1. Podać klasyfikację zbiorników na ciecze ze względu na konstrukcję.

Mogą one być wykonywane całkowicie jako monolityczne, całkowicie prefabrykowane (poza dnem) bądź też mogą mieć konstrukcję częściowo monolityczną a częściowo prefabrykowaną. W tym ostatnim przypadku zwykle prefabrykowane jest przekrycie, rzadziej ściany boczne (co zdarza się na ogół tylko w zbiornikach kołowych).
Zbiorniki prefabrykowane wykonuje się z reguły jako układy sprężone. Spręża się zwykle ściany cylindryczne oraz wieńce. W przypadku zbiorników otwartych, zagłębionych w gruncie na dużą głębokość, przy wymiarach poziomych kilkakrotnie większych od wysokości, ściany boczne zbiorników można projektować jako mury oporowe. Istotnym problemem w tego rodzaju konstrukcjach jest zapewnienie szczelności.

2. Wymienić i scharakteryzować typy zbiorników żelbetowych w oczyszczalniach ścieków

a) PIASKOWNIKI:
Są zbiornikami przepływowymi, w których podczas przepływu ścieków zachodzi sedymentacja ziaren piasku o średnicy 1mm. Ze względów konstrukcyjnych piaskowniki są albo poziomymi zbiornikami w kształcie pojedynczych lub równolegle usytuowanych koryt o długości nawet ponad 100 m. Szerokość koryt nie powinna być większa niż 2 m.
Wyróżniamy też piaskowniki w formie:
- podłużnych koryt
- komór

b) OSADNIKI:
Mogą być kształtowane jako prostokątne zbiorniki o znacznych wymiarach w planie, dzielone ścianami działowymi na równoległe koryta lub jako zwarte komory o przekroju kołowym, rzadziej kwadratowym. Osadniki poziome są prostopadłościenne o dł. Nie mniejszej niż 30m i szerokości 3-10m oraz wys. 2-5m. Stosunek długości do szerokości powinien być mniejszy niż 4. Poszczególne komory albo mogą być napełniane niezależnie, co oznacza, że dzielące je ściany przenoszą ciśnienie ścieków działające w napełnionym korycie lub mogą być połączone otworami wyrównującymi poziom ścieków we wszystkich korytach.

c) BIOREAKTORY:
W których ścieki oczyszczane są mechanicznie. Podział technologiczny, ze względu na kształt geometrii:

- Bioreaktory o pracy ciągłej - mają znaczne wymiary w planie(długość przekracza 100m, szerokość ok 1/2 długości, wys. ścian do 6m) i stanowią układ komór, do których ścieki wpływają kolejno, stanowiących połączone labiryntowo korytarze o różnej geometrii i funkcji.

- Biologiczne reaktory sekwencyjne (SBR) -są zwartymi w planie zbiornikami o przekroju kołowym lub kwadratowym (o wymiarach w planie dochodzących do kilkudziesięciu metrów i głębokości 4-7m)pracującymi zwykle w układzie dwóch lub trzech obiektów.

D) ZŁOŻA BIOLOGICZNE:
Są rodzajem bioreaktorów służących do tlenowego rozkładu zanieczyszczeń z udziałem mikroorganizmów. To zbiornikami o średnicy 2-40 m, w których wypełnienie spoczywa na dnie wykonanym w postaci żelbetowego rusztu.

E) Urządzenia do oczyszczania fizykochemicznego:

Oczyszczanie odbywa się w przekrytych wielokomorowych zbiornikach o przekroju prostokątnym. Komory przygotowywania reaktorów ze względu na agresywność reagentów wykonywane są zwykle ze stali kwasoodpornej.

F) komory fermentacyjne –WKF
Służą do przeróbki osadów, a także do czyszczenia ścieków przemysłowych o bardzo dużym stężeniu substancji organicznych. Komorę kształtuje się jako złożoną z powłok obrotowych ,tworzących: przykrycie, komorę właściwą, dno nachylone do poziomu pod kątem 45-60⁰. Wyróżniamy:

- Otwarte komory fermentacyjne,

- Zamknięte komory fermentacyjne

3. Scharakteryzować modele obliczeniowe podłoża gruntowego przy obliczeniu zbiorników na ciecze.

MODELE SPRĘZYSTE - model sprężysty podłoża Winklera, pozwala na uzyskanie wiarygodnych sił wewnętrznych w przypadku podatnej konstrukcji zbiornika i płyty fundamentowej w porównaniu z bardzo sztywnym (nieodkształcalnym) podłożem oraz w przypadku sztywnej konstrukcji zbiornika i płyty fundamentowej w porównaniu z podatnym podłożem.

MODELE NIELINIOWE - oparte na metodach numerycznych, zaawansowane programy komputerowe ukierunkowane na analizy geotechniczne pozwalają nie tylko na wprowadzenie nieliniowego modelu gruntu, ale także na uzyskanie przestrzennego opisu deformacji i naprężeń oraz właściwego opisu strefy kontaktu między konstrukcją a podłożem. Umożliwiają uwzględnienie zjawisk takich jak: obecność wody gruntowej, przepływ wody w gruncie, konsolidacja (zagęszczenie pod własnym ciężarem lub zewnętrznym), pęcznienie i etapowość wznoszenia obiektu. Najczęściej stosowane modele:
- model sprężysto-idealnie plastyczny
- model stanu krytycznego
- modele konstytutywne: warunek Columba Mohra, Druckera-Prage

4. Wymienić i scharakteryzować podstawowe obciążenia i oddziaływania zbiorników.

Podstawowym obciążeniem zbiorników jest ciśnienie cieczy wywierane na dno i ściany, powodujące poziome rozciąganie ścian zbiornika. W żelbetowych zbiornikach jest to z reguły ciśnienie hydrostatyczne.
W przypadku zbiorników podziemnych i zagłębionych rozważyć należy także oddziaływania gruntu na zbiornik, takie jak:
- parcie gruntu na ściany, działające przeciwnie do ciśnienia cieczy,
- parcie pionowe zasypki wraz z obc. Naziomu na przekrycie,
- odpór gruntu działający na dno,
- tacie gruntu o ścianę zbiornika,

Inne obciążenia zbiorników to:
- ciężar własny przekrycia, ścian i dna, ciężar urządzeń, izolacji itp.
- śnieg zalegający na przekryciu,
- obciążenia termiczne,
- odkształcenia wymuszone (skurcz i pełzanie a także odkształcenia termiczne wynikające z samonagrzewania betonu)
- obciążenia od rur, zaworów,
- nierównomierne osiadanie,
- obciążenia wyjątkowe (wybuchy, uderzenia, pożary, przecieki)
- obciążenia sejsmiczne

5. Zdefiniować schematy obciążenie cieczą, gruntem oraz temperaturą zbiornika zagłębionego.

• Parcie cieczy:

• Parcie gruntu:

- Pusty zbiornik ze ścianami oddylatowanymi od dna:

• Obciążenie temperaturą

6. Podać wartości składowe temperatury dla zbiorników żelbetowych o rzucie prostokątnym

Rozkład temperatury wewnątrz pojedynczego elementu konstrukcji można rozłożyć na cztery podstawowe składowe:

1. T_u - Składowa równomierna temperatury

2. T_My - Składowa liniowo zmienna różnicy temperatury względem osi z-z,

3. T_Mz - Składowa liniowo zmienna różnicy temperatury względem osi y-y,

4. T_E - Składowa nieliniowo zmienna różnicy temperatury. Wywołuje ona powstanie naprężeń samorównoważących się, które nie powodują dodatkowego obciążenia elementu

Wartości składowe temperatury dla zbiorników:

T_u=T - T₀ -składowa równomierna temperatury,

Gdzie:

T - temperatura w środku ciężkości przekroju ściany

T₀ - temperatura początkowa; wg. EC 10^oC, natomiast na terenie Polski T₀=8^oC

7. Metody analizy i idealizacje nieliniowe zachowania się konstrukcji z uwzględnieniem redystrybucji sił wewnętrznych

Zależność moment zginający krzywizna

1. Analiza liniowo – sprężysta

Założenia:

1. Jednorodność i izotropia materiału

2. Zasada płaskich przekrojów Bernoulliego

3. Zasada zesztywnienia

4. Zasada saint – Venanta

5. Liniowa zależność σ-ε dla betonu i stali

6. Liniowy związek między momentem a krzywizną

Umożliwia stosowanie: zasady superpozycji i tablic Winklera

Zależność moment zginający krzywizna

1. Analiza liniowa z redystrybucją

Założenia

1. Sprężysto- plastyczna zależność σ-ε dla betonu i stali

2. Sprężysto – plastyczny związek między momentem a krzywizną

3. Ograniczona redystrybucja ( ograniczony kąt obrotu plastycznego w przegubie plastycznym

4. Zastosowanie dla belek i ram nieprzesuwnych

Zależność moment zginający krzywizna

1. Analiza nieliniowa

Założenia

1. Sprężysto- plastyczna zależność dla betonu i stali

2. Nieliniowy związek między momentem a krzywizną

3. Redystrybucja – wyznacza się kąt obrotu plastycznego w przegubie plastycznym

4. Zastosowanie dla belek i ram nieprzesuwnych

Zależność moment zginający krzywizna

1. Analiza plastyczna ( analiza nośności granicznej)

Podstawowe założenia metody linii załomów:

1. Sztywno- plastyczny model fizyczny betonu i stali

2. Odkształcenia plastyczne koncentrują się wzdłuż linii załomów

   1. Linie załomów tworzą siatkę załomów, która przekształca płytę w mechanizm

Sztywne płaskie płaty płyty przemieszczają się jak ciała sztywne

8. Obliczenie (sprawdzenie) szczelności zbiornika

Podstawową cechą użytkową zbiorników na ciecze jest ich szczelność. Obliczeniowe zagwarantowanie bezpieczeństwa użytkowania przez spełnienie stanu granicznego nośności jest tu zdecydowanie niewystarczające. Ostre wymagania szczelności sprawiają, że w przypadku zbiorników podstawowym i miarodajnym dla ustalenia grubości ściany i ilości zbrojenia jest stan graniczny zarysowania, a nie stany graniczne nośności.

Klasyfikacja zbiorników żelbetowych ze względu na szczelność: klasa 0, 1, 2, 3

Warunki obliczeniowe gwarantujące szczelność konstrukcji:

• SGU, zarysowanie konstrukcji:

• Klasa 0 – dopuszczalną szerokość rozwarcia rysy ustala się jak dla pozostałych konstrukcji żelbetowych w zależności od klasy ekspozycji.

• Klasa 1 – szerokość rozwarcia rysy ograniczona jest do wartości w_k1 zapewniającej samouszczelnienie się rys w stosunkowo krótkim czasie. Szerokość w_k1 zależy os stosunku wysokości słupa wody h₀ do grubości ściany h ( dla h₀/h≤5 w_k1=0,2 mm; dla h₀/h≥35 w_k1=0,05 mm, a w przypadkach pośrednich należy interpolować liniowo). Samouszczalnienie takie jest jednak możliwe wtedy gdy wahania odkształceń w ścianach zbiornika, wynikające ze zmian obciążenia i temperatury nie są większe niż 150*10^-6.

• Klasa 2 – nie dopuszcza się rys przelotowych (przebiegających przez całą grubość ściany).

• Klasa 3 – pełna szczelność – brak rys.

9.Podstawowe wymagania dla dla betonu i stali zbrojeniowej w zbiornikach żelbetowych na ciecze.

1. Beton – musi spełniać ostre wymagania ze względu na trudne warunki pracy, musi być:

• Szczelny – ma to podstawowe znaczenie ze względu na szczelność zbiornika jego trwałość i wytrzymałość

• Odporny na działanie czynników atmosferycznych, szczególnie w zbiornikach otwartych narażonych na zmienne temperatury (w tym też ujemne)

• Odporny na ścieranie (trudnościeralny) zwłaszcza w strefie przepływającej cieczy oraz z zbiornikach wyposażonych w urządzenia mechaniczne kontaktujące się z betonem.

• Starannie zagęszczony mechaniczny poprzez wibrowanie lub odpowietrzenie w celu uzyskania szczelnej struktury

• Poddany ochronie antykorozyjnej ( stopień ochrony zależy od składu chemicznego cieczy w stosunku od betonu)

- klasa betonu ≥ C30/37

1. Stal:

• Otulina musi być ustalona jako minimalna z trzech warunków: przyczepności, ochrony przeciwkorozyjnej zbrojenia i ochrony przeciwpożarowej

• pręty nośne zaleca wykonywać się ze stali jednego gatunku

• wysoka odporność na rozciąganie (wysoka ciągliwość)

• dobra współpraca z betonem (przyczepność do betonu)

10. Podać wartości współczynników częściowych dla materiałów i oddziaływań dla zbiornika w SGN

Współczynniki częściowe dla materiałów w SGN

Sytuacja obliczeniowa	γc - dla betonu	γs - dla stali zbrojeniowej
Trwała i przejściowa	1,4	1,15
Wyjątkowa	1,2	1,0

Współczynniki oddziaływań dla zbiorników w SGN

Znajdz gdzies to w innych opracowaniach

11. Wymiarowanie zbiornika z uwagi na mimośrodowe ściskanie południkowe.

W przypadku konstrukcji mimośrodowo ściskanych należy uwzględnić w procesie wymiarowania efekty drugiego rzędu, jeśli w obliczeniach statycznych nie zostały uwzględnione.

W płaszczyznach południkowych (pionowych) występują:
- w ścianach zbiorników o przekroju kołowym i prostokątnym, w zależności od sposobu podparcia – pionowe (południkowe) siły ściskające lub rozciągające, przy czym w pobliżu monolitycznego połączenia z dnem lub przekryciem pojawiają się południkowe momenty zginające,
- w ścianach poddanych obc. Termicznym – południkowe momenty zginające
- w ścianach opartych na słupach – siły ścinające fragmenty przysłupowe,
- w kulistych lub stożkowych kopułach – południkowe siły ściskające
- w powłokowych dnach zbiorników w zależności od sposobu podparcia i obciążenia – południkowe siły rozciągające lub ściskające

Wymiarowanie elementów ściskanych siłami pionowymi należy prowadzić stosując metodę nominalnej sztywności, obliczając siłę krytyczną z uwagę na wyboczenie. Możliwe są tu różne postacie wyboczenia i należy wybrać najniekorzystniejszą.

12.Wymiarowanie zbiornika z uwagi na mimośrodowe rozciąganie równoleżnikowe

Przy mimośrodowym rozciąganiu wywołanym odkształceniami w przekroju ściany zbiornika o jednostkowej wysokości mogą wystąpić rysy. Pojawiają się wówczas gdy występują naprężenia rozciągające σ_cr w betonie $\sigma_{\text{cr}} = \frac{N}{A} + \frac{M}{W} > f_{\text{ctm}}$. Zadaniem konstruktora jest wyznaczenie zbrojenia A_s1,  A_s2 które będzie wystarczające do spełnienia warunku w_k ≤ 0, 1 mm pod wpływem działania uogólnionych sił wew. powstałych od odkształceń narzuconych, kreujących naprężenia własne; Przyjmuje się, że:

1. w chwili tworzenia się rys sσ_sr = σ_s stąd ζ = 0, 5

2. wstępne zbrojenie minimalne, w przekroju poddanym mimośrodowemu rozciąganiu, powinno być obliczone jako większe z dwóch warunków

   1. warunek I: minimalne zbrojenie przekroju w przypadku mimośrodowego rozciągania powinno wynosić A_s1 = A_s2 = 0, 002A_c

   2. Warunek II: A_s1 = A_s2 (jest to wyznaczone z warunku sprawdzenia szerokości rys w stanie eksploatacyjnym zbiornika, przy uwzględnieniu zredukowanej sztywności jego ścian wywołanych odkształceniami narzuconymi).

Przy założonych średnicach wyznaczonego wstępnie zbrojenia A_s1 i A_s2 oraz wyliczonych największych i najmniejszych odkształceniach ε₁ i ε₂ na krawędziach przekroju mimośrodowo rozciąganego określa się średni rozstaw powstających rys. Przy niespełnieniu warunku σ_s ≤ f_yk przekroju zbrojenia ścian zbiornika musi nastąpić powiększenie rozwartości przyjętych rys w_k ≤ 0, 1mm stąd zachodzi konieczność określenia nowej powierzchni zbrojenia A_s1, przy której rysy nie przekroczyłyby rozwartości dopuszczalnej. Ta nowa powiększoną wielkość A_s1 wylicza się z zależności $A_{s1} = A_{s2} = \frac{\frac{M_{s}}{z} + N}{\sigma_{s}}$

Gdzie:

$M_{s} = M + N\left( \frac{h}{2} - a \right)$

Z - ramię sił wew. w stanie zarysowania przekroju,

a - odległość od środka ciężkości prętów.

13. Modelowanie zbiornika MES

- zbiorniki będące konstrukcjami przestrzennymi należy modelować w przestrzeni trójwymiarowej, używając elementów powłokowych

- formy i nazewnictwo tych elementów zależne są od używanego programu

- jedną z form elementów powłokowych są panele, którym nadaje się odpowiednie grubości i cechy materiałowe

- w przypadku zbiorników o przekroju kołowym panele kształtowane są w formie pierścieni, stożków ściętych lub ich wycinków. W zbiornikach prostokątnych panele są płaskie i mają wymiary równe wymiarom projektowanych ścian modelowanego zbiornika.

- przyjęte elementy składowe modelu pokrywa się siatką elementów skończonych – siatka ortagonalna (np. ściany zbiorników) bądź biegunowa (np. w lejach stożkowych i kolistych płytach dennych)

- wielkość elementów skończonych powinna w miarę możliwości odwzorowywać zmiany naprężeń, tzn. w miejscach ich koncentracji siatka powinna być zagęszczona

- siatka powinna być również zagęszczona w strefie wszelkich naroży, połączeń

- istotnym elementem w modelowaniu MES jest właściwe zamodelowanie podpór zbiornika, w tym fundamentów (np. posadowinie na podłożu sprężystym, na ławie fundamentowej, na płycie, utwierdzenie liniowe)

Modelowanie obciążeń:

- zwykle programy inżynierskie pozwalają na modelowanie obciążenia działającego zarówno prostopadle do powierzchni elementów powłokowych, jak i w ich osi

- możliwość zadania obciążeń jako linio zmiennych

- zwykle istnieje funkcja „parcie hydrostatyczne” pozwalająca na łatwe obliczanie sił wewnętrznych bez pośredniego obliczania parć, po zadaniu jedynie ciężaru właściwego cieczy bądź gruntu

- w niemal wszystkich programach wbudowane funkcje pozwalają na modelowanie ciężaru własnego, obciążenia śniegiem, jako równomiernie rozłożonego na rzucie poziomym powłoki oraz obciążeń temperaturowych (jako różnicy temperatur na wewnętrznej i zewnętrznej powierzchni ściany oraz różnicy pomiędzy temperaturą pracy a temperaturą wznoszenia konstrukcji)

Modelowanie podłoża gruntowego

1. modelowanie sprężyste

- najczęściej stosuje się model sprężysty Winklera - możliwość uzyskania wiarygodnych sił w przypadku podatnej konstrukcji zbiornika i płyty fundamentowej w porównaniu z bardzo sztywnym (nieodkształcalnym) podłożem oraz w przypadku sztywnej konstrukcji zbiornika i płyty fundamentowej w porównaniu z podatnym podłożem.

1. modele nieliniowe :

- możliwość wprowadzenia parametrów gruntu w zależności od głębokości, wielkości obciążenia, a także możliwość uzyskania przestrzennego opisu deformacji i naprężeń.

- możliwość uwzględnienia takich zjawisk, jak: obecność wody w gruncie, konsolidacja, pęcznienie i etapowość wznoszenia obiektu

14. Podac sprawdzenie szerokości rozwarcia rysy w scianie zbiornika

15. SGU – określić zbrojenie minimalne w zbiorniku z uwagi na zarysowanie

Minimalna ilość zbrojenia wynika z założenia, że przejmie ono całą siłę rozciągającą po zarysowaniu, a więc po lokalnym przekroczeniu wytrzymałości betonu na rozciąganie. Jest ona opisana wzorem

$$A_{s,min} = \frac{k_{c} \bullet k \bullet f_{ct,eff} \bullet A_{\text{ct}}}{\sigma_{s,cr}}$$

gdzie:

f_ct, eff - wytrzymałość betonu na rozciąganie

σ_s, cr – naprężenia w zbrojeniu natychmiast po zarysowaniu

A_ct – pole strefy rozciąganej

k – wsp. Zależny od wpływu nierównomiernych, samo równoważących się naprężeń prowadzących do zmniejszenia odkształceń wymuszonych

k_c – wsp. Zależny od rozkładu naprężeń w przekroju:

$k_{C} = 0,4 \bullet \left( 1 - \frac{\frac{N_{\text{ED}}}{b \bullet h}}{k_{1} \bullet \frac{h}{h*} \bullet f_{ct,eff}} \right) \leq 1,0$

16. Narysować szczegół połączenia ściany z płytą denną zbiornika.

Ściana połączona konstrukcyjnie z płytą denną (płyta denna pogrubiona pod ścianą)

1 – płyta denna
2 – podkład z chudego betonu
3 – przerwa technologiczna uszczelniana taśmą z chudego betonu

17. Narysować szczegół zbrojenia naroża ścian w zbiorniku prostokątnym

18. Narysować szczegół dylatacji w ścianie zbiornika

19. Narysować szczegół dylatacji w płycie dennej zbiornika.

Dylatacja z wewnętrzną taśmą, uszczelniona taśmą zewnętrzną:

20. Naszkicować rozwiązanie przerwy roboczej w ścianie i płycie dennej zbiornika

21. Naszkicować rozwiązanie dylatacji skurczowej zbiornika

a) w ścianie zbiornika,

b) w dnie zbiornika,

22. Scharakteryzować ideę metody STM

Strutand Tie Model – metoda analogii prętowej w EC2 inaczej metoda kratownic lub model ściskanie – rozciąganie lub model zastrzał-ściąg

Metoda analogii prętowej, która jest odpowiednia do projektowania elementów żelbetowych o nieregularnych kształtach. Polega na zastąpieniu ciągłego powierzchniowego elementu żelbetowego odpowiednim modelem prętowym. Model taki przedstawia rozkład sił w rozpatrywanym elemencie w postaci „ ściskanie – rozciąganie”

W każdym elemencie konstrukcji (płyta, belka, słup, tarcza, powłoka) wyróżnia się 2 obszary:
a) obszar B – hipoteza Bernoulliego, prawo Hooke`a, liniowy przebieg naprężeń przekroju
b) obszar D – wykresy naprężeń krzywoliniowych, zasięg obszaru z zasady Saint-Venanta

Idea metody STM:

- zastosowanie rozsądne wymaga zrozumienia
- użycie jej jest pewną sztuką
- jest narzędziem dla myślącego inżyniera
- podejście jest iteracyjne

Kolejność postępowania przy sprawdzeniu stanu granicznego nośności rozpatrywanego obszaru :

- Budujemy model prętowy

- Obliczamy siły w prętach modelu

- Obliczamy pola przekrojów prętów zbrojenia głównego na podstawie obliczonych sił w tych prętach.

- Sprawdzamy nośności prętów betonowych

- Sprawdzamy nośność węzłów i długości zakotwień

Metoda analogii prętowej opiera się na twierdzeniach teorii plastyczności. Aby skorzystać z jej twierdzeń przy projektowaniu, potrzebna jest znajomość trajektorii naprężeń głównych.

23. Podać sposoby tworzenia modelu kratownicowego w metodzie STM

Sposoby tworzenia modelu:
a) trajektorie naprężeń

b) ścieżki obciążeń

c) model standardowy

Uproszczony model kratownicowy tarczy (belki – ściany):

Model kratownicowy pochodną sposobu zbrojenia tarczy:

24. Podać przykłady modelowania STM belki podciętej

25. Podać przykłady modelowania STM węzła ramy

26. Model STM dla przypadku obciążenia równomiernie rozłożonego na górnej krawędzi ściany – tarczy.

27. Model STM dla przypadku obciążenia równomiernie rozłożonego na dolnej krawędzi ściany – tarczy.

28. Scharakteryzować konstrukcję tarczownic żelbetowych

Tarczownice (zwane również układami fałdowymi) - to konstrukcje składające się z pewnej liczby cienkich płyt, zwykle prostokątnych (rzadziej trójkątnych lub trapezowych) połączonych ze sobą monolitycznie wzdłuż wspólnej krawędzi. Płyty te opierają się na sztywnych przeponach lub innych sztywnych podporach o podobnym charakterze.

Tarczownice składają się z 3 zasadniczych elementów:

l₂ – odstępy pomiędzy elementami pachwinowymi, zwane rozpiętością tarczownicy. Długość ta nie powinna przekraczać 10 ÷ 12m

l₁ – rozpiętości między osiami przepon, nazywane przęsłami tarczownicy

Tarczownice dzielą się z uwagi na stosunek powyższych długości na:

- krótkie – l₁ : l₂ <1

- długie – l₁ : l₂ ≥1

Wysokość tarczownicy – powinien być spełniony warunek f ≥ 0,1l₁

Ze względu na kształt podłużnej osi środkowej rozróżniamy tarczownice:

- o poziomej lub ukośnej osi układu

- o osi układu zakrzywionej lub składającej się z kilku odcinków prostych

29. Zdefiniować systemy konstrukcyjne budynków wysokich.

Budynki wysokie - pod tym terminem mamy do czynienia z budynkami o wysokościach w granicach od 25metrów do 55 metrów włącznie, wyrażając ten termin za pomocą ilości kondygnacji nadziemnych do budynków wysokich zaliczamy te których ilość wynosi od 9 do 18.

Układy ramowe - Konstrukcje ramowe tworzą ustroje płaskie lub przestrzenne, składające się z układu belek połączonych w sposób sztywny ze słupami. Pod względem pracy statycznej charakterystyczne jest, iż każdy obciążony element współpracuje z pozostałymi. Sztywność przestrzenna układu na działanie sił poziomych uzyskiwana jest dzięki sztywności węzłów ramy. Konstrukcje te mogą być wykonywane zarówno z żelbetu, jak i stali.

Układy ramowe dzielą się na:
a)układy o sztywnych węzłach
b) ustroje kombinowane – stalowe:
- ramy ze stężeniami płaskimi
- ramy wspomagane kratownicami płaskimi

Ustroje trzonowe - Systemy trzonowe stosowane w budynkach o wysokości do około 60 kondygnacji. Układ ten składa się z trzonu żelbetowego i podwieszonych do niego stropów na stalowych wieszakach. Wyróżnia się cztery podstawowe typy systemów trzonowych:

• o „słupach” rozciąganych (linowe i wieszarowe),

• wspornikowe,

• szkieletowe,

• typu „trzon w trzonie”.

30. Stropy, układy usztywniające i posadowienie budynków wysokich

a) Stropy:
- przeniesienie obciążeń na słupy i ściany
- pokonanie możliwie dużych rozpiętości
- tworzenie tarcz poziomych

Konstrukcja stropów:
belki stalowe (kratowe) / żelbetowe (sprężone) płyta betonowa / żelbetowa blacha trapezowa

b) Układy usztywniające

c) Posadowienie budynków wysokich:
- na kesonach (projektowane duże obciążenia od słupów oraz nierównomierności obciążeń spowodowanych działaniem wiatru i sił sejsmicznych)
- na wysokich palach
- na płycie

31. Podać zasady prac tarczownic

32. Scharakteryzować ściany szczelinowe i metodę stropową posadowienia budynków

Fazy wykonywania ściany szczelinowej:
a) wykonanie murków prowadzących,
b) głębienie szczeliny pod osłoną zawiesiny bentonitowej,
c) oczyszczenie zawiesiny po wygłębieniu pełnej szczeliny,
d) włożenie zbrojenia zawieszonego na murkach prowadzących,
e) betonowanie ściany przez rurę wlewową metodą kontraktor,
f) wykonanie oczepu łączącego poszczególne sekcje,
g) odkopanie ściany.

Zalety:
- szczelność obudowy
- duża nośność pionowa
- duża sztywność na zginanie
- pełnienie funkcji tymczasowej obudowy wykopu oraz jednocześnie konstrukcji docelowej
- brak drgań w okresie wykonania
- relatywnie duża łatwość pokonywania przeszkód w gruncie
- możliwość wykonania ściany na duże głębokości

Metoda stropowa, często zwana również podstropową, jest jednym ze sposobów budowy kondygnacji podziemnych w obudowie wykopu ze ścian szczelinowych.

Istnieje kilka odmian metody stropowej:

1. top & down - po wykonaniu ścian szczelinowych (realizowanych przy użyciu chwytaka lub hydrofrezu) i baret lub pali, zakończonych w poziomie posadowienia projektowanej płyty fundamentowej, wykonuje się słupy tymczasowe (zazwyczaj stalowe) osadzone na baretach lub palach. Następnie budowana jest płyta stropowa obiektu. W tej metodzie budowane są jednocześnie kondygnacje podziemne i nadziemne.

2. klasyczna stropowa – założenia konstrukcyjne są takie same jak w metodzie top & down, odmienne natomiast jest fazowaniem robót. Po wykonaniu płyty stropowej, realizowane są kolejne stropy, aż do płyty fundamentowej. Konstrukcja nadziemna wykonywana jest dopiero po ukończeniu budowy części podziemnej.

3. obręczy rozpierającej - metoda ta powstałą z myślą o realizacji bardzo dużych obiektów, gdzie stosuje się tzw. półstropy rozpierajcie dookoła wykopu, tworzące obręcz. Stropy podobnie jak w omówionych  przykładach powyżej opierają się na tymczasowych słupach stalowych osadzonych w palach lub baretach. Pod stropami wykop realizuję się metodą klasyczną stropową, natomiast w części centralnej roboty ziemne są prowadzone jak w otwartym wykopie.

33. Podać zasady fundamentowania budynków w zabudowie plombowej

Zasady:

• Ściany opiera się mimośrodowo na ławie fundamentowej (największe wysunięcie ławy może odpowiadać połowie grubości ściany, bądź słupa)

• Należy dążyć aby linia działania obciążenia od ściany pokrywała się z geometrycznym środkiem podstawy fundamentu (rozkład nacisków jest wtedy równomierny)

• Połączenie ławy fundamentowej ze ścianą przy budynku sąsiednim, aby konstrukcja (ściana i ława) mogła przenosić momenty zginające. W tym celu można wprowadzić zbrojenie z ławy do części żelbetowych w ścianie murowanej, a następnie w konstrukcje stropu

• Zastosowanie belek dodatkowych (ław) łączących ławę przy budynku przy budynku sąsiednim z równoległa do niej ławą fundamentową pod ścianą ścianą wewnętrzną

• W wypadku opierania słupów na stopach można wykonać stopę prostokątną przy budynku sąsiada ze słupem odsuniętym od granicy

• Między fundamentami a ściana budynku sąsiedniego i nowo projektowanego należy pozostawić szczelinę dylatacyjna 20 mm wypełnioną styropianem

• Fundament budynku nowo posadowionego powinien być posadowiony na tym samym poziome co fundament sąsiedniego budynku istniejącego

• Nowy fundament należy wykonywać odcinkami 1-1,5m

• W wypadku zaprojektowania poziomu posadowienia nowego budynku niżej niż budynku sąsiedniego niezbędne jest podbudowania fundamentu istniejącego(należy wykonywać to odcinkami i narożniki są podbudowywane na końcu)

34. Podbijanie i centrowanie fundamentów

Ława fundamentowa wymaga podbicia, gdy:

1. Została podmyta

2. Planowana jest nadbudowa dodatkowej kondygnacji

3. Planowana jest dobudowa w bezpośrednim sąsiedztwie istniejącego budynku

4. Została zagłębiona powyżej linii przemarzania

5. Planowane jest pogłębianie piwnic.

Centrowanie fundamentu:
W celu uniknięcia mimośrodowego oparcia ściany na ławie fundamentowej, należy dążyć do takiego usytuowania ściany na fundamencie, aby linia działania obciążenia od ściany pokrywała się z geometrycznym środkiem podstawy fundamentu. Wtedy rozkład nacisków jest równomierny.

W przypadku mimośrodowego oparcia ściany na ławie fundamentowej wysunięcie może odpowiadać maksymalnie połowie grubości ściany lub słupa. Wynikiem tego jest trójkątny rozkład naprężę pod ławą.

Metody podbijania fundamentów:

- Połączenie ławy fundamentowej i ściany przy budynku sąsiednim:

- Połączenie ławy przy budynku sąsiednim z ławą do niej równoległą:

35. Charakterystyka żelbetowych kominów

36. Charakterystyka żelbetowych hiperboloidalnych chłodni kominowych w Polsce

Chłodnie kominowe mają kształt obrotowej bryły hiperboloidy jednopowłokowej. Swemu kształtowi zawdzięczają one znaczną sztywność (odporność na zginanie), dzięki czemu umożliwiają uzyskanie znacznych rozpiętości i wysokości.

Chłodnia kominowa hiperboloidalna, żelbetowa składa się z części budowlanej oraz części technologicznej.

Cześć budowlana to:

• żelbetowy fundament pierścieniowy

• zbiornik żelbetowy pod chłodnią

• ukośne słupy płaszcza

• żelbetowy płaszcz chłodni jest powłoką w kształcie hiperboloidy obrotowej wspartą na skośnych słupach, które spoczywają na fundamencie pierścieniowym.

• konstrukcja nośna urządzeń wewnętrznych – prefabrykowana - żelbetowa

• kanały doprowadzające i odprowadzające wodę – żelbetowe.

• system drabin, kładek i oporęczeń inspekcyjnych. Górna krawędź powłoki jest usztywniona przez leżący wewnątrz pierścień, który – wraz z wewnętrzną żelbetową balustradą – służy jednocześnie jako pomost inspekcyjny dla kontroli świateł ostrzegawczych.