1. Opis techniczny

1. Przedmiot opracowania.

Przedmiotem opracowania jest tunel wieloprzewodowy wykonywany w trakcie kursu Konstrukcje Betonowe-obiekty. Projekt tunelu wykonany jest przy następujących danych:

- wysokość wnętrza tunelu 1,95m

- szerokość wnętrza tunelu 2,10m

2. Podstawy opracowania

• Cezary Madryas „Tunele wieloprzewodowe”

• PN-83/B-03010 „Ściany oporowe”

• PN-81/B-03020 „Posadowienie bezpośrednie budowli”

• PN-B-03264 „Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone”

1. Opis ogólny konstrukcji

Opracowywaną konstrukcją jest tunel o wymiarach 1,95x2,10x30,0 m. Ściany boczne tunelu o grubości 15cm, płyta denna o grubość 25cm,płyta stropowa o grubości 15cm.Tunel podzielony jest na odcinki 15 metrowe oddzielone od siebie przerwą kompensacyjną o szerokości 3cm. Ściany połączone są w sposób monolityczny z płytą denną.

2. Założenia przyjęte do projektowania

Beton: B25 f_cd=13,3MPa

Stal: klasy AI (St3S) o f_yd=210MPa

Klasa środowiska XC4

Przyjęta otulina: 25mm

3. Rozwiązania szczegółowe

Zapewnienie trwałości konstrukcji.

Jako zewnętrzne zabezpieczenie zbrojenia zbiornika przeciw wodzie gruntowej i agresywności środowiska należy zastosować otulinę o odpowiedniej grubości-5cm.

Rozwiązanie odwodnienia w czasie budowy i użytkowania.

W czasie budowy nie przewiduje się konieczności odwadniania wykopu gdyż woda gruntowa występuje na znacznej głębokości.

Rozwiązanie dylatacji ścian i płyty dolnej.

Jako uszczelnienie dylatacji ścian i płyty dennej należy zastosować produkt firmy Deitermann - Plastikol®K 2 D, na wcześniej zagruntowanej powierzchni dylatacji za pomocą preparatu Plastikol®TKS V .

2. Zbieranie obciążeń

• Obciążenie śniegiem

-Obiekt znajduje się w pierwszej strefie śniegowej

S_k = Q_k ∙ C Q_k = 0,7 kN/m C = 0,8

S_k = 0,7 ∙ 0,8 = 0,56 kN/ m²

Rodzaj obciążenie:	γn kN/m^3	Obc. charakterystyczne. kN/ m^2	γ	Obc. obliczeniowe kN/ m^2
NAWIERZCHNI
śniegiem	-	0,56	1,4	0,78
tłumem	4,0	4,0	1,5	6,00
kostka betonowa 100mm	25,0	2,5	1,5	3,75
nazomem 740mm	18,0	13,32	1,5	19,98
Suma	-	25,42	-	30,51
PŁYTY STROPOWEJ
warstwa ochronna 40mm	23,0	0,92	1,2	1,10
3x papa na lepiku 10mm	11,0	0,33	1,2	0,40
wars. spad. 0-30mm	23,0	0,35	1,2	0,41
pł. żelb. 150mm	25,0	3,75	1,2	4,50
suma	-	5,35	-	6,41
Ściana 150 mm	25,0	3,75	1,2	4,5
Płyta denna 250 mm	25,0	6,25	1,2	7,5

Obciążenie technologiczne	Obc. charakterystyczne kN/m	γ	Obciążenie obliczeniowe kN/m
kanalizacja	23,1	1,1	25,41
wodociągi	20,2	1,1	22,22
Rurociąg ciepłowniczy	19,38	1,1	21,32
3*Kabel	0,01	1,1	0,03
półka o przekroju 0,014*25,0	0,35	1,2	0,42

Obciążenie od naziomu śniegu sprowadzone do osi płyty stropowej

Pv =gś +gn +gpłyty = 0,78 +30,51+ (1,1+0,4+0,41+0,5*4,5) =35,45kN/ m²

Pk = γAkonstrukcji = 25,0*(2,1*2*0,15+1,95(0,15+0,25)) =35,25kN/ m²

3. Wyznaczenie parcia spoczynkowego.

- Piasek średni

I_D = 0,70 γⁿ_g = 19,98 kN/m³  = 33⁰

c = 0 kPa γ_f = 1,1

- Współczynnik parcia spoczynkowego dla gruntów zasypowych:

K_o = [0,5- ₄ + (0,1 + 2₄)(5I_s - 4,15)₅](1 + 0,5tg)

Założenia dla gruntu zasypowego:

- Piasek średni Is = 0,70

- Metoda zagęszczania: Wibracyjna- miejscowa ( lekkie walce i zagęszczarki wibracyjne)

₄ = 0,10 (tab.8 i 9 PN-83/B-03010 Ściany oporowe - obliczenia statyczne i projektowe.)

₅ = 0,95

K₀ = [0,5 - 0,10 + (0,1 + 2 ∙ 0,10)(5 ∙ 0,97 - 4,15)0,95](1 + 0,5tg0⁰) = 0,600

e_o = q*K₀ + γ *z* K₀

e_o (0)= 0

e_o (0,95)=19,98*0,95*0,600 = 11,39 kPa

e_o (3,1)= 11,39+(19,98*2,15) *0,6 = 37,16kPa

Wypadkowe parcia

E_o = 0,5*(21,27+47,04)*2,15 = 73,43kN/m

4. Wyznaczenie sił wewnętrznych. Schematy obciążeń.

4.1 Ciężar własny + parcie boczne

MOMENTY:




TNĄCE:




NORMALNE:




4.2Ciężar własny + obc. Technologiczne + odpór od ciężaru własnego i naziomu

MOMENTY:




TNĄCE:




NORMALNE:




4.3 Ciężar własny + parcie boczne(prawa strona) + obc. Technologiczne + odpór od ciężaru własnego i naziomu

MOMENTY:




TNĄCE




NORMALNE:




4.4 Ciężar własny + parcie boczne + obc. Technologiczne + odpór od ciężaru własnego i naziomu

MOMENTY:




TNĄCE:




NORMALNE:




5. Wymiarowanie konstrukcji .

5.1 Wymiarowanie płyty górnej

Przyjęto:

• Wysokość płyty stropowej h = 150mm

• Stopień zbrojenia ρ = 1,2 %

• Otulina c = 25mm,

• Zbrojenie  18

• Beton B25 f_cd = 13,3MPa

• Stal AI (St3S) f_yd = 210MPa

Moment w środku płyty.

M_{2 max} = 21,5 kNm

d = h - c - 0,5 0,15-0,025- 0,5*0,018 = 0,116m





Przyjęto  co 21cm o As=9,57 cm²

5.2. Zbrojenie ścian

Moment w środku ściany

M_{2 max}=19,80 kNm

Założono zbrojenie prętami φ16

d = h - c - 0,5 0,15-0,025- 0,5*0,016= 0,120m





Przyjęto  co 240 o As=8,38cm²

Moment na krawędziach ściany

M_{3 max}=58,9 kNm

Założono zbrojenie prętami φ16

d = h - c - 0,5 0,15-0,025- 0,5*0,016= 0,120m





Przyjęto  co 6,5cm o As=30,96 cm²

Siły maksymalne - przekrój pod płyta stropową:

M₃ = 58,9 kNm N₃ = 48,0 kN

Zakładam duży mimośród:


b x h = 100 x 15


e_o = e_a + e_e

e_a =MAX{ l_col/600 ; h/30 ; 1,0cm}=MAX{137/600; 15/30; 1,0cm}= MAX{0,23 ; 0,5 ; 1,0}

e_a = 1,0cm

e_e = M / N =58,9 / 48,0 = 1,23m

e_o = 1.23+0,010 =1.24m

Wyznaczenie nośności







Ponieważ:




więc występuje duży mimośród.










Przyjęto zbrojenie konstrukcyjne 11 16 => A_s1 = A_s1 = 24,12 cm²


= 2 ∙ 24,12 = 48,24 cm²

48,24 -46,03= 2,21 cm² <10% ∙ 46,03 = 4,4 cm²

Zbrojenie zostało przyjęte zgodnie z założeniami ρ_L = 3,0%

5.3. Zbrojenie płyty dennej

Moment w środku płyty

M_max=19,1 kNm

Założono zbrojenie prętami φ16










Przyjęto φ16 co30cm o A= 6,48 cm²

Moment na krańcu płyty

M_max=58,9 kNm

Założono zbrojenie prętami φ16








Przyjęto φ16 cm 12cm o A= 16,76cm²

5.5. Długości zakotwienia

Pręty φ16




9

---