background image

 

1

Poz.1. Dane dotyczące zbiornika 

•  rozpiętość w świetle ścian 15,90 x 17,10 m, 

•  ściany żelbetowe grubości 0,2 m (poza zakresem niniejszego 

przykładu) 

•  wysokość użytkowa zbiornika 5,30 m, 

•  grubość warstwy gruntu nad stropem 0,95 m, 

•  klasa betonu B37, 

•  klasa stali AIII, 

•  strefa obciążenia śniegiem I, 

•  jednostkowy odpór  obliczeniowy podłoża 150 kPa. 

•  klasa ekspozycji: XC3 

 
Dopuszczalna szerokość rozwarcia rys w

lim

 = 0,3 mm 

 
Otulina: 
minimalna grubość otuliny: c

min

 = 20 mm 

Dla klasy XC3 minimalna dopuszczalna klasa betonu to B25. 
Ponieważ beton B37 jest o dwie klasy wyższy od minimalnego (B25) 
można zmniejszyć otulinę o 5 mm. 

c = 5 mm. 

Grubość otulenia: 
c

nom

 = c

min

 – 5 + 

c = 20 – 5 + 5 = 20 mm 

 
Beton B37 ma następujące charakterystyki: 
f

ck

 = 30 MPa, f

ctk

 = 2,0 MPa, f

ctm

 = 2,9 MPa, 

f

cd

 = 20,0 MPa, f

ctd

 = 1,33 MPa, E

cm

 = 32 GPa, 

α

cc

 = 0,85, 

α

ct

 = 0,85   

 
Charakterystyki stali A-III (34GS) (dla zbrojenia głównego  żebra, 
podciągu i słupa) : 
f

yk

 = 410 MPa, f

yd

 = 350 MPa, f

tk

 = 550 MPa, E

s

 = 200 GPa 

 
Charakterystyki stali A-I (St3S-b) (dla zbrojenia głównego i 
rozdzielczego płyty, i stopy fundamentowej): 
f

yk

 = 240 MPa, f

yd

 = 210 MPa, f

tk

 = 320 MPa. 

 

background image

 

2

 
Poz.2. Rozplanowanie i dobór gabarytów stropu 

 

 

Rys. 1. Rzut stropu 

podział stropu: 
17,10 / 2 = 8,55 m 
17,10 / 3 = 5,70 m – rozstaw podciągów (żebro - belka trójprzęsłowa) 
15,90 / 3 = 5,30 m 
15,90 / 2 = 7,95 m – rozstaw słupów (podciąg - belka dwuprzęsłowa) 
7,95 / 4 = 1,988 m – rozstaw żeber  
 
 
Płyta: 
Przyjęto płytę grubości h

  f

 = 100 mm. 

 
 

background image

 

3

Żebro: 

założono l

eff

/h = 12, stąd 

475

0

12

70

5

12

,

,

l

h

eff

=

=

=

przyjęto h = 0,45 m i b = 0,30 m 
 
 
Podciąg: 

założono l

eff

/h = 8, stąd 

994

0

8

95

7

8

,

,

l

h

eff

=

=

=

przyjęto h = 1,00 m i b = 0,45 m 

 
 

Wytyczne: 
–  ekonomiczny procent zbrojenia dla belek: 0,9 - 1,5 % 
 
–  rozpiętości żeber: 5 m – 7 m,  
–  rozpiętości podciągów: 5 m – 8 m,  
 
–  relacje długości przęsła i wysokości przekroju l / h dla  

-  żebra: 15 – 18 
-  żebra silnie obciążone: 12 – 15 
-  podciągi słabo obciążone (q < 5,0 kN/m

2

): 12 – 15 

-  podciągi silnie obciążone: 7 – 12. 

 
–  związek między szerokością a wysokością belek prostokątnych: b / h = 0,3 – 

0,6, (dla belek teowych: b / h = 0,25 – 0,4) 

 
–  wymiary poprzeczne belek są stopniowane: 

-  h [mm]: 250, 300 do 800 co 50; powyżej 800 co 100, 
-  b [mm]: 150, 180, 200, 250 i dalej co 50. 

 
 

background image

 

4

Poz. 3. Projekt techniczny 
Poz.3.1. Płyta 

Rozpiętości osiowe belki wieloprzęsłowej wynoszą 1,988 m 
grubość płyty h = 0,100 m 
podporami są żebra o przekroju poprzecznym 0,30x0,45 m 
Schematem statycznym płyty jest ośmioprzęsłowa belka ciągła (rys.2) 
W celu obliczenia sił wewnętrznych (momentów zginających i sił 
poprzecznych) w płycie schemat ten redukujemy do belki 
pięcioprzęsłowej. Umożliwi to wykorzystanie tablic Winklera. Wg 
nich momenty przęsłowe  M

max

 i M

min

  oraz momenty podporowe  M

B

 

wyznacza się na podstawie ogólnych zależności: 
M

max

 = 

α

 

⋅ g

des,1

 

⋅ l

eff

2

 + 

β

 

 q

des

 

⋅ l

eff

2

 

M

min

 = 

α

 

⋅ g

des,2

 

⋅ l

eff

2

 + 

γ

 

 q

des

 

⋅ l

eff

2

 

M

B

 = 

δ

  

⋅ g

des,1

 

⋅ l

eff

2

 + 

ε

 

 q

des

 

⋅ l

eff

2

 

Obliczenia płyty opiera się na myślowo wydzielonym jej paśmie o 
szerokości 1,0 m. 
 

 

Rys.2. Sprowadzenie belki wieloprzęsłowej do belki 5-przęsłowej 

 
 
rozpiętość płyty w świetle żeber  
l

n

 = 1,988 – 0,30 = 1,688 m 

a

A

 = min {0,5h ; 0,5t} = min {0,5 

⋅ 0,10 ; 0,5 ⋅ 0,20} = 0,05 m 

a

B

 = min {0,5h ; 0,5t} = min {0,5 

⋅ 0,10 ; 0,5 ⋅ 0,30} = 0,05 m 

a

C

 = a

B

 = 0,05 m 

 
rozpiętości obliczeniowe: 
l

ABeff

 = l

n

 + a

A

 + a

B

 = 1,688 + 2 

⋅ 0,05 = 1,788 m 

l

BCeff

 = l

n

 + a

B

 + a

C

 = 1,688 + 2 

⋅ 0,05 = 1,788 m 

 
 

background image

 

5

wysokość użyteczna przekroju: 
d = h – c

nom

 – 0,5

⋅φ

 = 100 – 20 – 0,5 

⋅ 10 = 75 mm 

 
warunek sztywności dla płyt: 
l

eff

/d = 1,788/0,075 = 23,8 < 50 – warunek spełniony 

 
Poz.3.1.2. Zestawienie obciążeń 

Obciążenie 

obliczeniowe

 

Lp Rodzaj obciążenia i jego 

wartość charakterystyczna 

γ

f

 > 1

γ

f

 < 1

γ

f

 > 1 

γ

f

 < 1 

 [kN/m

2

]  

 

[kN/m

2

] 

OBCIĄŻENIA STAŁE (g) 

1 ciężar własny płyty 

0,100 

⋅ 25,0 = 2,50 

 

1,1 

 

0,9 

 

2,75 2,25

2  tynk cem.-wap. od wewnątrz

0,02 

⋅ 19,0 = 0,38 

 

1,3 

 

0,8 

 

0,49 0,30

3 gładź cementowa 

0,03 

⋅ 21,0 = 0,63 

 

1,3 

 

0,8 

 

0,82 0,50

4  2 x papa 

0,12 

 

1,2 

 

0,9 

 

0,14 0,11

 Razem 

obciążenie stałe 

g

k

 = 3,63  

 

 

g

des,1

 = 

4,20 

g

des,2 

=

3,16

OBCIĄŻENIA ZMIENNE (q) 

5 grunt (piaski grube) 

0,95 

⋅ 19,0 = 18,05 

 

1,1 

 

 

19,86 -

6  śnieg (I strefa) 

0,7 

 

1,4 

 

 

0,98 -

 Razem 

obciążenie zmienne 

q

k

  = 18,75 

 

 

q

des

 = 

20,84 

-

 
Długotrwała część obciążenia zmiennego: 
q

d,k

 = 18,05 kN/m

2

 

q

d,des 

= 19,86 kN/m

2

 

 
 

background image

 

6

Obciążenia całkowite charakterystyczne: 
q

*

k

 = g

k

 + q

k

 = 3,63 + 18,75 = 22,38 kN/m

2

 

Obciążenia całkowite obliczeniowe: 
q

*

des,1

 = g

des,1

 + q

des

 = 4,20 + 20,84 = 25,04 kN/m

2

 

 

Poz.3.1.3. Siły wewnętrzne 

Momenty przęsłowe 

M

1max

 = 0,0781 

⋅ 4,20 ⋅ 1,788

2

 + 0,1000 

⋅ 20,84 ⋅ 1,788

2

 = +7,711 kNm 

M

2max

 = 0,0331 

⋅ 4,20 ⋅ 1,788

2

 + 0,0787 

⋅ 20,84 ⋅ 1,788

2

 = +5,688 kNm 

M

2min

 = 0,0331 

⋅ 3,16 ⋅ 1,788

2

 – 0,0461 

⋅ 20,84 ⋅ 1,788

2

 =  –2,737 kNm 

M

3max

 = 0,0462 

⋅ 4,20 ⋅ 1,788

2

 + 0,0855 

⋅ 20,84 ⋅ 1,788

2

 = +6,317 kNm 

M

3min

 = 0,0462 

⋅ 3,16 ⋅ 1,788

2

 – 0,0395 

⋅ 20,84 ⋅ 1,788

2

 =  –2,165 kNm 

 
Momenty podporowe 

M

A

 = 

24

1

 

⋅ q

*

des,1

 

⋅ l

eff

2

 

24

1

 

⋅ 25,04 ⋅ 1,788

2

 =  –3,335 kNm 

M

B

 = –0,105 

⋅ 4,20 ⋅ 1,788

2

 – 0,119 

⋅ 20,84 ⋅ 1,788

2

 =  –9,338 kNm 

M

C

 = –0,079 

⋅ 4,20 ⋅ 1,788

2

 – 0,111 

⋅ 20,84 ⋅ 1,788

2

 =  –8,456 kNm 

 
Miejsce wystąpienia i wartość minimalnego momentu zginającego w 
przęśle pierwszym 
 
Siły poprzeczne przy podporze A i B z lewej strony 

analizujemy skrajne przęsło belki z warunkami brzegowymi w postaci 
momentów M

A

 i M

B

.  

 

 

Rys.3. 

 
 

background image

 

7

ΣM

A

 = 0:   V

Bl

 

⋅ l

eff

  + M

A

 – M

B

 – q

*

des2

 

⋅ l

eff

 

2

 / 2 = 0 

 

 

V

Bl

 

⋅ 1,788 + 3,335 – 9,338 – 24,00 ⋅ 1,788

2

 / 2 = 0 

V

Bl

 = 24,815 kN 

 

Σy = 0:   V

A

 + V

Bl

 – q

*

des2

 

⋅ l

eff

  = 0 

 

 

V

A

 + 25,743 – 24,00 

⋅ 1,788 = 0 

V

A

 = 18,097 kN 

 
M(x) = – M

A

 + V

A

 · x – q

*

des2

 

⋅ x 

2

 / 2 

 
M’(x) = V

A

 ·  – q

*

des2

 

⋅ x = 0 

x = V

A

 / q

*

des2

  = 19,028 / 24,00 = 0,747 m – miejsce minimalnego 

momentu  
 
M

1min

 = M(0,747) = – 3,335 + 19,028 · 0,747 – 24,00 

⋅ 0,747

2

 / 2 = 

3,488 kNm 
 
Siła poprzeczna przy podporze B z prawej strony 

V

Bp

 = 0,526 

⋅ 4,20 ⋅ 1,788 + 0,598 ⋅ 20,84 ⋅ 1,788 = 26,233 kN 

 
Moment zginający w licu żebra przy podporze B z prawej strony 

M

Bp

P

 = M

B

 + V

Bp

 

⋅ (0,5 ⋅ 0,30) – q

*

des1

 

⋅ (0,5 ⋅ 0,30)

2

 / 2 =  

= – 9,338 + 26,233 

⋅ (0,5 ⋅ 0,30) – 25,04 ⋅ (0,5 ⋅ 0,30)

2

 / 2 = 

= – 5,684 kNm 
 
Siła poprzeczna przy podporze C 

V

C

 = 0,5 

⋅ q

*

des1

 

⋅ l

eff

  = 0,5 

⋅ 25,04 ⋅ 1,788 = 22,386 kN 

 
Moment zginający w licu żebra przy podporze C 

M

C

P

 = M

C

 + V

C

 

⋅ (0,5 ⋅ 0,30) – q

*

des1

 

⋅ (0,5 ⋅ 0,30)

2

 / 2 =  

= – 8,456 + 22,386 

⋅ (0,5 ⋅ 0,30) – 25,04 ⋅ (0,5 ⋅ 0,30)

2

 / 2 = 

= – 5,380 kNm 
 
 
 

background image

 

8

Obwiednia momentów 

 

Rys.4. Obwiednia momentów 

 
 
 
Poz.3.1.4. Stan graniczny nośności – zginanie 

beton B37: f

cd

 = 20,0 MPa, f

ctm

 = 2,9 MPa, 

α

cc

 = 0,85 

stal A-I: f

yd

 = 210 MPa, f

ck

 = 240 MPa 

b = 1,00 m, d = 0,075 m 
 
zbrojenie minimalne 

2

2

cm

 

36

2

m

 

000236

0

075

0

00

1

240

9

2

26

0

26

0

,

,

,

,

,

,

d

b

f

f

,

A

yk

ctm

min

.

s

=

=

=

=

 

 
Przęsło skrajne 

M

Sd

 = M

1max

 = 7,711 kNm 

081

0

075

0

00

1

20

85

0

10

711

7

2

3

2

,

,

,

,

,

d

b

f

M

cd

cc

Sd

eff

=

=

=

α

µ

  

z tablicy 3.10 odczytano 

ζ

eff

 = 0,957 i 

ξ

eff

 = 0,09  < 

ξ

eff,lim

 = 0,62 

2

2

3

1

cm

 

12

5

m

 

000512

0

210

075

0

957

0

10

711

7

,

,

,

,

,

f

d

M

A

yd

eff

Sd

s

=

=

=

=

ζ

 

przyjęto 

φ8 co 90 mm A

 

 

s,prov

 = 5,59 cm

2

 > A

 

 

s,min

 = 2,36 cm

2

 

 
 

background image

 

9

 
Przęsło drugie 

M

Sd

 = M

2max

 = 5,688 kNm 

059

0

075

0

00

1

20

85

0

10

688

5

2

3

2

,

,

,

,

,

d

b

f

M

cd

cc

Sd

eff

=

=

=

α

µ

  

z tablicy 3.10 odczytano 

ζ

eff

 = 0,970 i 

ξ

eff

 = 0,05  < 

ξ

eff,lim

 = 0,62 

2

2

3

1

cm

 

66

3

m

 

000366

0

210

075

0

970

0

10

688

5

,

,

,

,

,

f

d

M

A

yd

eff

Sd

s

=

=

=

=

ζ

 

przyjęto 

φ8 co 120 mm A

 

 

s,prov

 = 4,19 cm

2

 > A

 

 

s,min

 = 2,36 cm

2

 

 
Przęsło trzecie 

M

Sd

 = M

3max

 = 6,317 kNm 

066

0

075

0

00

1

20

85

0

10

317

6

2

3

2

,

,

,

,

,

d

b

f

M

cd

cc

Sd

eff

=

=

=

α

µ

  

z tablicy 3.10 odczytano 

ζ

eff

 = 0,965 i 

ξ

eff

 = 0,07  < 

ξ

eff,lim

 = 0,62 

2

2

3

1

cm

 

16

4

m

 

000416

0

210

075

0

965

0

10

317

6

,

,

,

,

,

f

d

M

A

yd

eff

Sd

s

=

=

=

=

ζ

 

przyjęto 

φ8 co 120 mm A

 

 

s,prov

 = 4,19 cm

2

 > A

 

 

s,min

 = 2,36 cm

2

 

 
Podpora B  

w osi podpory 

M

Sd

 = M

B

 = 9,338 kNm 

uwzględniając skos ukryty: 
d = h – c

nom

 – 0,5

⋅φ

  + a

B

 / 3 100 – 20 – 0,5 

⋅ 10 + 0,05 / 3 = 92 mm 

2

2

cm

 

89

2

m

 

000289

0

092

0

00

1

240

9

2

26

0

26

0

,

,

,

,

,

,

d

b

f

f

,

A

yk

ctm

min

.

s

=

=

=

=

 

065

0

092

0

00

1

20

85

0

10

338

9

2

3

2

,

,

,

,

,

d

b

f

M

cd

cc

Sd

eff

=

=

=

α

µ

  

z tablicy 3.10 odczytano 

ζ

eff

 = 0,966 i 

ξ

eff

 = 0,07  < 

ξ

eff,lim

 = 0,62 

2

2

3

1

cm

 

00

5

m

 

000500

0

210

092

0

966

0

10

338

9

,

,

,

,

,

f

d

M

A

yd

eff

Sd

s

=

=

=

=

ζ

 

przyjęto 

φ8 co 100 mm A

 

 

s,prov

 = 5,03 cm

2

 > A

 

 

s,min

 = 2,89 cm

2

 

background image

 

10

 
w licu żebra 

M

Sd

 = M

Bp

P

 = 5,684 kNm 

d = 0,075 m, A

s,min

 = 2,36 cm

2

 

059

0

075

0

00

1

20

85

0

10

684

5

2

3

2

,

,

,

,

,

d

b

f

M

cd

cc

Sd

eff

=

=

=

α

µ

  

z tablicy 3.10 odczytano 

ζ

eff

 = 0,970 i 

ξ

eff

 = 0,06  < 

ξ

eff,lim

 = 0,62 

2

2

3

1

cm

 

72

3

m

 

000372

0

210

075

0

970

0

10

684

5

,

,

,

,

,

f

d

M

A

yd

eff

Sd

s

=

=

=

=

ζ

 

przyjęto zbrojenie jak w osi podpory: 

φ8 co 100 mm A

 

 

s,prov

 = 5,03 cm

2

  

 
Podpora C  

w osi podpory 

M

Sd

 = M

C

 = 8,456 kNm 

uwzględniając skos ukryty: = 92 mm, A

s,min

 = 2,89 cm

2

 

059

0

092

0

00

1

20

85

0

10

456

8

2

3

2

,

,

,

,

,

d

b

f

M

cd

cc

Sd

eff

=

=

=

α

µ

  

z tablicy 3.10 odczytano 

ζ

eff

 = 0,970 i 

ξ

eff

 = 0,06  < 

ξ

eff,lim

 = 0,62 

2

2

3

1

cm

 

51

4

m

 

000451

0

210

092

0

970

0

10

456

8

,

,

,

,

,

f

d

M

A

yd

eff

Sd

s

=

=

=

=

ζ

 

przyjęto 

φ8 co 110 mm A

 

 

s,prov

 = 4,57 cm

2

 > A

 

 

s,min

 = 2,89 cm

2

 

 
Zbrojenie górne dla wszystkich przęseł oraz nad podporą A przyjęto z 
warunków konstrukcyjnych, ponieważ wartości momentów w tych 
miejscach są mniejsze od momentu jaki przenosi minimalne zbrojenie 
dopuszczalne przez PN 
A

s,min

 = 2,36 cm

2

 (

φ6 co 120 mm A

s,prov

 = 2,36 cm

2

0031

0

240

9

2

26

0

26

0

,

,

,

f

f

,

yk

ctm

min

=

=

=

ρ

 

038

0

20

85

0

210

0031

0

,

,

,

f

f

cd

cc

yd

min

eff

=

=

=

α

ρ

ξ

 

z tablicy 3.10 odczytano 

ζ

eff

 = 0,980  

M

Sd,min

 = A

s,min

 

⋅ 

ζ

eff

 

⋅ d ⋅ f

yd

 = 2,36 

⋅ 10

–4

 

⋅ 0,980 ⋅ 0,075 ⋅ 210 ⋅ 10

3

  

background image

 

11

M

Sd,min

 = 3,64 kNm 

 
M

2min

 = 2,737 kNm < M

Sd,min

 = 3,64 kNm 

M

3min

 = 2,165 kNm < M

Sd,min

 = 3,64 kNm 

M

A

 = 3,335 kNm < M

Sd,min

 = 3,64 kNm 

wszędzie tu przyjęto 

φ6 co 120 mm A

 

 

s,prov

 = 2,36 cm

2

 

 
Poz.3.1.5. Stan graniczny nośności – ścinanie 

V

Rd1

 = [0,35 

 k 

 f

ctd

 

⋅ (1,2 + 40 ⋅ 

ρ

l

)] 

⋅ b

w

 

⋅ d 

k = 1,6 – d = 1,6 – 0,075 = 1,525 

2

4

,

4,19 10

0,0056

1,00 0,075

prz

s prov

l

A

b d

ρ

=

=

=

 < 0,01 

V

Rd1

 = [0,35 

 1,525 

 1,33 

⋅ 10

3

 

⋅ (1,2 + 40 ⋅ 0,0056)] ⋅ 1,00 ⋅ 0,075 

V

 

 

Rd1

 = 75,816 kN >> V

 

 

Sd,max

 =  V

   

Bp

 = 26,233 kN  

nie trzeba zbroić na ścinanie 
 
Poz.3.1.6. Stan graniczny użytkowania – ugięcie 

wg tabeli 13 PN-B-03264:2002 

przęsło skrajne  

moment od charakterystycznych obciążeń długotrwałych: 
M

Sdk1,lt

 = 0,0781 

⋅ 3,63 ⋅ 1,788

2

  + 0,1 

⋅ 18,05 ⋅ 1,788

2

 = 6,68 kNm 

A

s,prov

 = 5,59 cm

2

d = 0,075 m, l

eff

 = 1,788 m 

%

745

0

5

7

100

59

5

,

,

,

d

b

A

prov

,

s

=

=

=

ρ

  dla 0,5 % < 

ρ < 1,0 % – 

ζ

 = 0,85 

4

3

1

10

59

5

075

0

85

0

10

68

6

=

=

,

,

,

,

A

d

M

prov

,

s

lt

,

Sdk

s

ζ

σ

= 187 MPa 

z tablicy 13 odczytano: 

d

l

eff

max = 25   (dla 

σ

s

 = 250 MPa) 

d

l

eff

max = 25 

⋅ 

187

250

 = 33 > 

075

0

788

1

,

,

d

l

eff

=

 = 24  

można nie przeprowadzać szczegółowych obliczeń 
 
 
 

background image

 

12

 
Poz.3.1.7. Stan graniczny użytkowania – rysy prostopadłe; 

 wg tabeli D.1 PN-B-03264:2002 

przęsło skrajne 

Dla 

σ

s

 = 187 MPa oraz 

ρ = 0,75 % maksymalna średnica prętów przy 

której szerokość rozwarcia rys prostopadłych jest ograniczona do w

lim

 

= 0,3 mm wynosi 

φ

max

 = 32 mm > 

φ

prov

 = 8 mm