是介于《塔基础》和《高耸》之间的一个数值.《钢制塔式容器》中扶梯、护栏操作平台也是另行考虑的.它的公式计算很细致，获取那么多细部尺寸对我们专业来讲比较困难，所以就没有列出公式.但是它的意义和《石油化工塔型设备基础设计规范》中的μs一致.1.2 横风向风荷载《石油化工塔型设备基础设计规范》中并没有提及考虑横风向风荷载，但是在《高耸结构设计规范》（GB 50135-2006）中4.2.11与4.2.12条提到了高耸结构应考虑由脉动风引起的垂直于风向的横向共振的验算.《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）（2006）7.6提出了对一些情况下圆形截面横风向风振（漩涡脱落）的校核.这表明对于大型塔型设备应该考虑到横风向风荷载的影响对于圆截面柱体结构，当发生漩涡脱落时，若脱落频率与结构自振频率相符，将出现共振.漩涡脱落频率fs与风速v成正比，与截面的直径d成反比.同时雷诺数Re，斯托罗哈数St 它们在识别其振动规律方面有重要意义.所谓漩涡就是风吹过塔体表面速度减小压强增加在塔体后半周形成空白区，在逆向压强梯度的作用下，必然有倒流的流体来补充，倒流的流体又受到高压强的的影响而被推开，于是在塔体背后产生了漩涡.发生横风向共振有两个条件：第一，雷诺数Re≥3.5x106.第二，结构顶部风速vH的1.2倍大于vcr，j.产生横向风振后在垂直的横风向也产生风力，还可以产生风力矩，但是除重要的的特高的塔型设备结构外，一般可不考虑它的影响.1.3 双塔这里的双塔是指间距比较近的两个独立的塔.由于工艺需要常常有些塔被布置到离的很近的位置，有时需要把两塔做成联合基础，这样对于这两个塔的风荷载会产生一定的影响.我们就不能仅就单个的塔进行计算，还要综合考虑两塔之间风荷载的变化，进行验算.由并列双塔，当双塔间距S=D体型系数接近单塔的系数，但当S＜D时，则μs有所提高（当S=D/4时，μs提高一倍）.前后双塔，对于前塔μs变化不大，但后面的塔μs则有变化，当S≤D/4时后塔μs变为负值，说明有“迎风倒”的趋势.（S指两塔之间的净距）2 地震作用一般我们计算地震作用经常采用的方法大致为：第一，底部剪力法，即首先根据结构的构造特点、重要性、动力特性、重量、地基条件及设计烈度等因素求出结构的底部剪力，亦即结构所受的总的地震剪力，然后将此总地震作用按某种规律分布给结构各质点.第二，振型分解反应谱法.即首先求出各振型的最大反应，然后按某种方式进行组合.2.1 底部剪力法在使用此方法时须注意采用多质点体系计算，取总重力荷载代表值的85%进行计算，单质点体系则不必.这样对多质点体系总重力荷载代表值进行取用，反应了多质点体系底部剪力值与对应单质点体系（质量等于多质点体系总质量，周期等于多质点体系基本周期）剪力值的差异.2.2 振型反应谱法振型反应谱理论的基本假定是：结构地基相等于刚性平面，各点的运动完全一致；地面运动过程可以用强震观测仪器的记录来表示；并假定结构是弹性的.在确定塔型设备的地震作用时，并不需要考虑所有的高振型，一般只需考虑它的第一、第二振型，必要时最多再考虑第三振型就足够了.这是根据一般结构水平振动的频谱特点和地面运动的主要周期特性得出的.这里Xji：j振型i质点的水平相对位移可以按照《塔基础设计与计算》表2-52选取.2.3 地震影响系数α地震影响系数α可以按照《建筑抗震设计规范》5.1.5条计算，但是《抗震规范》并没有明确塔的阻尼比ζ的取值.不过在《钢制塔式容器》这本规范条文说明中提及，塔式容器是属于高耸的柔性结构，因此塔式容器的阻尼比较标准设计反应谱所采用的ζ=0.05来得小.因此推荐ζ=0.01.3 结语本文对于塔式设备基础结构设计中风荷载、地震作用计算涉及的方面进行了简单的总结.（1）对于位于框架内的塔，一般借助楼层或在楼层上做操作平台，塔型设备本身平台较少.在计算风荷载时一般选用《石油化工塔型设备基础设计规范》中μs=0.6，再结合扩大系数.如果是独立在框架外的塔型设备，一般选用《钢制塔式容器》中μs=0.7，但是计算公式还是用《石油化工塔型设备基础设计规范》中风荷载的计算公式.如果塔型设备很高、平台、管道荷载很大会酌情选用《高耸结构设计规范》的计算方法.塔毕竟是设备不属于结构，对于使用《高耸规范》还要斟酌.（2）当计算双塔联合基础时，即使是两个独立的塔型设备，也要根据塔间距考虑风荷载体型系数的互相影响.避免风荷载计算偏小.（3）计算地震作用时一般用两种方法都计算，并比较一下，选取一个大的.如果阵型反应谱法比底部剪力法小的多，会再加一个阵型计算，然后再进行比较.参考文献：〔1〕石油化工塔型设备基础设计规范（SH3030-1997）.〔2〕建筑结构荷载规范（GB50009-2001）（2006）.〔3〕高耸结构设计规范（GB 50135-2006）.〔4〕钢制塔式容器（JB/T 4710-2005）.〔5〕建筑抗震设计规范（GB 50011-2001）.〔5〕徐至钧.高塔基础设计与计算[M].北京：中国石化出版社，2002.。
设备基础荷载计算设备基础荷载计算是指根据建筑物的功能和使用需求，计算出建筑物所需的电力、照明、通风降温等设备的基础负荷。
正确的基础荷载计算能够确保建筑物的设备配电系统和其他设备系统的正常运行，提高建筑物的能源利用效率和舒适度。
在进行设备基础荷载计算之前，需要先确定以下几个基本参数：1.建筑物的总面积：建筑物的面积是计算基础负荷的重要依据。
可以根据建筑物的平面图或实际测量得出。
2.建筑物的类型和功能：不同类型和功能的建筑物对设备的需求是不同的。
例如，住宅需要考虑供水、供电和供暖等设备，而办公楼需要考虑电力和照明等设备。
3.建筑物的设计标准和规范：根据不同的国家和地区，建筑物的设计标准和规范也会有所不同。
这些标准和规范包括建筑物的能源利用效率、照明标准、设备容量等方面的要求。
在确定了上述参数后，可以按照以下步骤进行设备基础荷载计算：1.电力负荷计算：电力负荷计算是指根据建筑物的用电需求，计算出所需的电力负荷。
这包括根据建筑物的设备类型、功率和使用时长，计算出建筑物的总电力需求。
2.照明负荷计算：照明负荷计算是指根据建筑物的照明需求，计算出所需的照明负荷。
这包括根据建筑物的照明类型、灯具功率和使用时长，计算出建筑物的总照明需求。
3.通风降温负荷计算：通风降温负荷计算是指根据建筑物的通风和降温需求，计算出所需的通风降温负荷。
这包括根据建筑物的体积、人员数量、换气次数和室内外温差，计算出建筑物的总通风降温需求。
4.设备基础负荷求和：将上述三个方面的基础负荷求和，得出建筑物的设备基础负荷。
这个值通常以千瓦（kW）或千瓦时（kWh）为单位。
总之，设备基础荷载计算是建筑物设计过程中的重要环节，对于建筑物的能源利用效率和舒适度具有重要影响。
正确的设备基础荷载计算能够确保建筑物的设备系统正常运行，提高建筑物的整体能效水平。
塔吊地基承载力验算QTZ-80塔吊地基承载力验算1、塔吊基础为：6m ×6m ×1.35m 的浅基础结构形式2、计算说明：塔吊基础属于设备基础，吊臂在工作状态或风荷载的作用下使塔吊基础的受力不断发生变化。
根据地基承载力验算时选择最不利状态的计算原则。
地基受偏心荷载的偏心距e 不会随着吊臂的转动发生变化，所以取e 不超过b/6为最不利状态（图1-1）。
地基承载力验算的最薄弱位置为图1-2的受力状态。
3、地基承载力验算依据：地基承载力设计值为f=80 kPa塔吊拟按照40m 高，如再升高则在30m 高处附墙。
根据塔吊40m 高时的参数作如下验算： 塔吊自重F ＝450 kN 倾覆力矩M ＝1200 kN ·m25.46)66/()1215450(/)(=⨯+=+=A G F p kPa 80=<f kPa ，符合要求 72.0)1215450/(1200)/(=+=+=G F M e m 16/66/==<b m ，符合要求根据图1-2计算3)(22402c dy y c y I cx =-=⎰，45.2533==c w x m 34.9345.25120025.46max =+=+=x w M p p kPa 962.1=<f kPa ，符合要求。
结论：由于方案中部分技术参数不够明确，如上述荷载的弯距M 中是否包含水平力对塔吊基底产生的弯距、塔吊基础安装平面位置、标高未明确给出等。
请承包方补充完整，并附上QTZ80的说明书。
上述计算符合要求的结论暂作参考。
QTZ80塔吊施工方案会审意见1、方案中有多处地方随意修改，字迹不清，书写格式不符合要求。
2、塔吊安装方案中附墙高度为25米处，计算书中的计算高度为40米，附墙高度与其不一致。
起重臂长方案中为50米，计算书中为40米的计算参数。
3、部分特种作业上岗证已过期，请承包方更换有效证书。
4、请承包方提供QTZ80塔吊的使用说明书原件或未经修改的版本。
