筒倉筏板基礎(chǔ)計(jì)算分析

邵詠慶 高 峰

(中建材國際裝備有限公司，北京 100048)

1 工程概況

某海外工程，需建12個(gè)水泥庫，分為2組，每組6個(gè)。每個(gè)筒倉直徑16 m，總高約40 m，儲(chǔ)量為5 000 t，總儲(chǔ)量為60 000 t。筒倉下部為混凝土結(jié)構(gòu)，上部為鋼板倉，基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)，樁為干作業(yè)螺旋成孔灌注樁，樁為嵌巖樁，持力層為第⑤層石灰石。地下水位為－2.0 m。地基土層信息見表1。

表1 地基土層參數(shù)表

樁采用C20混凝土，承臺(tái)采用C30混凝土，鋼筋采用HRB400。

筏板基礎(chǔ)布置如圖1所示，6個(gè)筒倉的環(huán)形筏板基礎(chǔ)連在一起，稱為整體。圖1中圓圈為樁，共144根樁。

2 計(jì)算分析

采用通用有限元軟件SAP2000建模分析。模型如圖2所示。

荷載組合。上部豎向荷載不均勻分布將導(dǎo)致地基反力的合力作用點(diǎn)與筏板基礎(chǔ)形心和結(jié)構(gòu)重心不重合。筏板基礎(chǔ)下布置樁，樁的沉降較小，將減少這種整體影響，但因單樁豎向反力都較大，如果不充分考慮荷載不均勻布置，將給結(jié)構(gòu)安全帶來隱患。當(dāng)樁上部筒倉滿載時(shí)，豎向荷載可以平衡一部分樁的豎向反力。而當(dāng)樁上筒倉空載，而兩側(cè)筒倉同時(shí)滿載時(shí)，筏板基礎(chǔ)頂部承受荷載較大，為荷載不利布置情況。為此列出實(shí)際使用中可能出現(xiàn)的各種荷載布置進(jìn)行分析，以找出各種情況下荷載的最不利布置和基礎(chǔ)的最大內(nèi)力，以此為依據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和配筋。

圖1 筒倉筏板基礎(chǔ)平面布置圖

圖2 計(jì)算分析模型

筒倉上活荷載組合情況見圖3。

圖3 筒倉活荷載各種可能布置

3 計(jì)算結(jié)果

設(shè)定荷載組合后，運(yùn)行SAP2000，得到的計(jì)算結(jié)果如圖4，圖5所示。

圖4 各筒倉均滿載時(shí)最大應(yīng)力圖

部分分析計(jì)算結(jié)果見表2，此表僅列出一部分計(jì)算結(jié)果，此結(jié)果為配筋計(jì)算結(jié)果的包絡(luò)值。

筒倉筏板基礎(chǔ)配筋見圖6，圖7。

圖5 單個(gè)筒倉空倉，其余筒倉滿倉時(shí)最大變形圖

表2 筏板基礎(chǔ)配筋計(jì)算結(jié)果 mm2/mm

圖6 筏板基礎(chǔ)配筋圖（外側(cè)）

圖7 筏板基礎(chǔ)配筋圖（聯(lián)體處）

4 結(jié)語

通過計(jì)算分析可以看出，用有限元軟件進(jìn)行筒倉基礎(chǔ)的荷載的最不利布置，可以模擬真實(shí)環(huán)境下可能出現(xiàn)影響結(jié)構(gòu)安全的荷載最不利情況，以此為依據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以更加安全可靠，更加經(jīng)濟(jì)合理。

[1]GB 50009-2001，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(2006版)[S］.

[2]GB 50077-2003，鋼筋混凝土筒倉設(shè)計(jì)規(guī)范[S］.