筒倉筏板基礎計算分析

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個水泥庫，分為2組，每組6個。每個筒倉直徑16 m，總高約40 m，儲量為5 000 t，總儲量為60 000 t。筒倉下部為混凝土結構，上部為鋼板倉，基礎采用樁基礎，樁為干作業螺旋成孔灌注樁，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 地基土層參數表

樁采用C20混凝土，承臺采用C30混凝土，鋼筋采用HRB400。

筏板基礎布置如圖1所示，6個筒倉的環形筏板基礎連在一起，稱為整體。圖1中圓圈為樁，共144根樁。

2 計算分析

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致地基反力的合力作用點與筏板基礎形心和結構重心不重合。筏板基礎下布置樁，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，將給結構安全帶來隱患。當樁上部筒倉滿載時，豎向荷載可以平衡一部分樁的豎向反力。而當樁上筒倉空載，而兩側筒倉同時滿載時，筏板基礎頂部承受荷載較大，為荷載不利布置情況。為此列出實際使用中可能出現的各種荷載布置進行分析，以找出各種情況下荷載的最不利布置和基礎的最大內力，以此為依據進行設計和配筋。

圖1 筒倉筏板基礎平面布置圖

圖2 計算分析模型

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 計算結果

設定荷載組合后，運行SAP2000，得到的計算結果如圖4，圖5所示。

圖4 各筒倉均滿載時最大應力圖

部分分析計算結果見表2，此表僅列出一部分計算結果，此結果為配筋計算結果的包絡值。

筒倉筏板基礎配筋見圖6，圖7。

圖5 單個筒倉空倉，其余筒倉滿倉時最大變形圖

表2 筏板基礎配筋計算結果 mm2/mm

圖6 筏板基礎配筋圖（外側）

圖7 筏板基礎配筋圖（聯體處）

4 結語

通過計算分析可以看出，用有限元軟件進行筒倉基礎的荷載的最不利布置，可以模擬真實環境下可能出現影響結構安全的荷載最不利情況，以此為依據進行設計，可以更加安全可靠，更加經濟合理。

[1]GB 50009-2001，建筑結構荷載規范(2006版)[S］.

[2]GB 50077-2003，鋼筋混凝土筒倉設計規范[S］.