POLITECHNIKA WROCŁAWSKA Wrocław 4.06.2006

INSTYTUT GEOTECHNIKI I HYDROTECHNIKI

ZAKŁAD MECHANIKI GÓROTWORU

IBUDOWNICTWA PODZIEMNEGO

ĆWICZENIE PROJEKTOWE

z Budownictwa Podziemnego

Temat :Odcinek szlakowy tunelu szybkiej kolei miejskiej o długości 1200m .

OPRACOWAŁA:

MAGDALENA GRZĄŚLEWICZ

ROK IV, SEMESTR 8, NR ALBUMU 124559

SPRAWDZIŁ:

Mgr.inż.MAREK KAWA

OBLICZENIA STATYCZNO - WYTRZYMAŁOŚCIOWE

1. Parametry geotechniczne

Glina zwałowa

δ= 0,76 M₀= 23000kPa E₀= M₀·δ= 17480kPa

Ps

δ= 0,83 M₀= 11500kPa E₀= M₀·δ= 95450kPa

Gp

δ= 0,76 M₀= 28000kPa E₀= M₀·δ= 21280kPa

I

δ= 0,565 M₀= 22000kPa E₀= M₀·δ= 12430kPa

2. Zebranie obciążeń

- Ciężar budynku 3- kondygnacyjnego

- Wartość obciążenia budynkiem na głębokości 9,91 m

- tabela obciążeń

Lp	Rodzaj obciążenia	Obc. charakt. [kPa]	Wsp. obc. max.	Obc. obliczen.max [kPa]	Wsp. obc. min	Obc. obliczen.min [kPa]
1	Bud.3-kondygn	22,28	1,5	33,42	0,9	20,05
2	Glina zwałowa (1*20)	20	1,1	21,1	0,9	18
3	Piasek śr. (2,5*17)	42,5	11	46,75	0,9	38,25
4	Glina piaszcz. (5,5*21)	115,5	1,1	127,05	0,9	103,95
5	Ił (1,91*18,5)	35,34	1,1	38,87	0,9	31,81
6	Torkret (0,05*23)	1,15	1,5	1,73	0,9	1,04
7	Izolacja (0,01*14)	0,14	1,5	0,21	0,9	0,13

∑=236,91 ∑=269,13=p_v ∑=213,23

3.Schemat statyczny i obciążenia

4. Modelowanie podparcia sprężystego

Założono:

A= 1 m²,

l= 1 m,

rozstaw podpór sprężystych a = 0,58 m

Dane:

M_0(Ił)= 22000 kPa,

B= 3,45 m

sztywność

E= 1849kN/m²= 1,849MPa

podatność

MOMENTY:

NORMALNE:

SIŁY PRZEKROJOWE: T.I rzędu

Obciążenia obl.: B

------------------------------------------------------------------

Pręt: x/L: x[m]: M[kNm]: Q[kN]: N[kN]:

------------------------------------------------------------------

1 0,00 0,000 232,5 49,8 -626,5

0,32 0,186 237,1* -0,1 -630,4

1,00 0,581 216,2 -106,1 -638,8

2 0,00 0,000 216,2 -5,7 -647,6

1,00 0,580 168,8 -157,5 -683,9

3 0,00 0,000 168,8 -48,6 -700,1

1,00 0,581 98,6 -193,1 -759,9

4 0,00 0,000 98,6 -70,6 -780,8

1,00 0,581 18,9 -203,8 -862,6

5 0,00 0,000 18,9 -66,8 -883,9

1,00 0,580 -54,3 -185,5 -985,3

6 0,00 0,000 -54,3 -30,0 -1002,2

1,00 0,580 -101,1 -131,4 -1120,9

7 0,00 0,000 -101,1 -15,4 -1132,4

1,00 0,581 -133,8 -97,2 -1265,6

8 0,00 0,000 -133,8 -5,1 -1273,7

1,00 0,581 -154,2 -64,8 -1418,2

9 0,00 0,000 -154,2 11,9 -1422,5

0,33 0,190 -153,0* -0,0 -1472,3

1,00 0,580 -157,8 -24,4 -1574,3

10 0,00 0,000 -157,8 51,7 -1572,1

1,00 0,581 -131,4 39,3 -1727,9

11 0,00 0,000 0,0 0,0 -176,0

1,00 1,000 0,0 0,0 -176,0

12 0,00 0,000 0,0 0,0 -168,8

1,00 1,000 0,0 0,0 -168,8

13 0,00 0,000 0,0 0,0 -146,4

1,00 1,000 0,0 0,0 -146,4

14 0,00 0,000 0,0 0,0 -109,5

1,00 1,000 0,0 0,0 -109,5

15 0,00 0,000 0,0 0,0 -60,5

1,00 1,000 0,0 0,0 -60,5

------------------------------------------------------------------

* = Wartości ekstremalne

5. Wymiarowanie zbrojenia

Przyjęto:

beton B40 => f_cd= 20,0MPa E_cm= 32GPa

stal AI (St3s) => f_yd= 210MPa E_s= 200GPa Φ= 0,032m

założono:

ρ= 3%

Do obliczeń zastosowano model słupa mimośrodowo ściskanego :

wymiary teoretyczne

h= 0,5 m b= 1,0 m

l_col= 0,5·2·π·R= 0,5·2·π·3,45= 10,84 m

a₁= a₂= a= 0,05+0,032/2= 0,066 m

d= 0,5-a =0,434 m

mimośród konstrukcyjny

niezamierzony mimośród przypadkowy

e_a= max(l_col/600; h/30; 0,01)= max(0,019; 0,016; 0,01)= 0,019m

mimośród początkowy

e₀= e_e+ e_a= 0,376+ 0,019= 0,395 m

Wpływ smukłości na nośność ściskanych elementów żelbetowych należy uwzględniać w obliczeniach przez zwiększenie mimośrodu początkowego e₀ do wartości e_tot

e_tot= η·e₀

I_c=> moment bezwł przekroju betonu względem jego środka ciężkości

I_c= b·h³/12= 1·0,5³/12= 0,01m⁴

I_s=> moment bezwł przekroju zbrojenia względem środka ciężkości przekroju betonu

I_s= ρ·d·b·(d-h/2)²= 0,03·0,434·1·(0,434-0,5/2)²= 0,00044m⁴

k_lt=> wsp. wpływu oddziaływania długotrwałego

e_tot= 1,08·0,395= 0,43 m

sprawdzenie mimośrodu

ξ_eff= ρ·f_yd/α·f_cd= 0,03·210/1·20= 0,315 ξ_eff,lim(AII)= 0,62

ξ_eff= 0,315< ξ_eff,lim= 0,62 => przypadek dużego mimośrodu

obliczenie zbrojenia minimalnego A_s,min

A_s,min= max(0,15·N/f_yd; 0,003·h·b)= max(4,50; 15)= 15cm²

obliczenie A_s2(zbrojenie ściskane)

ξ_eff=x_eff/d=> x_eff= 0,315·0,434= 0,137m

ΣM=0=> N·e_s1=f_cd·b·x_eff·(d-0,5·x_eff)+A_s2·f_yd·(d-a)

e_s1=> odległość siły N od A_s1

e_s1= e_tot+h/2-a= 0,43+0,25-0,066=0,614m

Za A_s2 przyjęto A_s,min= 15 cm²=> przyjęto 2Φ32 co 0,5 m=> A_s2= 16,08 cm²

obliczenie A_s1(zbrojenie rozciągane)

Σx=0=> N= f_cd·b·x_eff+ f_yd·A_s2- κ_s·f_yd·A_s1

κ_s= 1,0 dla ξ_eff<ξ_eff,lim

A_s1A_s,min=> przyjęto 11Φ32 co 0,09m→ A_s1= 88,46cm²

sprawdzenie stopnia zbrojenia

ρ= (A_s1+A_s2)/b·d= 0,010454/0,434= 2,41%→ założono ρ= 3%

zbrojenie rozdzielcze

przyjęto Φ6 co 0,1m

9

p_v= 269,13kPa

45^o

B=3,45 m

---