HXGJ型免基础搅拌站结构性能分析*
王冬雁，申明远²，胡凤琴”，苏红卫，廖娟
（1.中国建筑股份有限公司技术中心，北京101300；2.中建二局洛阳机械有限公司，河南洛阳471001；3.中国建筑股份有限公司海外事业部支持运营部，北京100025：4.中铁建生态环境设计研究有限公司，北京100038）
性、基础承载能力及不变形等特性，为HXGJ型免基础搅拌站产品的应用与推广起到了技术支撑.经过分析证明 [摘要]分析了HXGJ型免基础搅拌站在安装及使用过程中结构的安全性，分析了不同安装顺序下结构的抗倾覆HXCJ型免基础搅拌站在安装和使用阶段结构的抗倾覆能力、基础承载能力以及基禮抵抗不均匀变形能力均满足要求.HXGJ型免基础搅拌站免除了传统的混凝土地基基碧，既节省了成本，又有利于工程搅拌站的搬迁.设备安装也较混凝土地基基确安装过程更快捷方便，大大减少了安装时间并降低了安装难度，提高了设备的稳定性.
[关键词]混凝土；搅拌站；免基础；结构；抗倾覆性；承载力
[中图分类号]TU39.02 [文献标识码]A
[文章编号]1002-8498(2014)21-0054-04
Structure PerformanceAnalysis ofHXGJ Type MixingPlant withFreeFoundation
Wang Dongyan' Shen Mingyuan² Hu Fengqin? Su Hongwei* Liao Juan(1. China State Constraction Engineering Co. Lzd. Technical Center Beijing 101300 China;3. Orerseas Operations of China State Construction Engineering Co. Izd. Bejing 100025 China ; 2. The Iaoyang Machinery Co. Iad. ef CSCEC No. 2 Laoyung He* nan 471001 Chine;4. China Raiaay Consruction Ecological Eesronment Design and Research Co. Lad. Beijng 100038 China)
Abstract; This paper analyzes the security of HXGJ type mixing plant with free foundation duringinstallation and use and analyzes the rollover resistance the foundation bearing capacity and deformationcharacteristics under different installation sequence which plays a technical support for application andpromotion of free foundation HXGJ type mixing plant prxuets. The analysis results prove that the HXGJtype mixing plant can meet the requirements against overturning the foundation bearing capacity and capacity of resisting ueven deformation. The free foundation HXGJ type mixing plant not only eliminatesthe traditional conerete foundation and saves the cost but also is conducive to the relocation projectstirred station. The installation is more convenient paring to concrete foundation which greatly reducesinstallation time and installation difficulty and improves the stability of the equipment.
Key words: concrete;mixing stations; free foundation; structures; overtuming resistance;bearing capacity
迁需要重新制作基础，时间长、费用高、浪费资源、材料的商品混凝土受到越来越广泛的应用，因此商混凝土基础的搅拌站，较好地解决了上述缺点，既 随着我国经济建设的飞速发展，作为主要建筑还田困难.免基础搅拌站是利用钢结构基础替代具有结构简单、投资少、机动性强、自动化程度高等传统搅拌站现场安装的工作量，提高了设备的稳定性，并且大大节约了土地还田成本[.
0引言
品混凝土搅拌站也在全国各地大量兴建.搅拌站节省了成本，又有利于工程搅拌站的搬迁，减少了特点[4].但搅拌站随工地变化不断搬迁，每次搬
用过程中结构的安全性，主要分析了结构的抗倾覆 本文分析了HXGJ型免基础搅拌站在安装及使性、基础承载能力及变形等特性，为HXGJ型免基础搅拌站产品的应用与推广起到了技术支撑作用.
图1HXGJ型搅拌站结构示意
Fig. 1 Structure of HXGJ type mixing plant
1工程概况
HXGJ型免基础搅拌站主要用于承装水泥等材料，上部筒仓设计承载能力为1000，520kN，自重6t.搅拌站总高度为18.115m，筒仓支架平台总高度为7.16m，筒仓直径3100mm，简仓顶部通过连廊 把5个独立单筒连成整体，HXGJ型搅拌站钢结构基础尺寸2492mm×7000mm，基础主梁采用132a，次梁采用125a，主、次梁采用焊接连接，结构布置如图1所示.
2HXGJ免基础搅拌站结构性能分析
2.1抗倾覆验算
搅拌站是一种构筑物，属于非永久性建筑，使用时间随工程项目而定，一般不超过10年.免基础搅拌站采用钢结构基础代替混凝土基础后，结构在风荷载作用下的稳定性是HXGJ型免基础搅拌站使 用中用户比较关心的问题，也是此类搅拌站的核心问题，具体分析如下.
2.1.1计算工况
抗倾覆验算选取最不利工况进行分析，经过分析可知，上部筒仓在安装阶段，由于产生抵抗倾覆 力矩的重力荷载最小，因此该阶段是倾覆验算受力最不利阶段.本文依据上部简仓安装顺序依次进行受力分析，计算简图如图2所示.风荷载分别考虑x，y方向左吹风和右吹风的作用.坐标选取满足平面向上. 右手定则，x轴水平向右，y轴水平向上，轴垂直水
2.1.2风荷载计算
依据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012选
取相关荷载.基本风压按全国范围内10年一遇最大基本风压进行计算，选取w=1.05kN/m²，B类地区.
作用在简身上的均布风荷载为：
式中：y.为荷载分项系数，对于风荷载取1.4；μ为风压高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》GB50009-2012中表8.2.1取简身0.5，支架1.56；μ为风荷载体型系数，按照《建筑结构荷载规范》 GB50009-2012中表8.3.1的35，37项分别计算筒身和支架的风荷载体型系数：B.为高度：处风振系数.
作用在简身上的倾覆力为：
作用在简身上的倾覆力矩为：
果如表1所示. 抗倾覆验算平面计算简图如图2所示，计算结
表1HXGJ型免基础搅拌站抗倾覆验算结果
Table 1 Caleulating results of checking againstoverturning for HXGJ type mixing plant
x向抗预力题 with free foundation y向抗倾圈力矩 kN-m 式(3)安装顺序 左吹风 右吹风 上吹风 下收风 预圈 力矩1号筒仓 1.2号简仓 1 004.6 1360 1 143.4 816 1 298.3 941 383.2 766.41-3号简仓 1 702 1 528.6 1 924.6 1072.8 1 322.4 1663 1 1501-4号简仓 1-5号简仓 6 1 2 250 2 425 2 965 1 627.2 2 015.6 1 972.5 2 198.4 1 533 1 916
(1)
(2)
(3)
图2抗倾覆验算平面计算简图
Fig 2 Caleulation diagram of checking against overturning
由表1可知，1-5号筒仓依次安装过程中，验算结果均满足要求，即能够抵抗风荷载产生的倾覆力矩，基础底座不会发生倾覆破坏.
为2.4MPa
2.3基础变形分析
表2HXGJ型免基础搅拌站钢结构基座受力 及变形分析结果
2.2基础承载能力验算
搅拌站在使用过程中，上部筒仓装满材料时，基座承担的荷载最大.此时考虑风荷载的作用，在风荷载作用下，整体结构（底部基座连同上部简仓）绕基座与基础间某一轴线发生转动趋势，该趋势导致基座 中转动轴线上的构件受压，产生附加压应力，远离转动轴线的构件与基础间有脱离趋势，此时基座为最不利受荷状况，选取此工况验算钢结构基座的性能，利用SAP2000进行有限元分析，模型如图3所示，分析 过程如图4所示，计算结果如表2所示.
Table 2 Simulation results of internal force anddeformation of HXGJ type mixing station withfree foundation
弯M/（kN-m） 类型 x右风荷载作用 52 156. 22 容许值=向变形/mm 剪力/kN 2.7 145 328.5
注；仅给出x右风荷载作用结果
上部简仓的每个基座间通过螺栓连接，此连接能够保证基座间沿着x，y方向发生微小位移，能够变形如图5所示. 消除安装误差.上部筒仓在满料情况下，基座整体
经过分析可知，4，5号基座间为钢结构基座连接薄弱处，施工中应注意监测.从图5可以看出，由于基座搁置在基础上，因此在远离上部简仓的部位，发3.3mmm，x向最大容许变形为1.2mm，y向最大容许变 生向上翘曲变形（：向变形），向最大容许变形为形为6.5mm（纸面内为x0y面，垂直于该面为：向）.
图3HXGJ型免基础搅摔站分析模型Fig.3 Simulation model of the HXGL type mixing plant with free foundation
3HXGJ型免基础搅拌站优点
1）基础制作简单，施工工艺为：场地平整、压实一设备用场地硬化一钢基础定位一安装主设备.
由表2和图4可知，上部简仓在装满堆料时，钢结构基座构件的强度满足承载力要求.基底平均压力0.21MPa，基座对基础产生的最大局部压应力
2）基础制作时间短、成本低.钢结构基础加工制作只需要9d左右，一次性投人费用17-32万元.
3）有利于生态环境保护.搅拌站搬迁后场地
图4风荷载和自重荷载作用下基础内力示意
Fig. 4 Internal force of foundation under wind load and self-weight
座直接搁置在地基上，因此，在上部荷载和风荷载作用下会产生x，y，z方向不均匀变形，该变形对基座结构的影响主要体现在基座间的连接上，搅拌站基座中4，5号基座间为连接薄弱处，施工中应注意质量监控.
参考文献：
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图5基础变形分析
Fig. 5 Analysis of foundation deformation
还田时间短，步骤简单.大约需要7d，只需要翻松原土壤.现场钢基座如图6所示.
图6产品应用示意Fig.6 Application of products
2015年年底前北京完成地下管线综合规划
2014年10月21日，市政府办公厅发布《北京市加强城市地下管线建设管理工作职责分工方案》，其中规定，2015年底前，北京要编制完成地下 管线综合规划，建立完善地下管线基础信息综合管理系统，实现互联互通和数据共享.
4结语
指标均满足使用要求. 1）经过分析，HXGJ型免基础搅拌站结构性能
2）HXGJ型免基础搅拌站用钢结构基座替代了传统的混凝土地基基础，既节约了成本，又有利于工程搅拌站的搬迁、有利于生态环境保护.安装过 程方便快捷，在使用过程中受到了广大用户欢迎.
此次北京下发的《方案》，也是为了贯彻国务院办公厅的要求.记者注意到，方案中涉及与地下管 线相关的部门就有10多个，包括市编办、市规划委、市市政市容委、市发改委、市住建委、市交通委、市质监局、市安监局、各区县等.这些部门和区县都各自领到了“任务”.《方案》提出，今年底前，北京要建立地下管线运行综合管理体制.2015年底前， 要编制完成地下管线综合规划：实现互联互通和数“并
3）经分析得出，全国范围内，HXGJ型免基础搅拌站抗倾覆能力满足要求.
4）钢结构基座的弯矩、剪力和轴力等各项性能指标满足基座构件的承载要求，基座对基础产生的 最大局部压应力为2.4MPa.
5）在保证连接件强度和刚度前提下，搅拌站容许最大变形能力为2.7mm.由于搅拌站钢结构基
（摘自《新京报》2014-10-22）
