Przekrycia cienkościenne są przestrzennymi konstrukcjami zazwyczaj gładkimi (płytowymi), których grubość jest bardzo mała w porównaniu z pozostałymi wymiaramigeometryczn. Odznaczają się one niezwykle małym, zużyciem materiałów konstrukcyjnych, możliwością przekrycia znacznych pow.Do wad- trudności wykonania niektórych ich typów, głównie dwukrzywiznowych.Przekrycia te dzielą się na dwa zasadnicze rodzaje:- powłoki (łupiny),-układy fałdowe(tarczowe).Powłoki przykryc cienkościennych o pojedynczo lub podwojnie zakrzywionej powierzchni srodkowej te powłoki Przenosza obc. na podpory za pośrednictwem sił wew.rozłożonych równomiernie na powłoki i dziala rownolegle do pow. Srod. Założenia obliczeniowe.Stosowane w praktyce inżynierskiej obliczenia powłok opierają się na następujących założeniach - gr. powłoki jest mała w porów.z jej pozostałymi wymiarami.

- odkszt. powłoki są małe w stos. do jej grubości

- pkty, które przed odkształć. leżały na prostej prostop. do pow. środkowej po odksz. również znajdują się na prostej prostop. do tej pow.- napr.normalne w pł. prostopadłej do pow. Środ. są b. małe.- pow. srodkowa zakrzywiona w sposób ciągły

- grubosc powłoki nie może zmieniac się skokowo –obc. Pow. sa rozłożone w sposób ciągły i nie mogla zmieniac się zbyt nie równomiernie- siły brzegowe odziałowują skierowane w kierunku stycznym do powierzchni srodkowej

POWŁOKI BŁONOWE:

Kazda prostopadła płasz.

do osi jest rownoleznikowa

Kazda row.pł.do osi Srod.

jest południkowa

Rozpatrując wycinek powłoki

w stanie błonowym należy wziąć pod uwage war. Brzeg.wzgl.:

- row.równowagi sił w kierunki stycznej do równoleżnika

- Row.rów.sił w kierunki stycznej do poludnika

–row.rów. siły normalnej do powierzchni

Kopuła oparta na pierścieniu oporowym

W calu złag. zaburzen brzeg:

- pogr. Pow. kopuły w pob.

pierscienia opor.poprzez

wprowadznie tzw krzywej

przejściowej. Dł.pogr.

zalezna jest od wyniosłości

kopuły. Dla duzej wyniosłości

jest niewielka 0,5 – 1 gdy kat srodkowy wynisi 0,3<f/fi,0,5 wtedy wart. Pogr.wynosi 4-6 kata srodk. – zast. w kopułach krzywej przejściowej z pktem przegięcia przy pierścieniu górnym jeśli będzie zastos. świetlik. Zadaniem tego zabiegu jest zwieksz. Gr. kopuły doprowadzające jej gr. do szer.piersc. Wart.pogrubienia wynosi 2-4 kata srod. – zastos.odpowienich podpor umożliwiających swobodny przesów w kier.radialnym w konstr.stalowych- wykonanie wstęp. sprzężenia pierscienia oporowego- utwierdzenie powłoki w pierścieniu oporowym , wspołpraca powłoki z pierścieniem opor.przedstawiamy jako super pozycje 3 czynnikow:- działanie sił błonowych, obl.przy założeniu bezmomentowego stanu naprężeń - uwzględnienie działania siły brzegowej która oddziałowuje zarówno na powłoke jak i na piercien - wprowadzenie mom.brzegowego

Obc.wiatrem: Obc świetlikiem:

Powłoka kulista obc. Ciez.włas. g

Zbiornik przegubowo przesówny połączony z dnem:

Obliczenia scian polega na okresleniu wew.sił rozciągających i doborze przekroju betonu oraz zbrojenia z warunku rysoodporności elementow zbiornika

Parcie hydrostat:P=gamma*y

Zbiorniki typu IntzegoZb.Intzego stos. często w wierzowych zbiornikach cieśn..posiadaja te wyższość nad zbior. z płaskim dnem ze w kopulastej czesci dna wyst.tylko sily ściskające - przykrycie – pierścień walcowy – czesc stożkowa – kopuła walcowa –pierscien nosny Zbiornik składa się z kopulastego dna, z części walcowej i stożkowej. Wymiary zbiornika, można tak dobrać, żeby w pierścieniu nośnym nie wystąpiła siła pozioma. Nϕ1, Nϕ2-największe wartości sił południkowych

Nϕ1sinα1= Nϕ2sinα2

Przy projektowaniu zbiornika Intzego obliczamy cztery elementy:*ścianę walcową h1 obl.na pierścieniową siłę rozciąganą Nϕ1, należy uwzględnić w obl. zaburzenia brzegowe wynikającej z połączenia ściany walcowej ze stożkową częścią dna.*kopulastą część dna obliczamy na oddziaływanie słupa wody wyznaczając siły południkowe oraz siły Nϕ i siły pierścieniowe.*stożkowa część dna, obliczamy na pierścieniową siłę rozciągającą*pierścień podpierający dno jeżeli podparty jest słupami to stanowi belkę ciągłą, której poszczególne przęsła są skręcane i zginane. Obc.e tej belki jest stałe, równom. Obc.e na obw.e belki i składa się z całk. ciężaru własnego konstrukcji zbiornika i całkowitego ciężaru cieczy.

ZBIORNIKI REIMBERTA - Ideą konstr.zbiornika jest wykorzysta. cech fizyko-mechanicznych betonu i stali zbroj.Beton w konstr.zbior.pracuje w zasadzie na scinanie a stal stanowiaca zbroj.w scianie zew. pracuje na rozciaganie.Zbiorniki tego systemu wykorzystuje się jako terenowe. Dzieki wyelim. monolitycznego polaczenia sciany z dnem nie występują zaburzenia brzegowe. Omawiany zbiornik posiada scianę podwójną. Sciana w przekroju poziomym stanowi wielobok foremny sciana wewnątrz skalda się z dostatecznie cienkich powłok cylindrycznych skierowanych wypukłością do wnętrza zbiornika, kształt powłok jest kolisty, tak że obciążenie hydrost.wywołuje w niech napr. scisk.Przykrycie zbiornika stanowi kopuła monolit.,połączona ze swobodnie podpartym pierścieniem oporowym.Dno zbior. jest zdylatowane co pozwala na swobodne odkształcenia sciany. Dno jest płyta swobodnie podparta na podłozu betonowym Elementy sciany wew. Pol.sa monolit.wezłami ze sciana zew. W zew. Scianie wystepują mom. od parcia ziemi oraz napr. rozciąg.od parcia wody które sa przenoszone przez zbrojenie obwodowe.

Przestrzen miedzy elementami sciany zew. i wew. pozostaje puste. Wskazane jest przykrycie tych przestrzeni prefabryk. elementami żelbetowymi ułożonymi na warstwie bitumicznej

Wykonastwo:1 etap – na przygot. podłożu bet.wykonuje się płytę denna zbiornika z pozostawieniem na obwodzie miejsca na plytę pierscieniowa pod sciany 2 – pod płyte pierscieniową scienna układa się warstwe masy bitumicznej dla swobodnego przesuwu scian, nastepnie układa się zbrojenie plyty pierścieniowej z wystającymi do gory pretami dla zakotwienia sciany potem betonuje się płyte pierscieniowa 3– betonuje się czesc wew. sciany to jest fale powłok tacznie z wezłami stykowymi dwoch sąsiednich fal, przez które przebiega zbrojenie zewnętrznych scian wieloboku. Zborjenie zewnętrzne obwodowe stosowac ze stali wysoko gatunkowej 4- po stwardnieniu betonu w wezlach i powłokach fal oraz po wypełnieniu masa bitumiczna szczelin dylatacyjnych pomiedzy płyta denna a fundamentem pierścieniowym pod sciane zbiornik napełnia się woda. Pod działaniem wody fale powoduja rosciaganie głownego zbrojenia obwodowego. Nast.betonuje się scianę zew., która należy przez dłuższy czas utrzymywac w stanie wilgotnym dla zmienijeszenia procesow skorczowych. Gdy już beton dostatecznie stwardnieje zbiornik oproznia się i wydłuzone spęzyscie zbrojenie obwodowe skreca się, przy tym spreza zewnetrzna sciane w ktorej jest zabetonowaneDo zalet: korzystna praca statyczna, mniejsze uzycie betonu i stali zbroj. Wady: trudniejsze wykonawstwo – wieksze zurzycie materiałów izolacyjnych, wieksza powierzchnia zabudowy

1.Teoria błonowa:Rozróżnia się teorię błonową powłok oraz teorię momentową. Teoria błonowa zakłada, że ściance powłoki panuje stan naprężenia odpowiadający stanowi cienkiej błony obciążonej niewielkim ciśnieniem. Zgodnie z tą teorią stan naprężenia jest określony wyłącznie naprężeniami normalnymi leżącymi na powierzchni środkowej powłoki w odróżnieniu od teorii momentowej. Założenia teori błonowej cienkich powłok osiowosymetrycznych: -grubość powłoki g jest mała w porównaniu z pozostałymi wymiarami -ugięcia powłoki są małe w stosunku do jej grubości -punkty leżące przed odkształceniem na prostej prostopadłej do

powierzchni środkowej po odkształceniu znajdują się na prostej prostopadłej do powierzchni środkowej-naprężenia normalne prostopadłe do powierzchni środkowej są bardzo małe- naprężenia równoległe do powierzchni środkowej są rozłożone równomiernie wzdłuż grubości ścianki.

Długości łuków:

Element pow:

równania równowagi:

równania Laplece’a

2 Zbiorniki prostopadłościenne.

Zbiorniki te obliczamy różnymi metodami w zależności od wielkości.Zbiorniki prostokątne pracują jako układy przestrzenne, zatem nie można rozpatrywać jednej ze ścian po oderwaniu od pozostałych.Rzeczywisty charakter pracy ujmują równania różniczkowe dotyczące ugięcia środkowej płyty, w których obciążenie (parcie hydrostatyczne) przedstawione jest w postaci szeregi Furiera.W praktyce korzystamy z metod przybliżonych wynikających z obliczeń dokładnych. Zbiornik traktujemy jako układ płyt w których wzajemne oddziaływania spełniają warunki ciągłości konstrukcji.

Układ płyt dwukierunkowo zginanych.

Ściany zbiornika traktujemy jako płyty jednoprzęsłowe dla, których określamy momenty zginające w zależności od sposobu zamocowania na obwodzie.Odpowiednie momenty przesłowe i podporowe dla kierunków xiyoblicza się wg wzoru:

Mx=mxpa2, My=mypa2 gdzie: p – rzędna obc. Trójkątnego przy dnie p=y*a a-wys.płyty mx,my-wsp.te zależą od schematów podparcia, odczyrujemy z tablec w zależności od stosunków boków płyty, to jest b/a. stosunki boków płyt zazwyczaj wynoszą 0,5≤b/a<2 Rys

Ta metoda dokladnie odwzorowuje prace zbiornika. W przypadku zbiorników szczescienych to jest o stosunku boków b/a=1,0 przy innych stos. Powstają róznice momentów podporowych. W przyp. b/a≠1 należy przeprowadzic wyrowanie momentow na krawędziach pionowych zbiornika i uwzględnić ten wpływ na wart.momentow przesłowych w scianach.

Metoda Cramer’a dla zb. Prostopadł.zbliżonych do sześcianu.

Metoda ta rozpatruje zbiornik jako układ przestrzenny i dwa układy ramowe krzyżujące, a więc ramę poziomą zamkniętą i ramę pionową otwartą. RYSUNEK

Parcie pionowe (hydrostatyczne) dzielimy na dwie części:

Wyznaczamy trójkąt parcia R, który będzie stanowił obciążenie jednostkowych ram poziomych, drugi trójkąt parcia W obciąża ramę otwartą.Podział trójkąta parcia ustalamy z warunku równości ugięć, a więc ugięcie wspornika i ugięcie ramy poziomej na wysokość XR powinny być sobie równe.

Fx=fy1 fx=fy2 dla wys. H; dla boku l1 i l2 =fy1 i fy2

Gdy zbiornik jest kwadratowy l1=l2=l układ równań wygląda: 12,8 Xr4 H+l4 Xr=l4 H Wpływ monolitycznego połączenia ściany moment utwierdzenia określamy:

Ma= - γ H Xr2/6 W płaszczyźnie poziomej zbiornik obliczamy jak dla poziomych ram zamkniętych określając odpowiednie momenty podporowe, przęsłowe oraz siły podłużne.

MA= - p1 l2/12 MAB= p1 l2/24

4. Zbiorniki cylindryczne

Zbiorniki przegubowo połączone z dnem.

W zbiornikach o dużych pojemnościach >600m3 zaleca się uwzględniać siły tarcia pomiędzy ścianą, a dnem.

ϕ-kąt stoku naturalnego

N =γ⋅y⋅r

Dla gruntu N = - γgrun⋅y⋅r⋅tg2(45° - ϕ/2)

3.Metoda Paszkowskiego – metoda zb.cylindrycznych

Dotyczy zbiorników o małych średnicach a zwłaszcza gdy H/D>1 można zbiornik obliczyc tylko na siły rozciagane Nteta. Sprawdzamy na te siłe szczelność betonu natomiast utwierdzenie sciany w dnie można uwzględnić przez zastosowanie dodatkowego pionowego zbrojenia które będzie przeniosilo Ew. naprężenia działające w pionowym przekroju zbiornika. Wpływ monolitycznego polaczenia sciany z dnem można tez uwzględnić stosując odpowieni podział trójkątnego parcia hydrostatycznego na sciane zbiornika wg proporcji Paszkowkiego(rys)

Zadanie polega na tym

Ze przeciwprostokąt.

Trójkąta parcia dzielimy

Na 3 rowne odcinki i pkty

Te łączymy z wierzchołkiem kąta płaskiego. Wtedy trójkąt ABD obćiąża ścianę cylindryczną o wypadkowej trojkata BCE na odpowiednim ramieniu okresla Mv=2/27 γ⋅H^3

Zbiorniki z dnem o nieskończonej sztywności,W skutek tego połączenia ograniczona zostajeswoboda radialnych odkształceń ściany ( zakłócenie stanu błonowego) W tym przypadku obliczenia sprowadzamy do wyznaczenia sił pierścieniowych oraz wyznaczenia momentu pionowego. Wartości końcowe sił pierścieniowych i równoleżnikowych i momentów brzegowych są wynikiem sumowania obu stanów( błonowego i zaburzeń brzegowych)

Obliczamy wartości

sił i przemieszczeń

dla stanu błonowego

od parcia cieczy

(gruntu gdy zbiornik

podziemny), który

wyliczamy z gotowych wzorów. W następnej kolejności wyznaczamy wielkości sił i przemieszczeń dla stanu zaburzeń brzegowych, czyli dla stanu momentowego wyznaczamy je oddzielnie jako wpływy od działania siły brzegowej R i oddzielnie od momentu brzegowego M.

Końcowa wartość sił równoleżnikowych NY=Nγ+NγR+NγM Moment południkowy Mx=Mx_R+Mx_M Wykres sił równoleżnikowych i momentów południkowych dla zbiorników z dnem nieskończonej sztywności.

Zbiornik z dnem o skończonej sztywności.

Jeżeli dno zbiornika posiada skończoną sztywność i spoczywa na niepodatliwym podłożu to dolny brzeg płaszcza zbiornika dna doznają jednakowych przemieszczeń, a kąt między ścianą i dnem pozostaje stałe.

Dla stanu błonowego odkształcenia ściany i przemieszczenia kąta obrotu Wo= i ψo= Siła radialna powoduje powstanie odkształceń WR=; WM= ψR=; ψM= W dnie siła radialna wywołuje płaski stan naprężeń, a więc wskutek działania jej po obwodzie otrzymujemy σr=R/t Płyta denna pod działaniem siły równomiernie rozłożonej po obwodzie R (radialna) ulega wydłużeniu w kierunku promienia εr=R/Et ⋅ (1-ν) Pojawiają się przemieszczenia punktów leżących na obwodzie

u=r⋅ε=R⋅r/Et (1-ν) Następuje zmniejszenie kąta między ścianą, dnem.α=A/EI Wo+WR+WM-u=0 ψo+ψR+ψM-α=0

W obszarze brzegowym o szerokości „b” płyta odrywa się od podłoża, a w pozostałej przylega. Odkształcenia płyty obliczamy w sposób przybliżony, gdyż długość „b” jest mała w stosunku do promienia. Na odcinku „b” rozpatrujemy płytę jako belkę zastępczą o jednostkowej szerokości. Wielkość „b” znajdujemy z warunku, że styczna do linii ugięcia w punkcie „c” musi być równa zero Wo+WR+WM-u=0 Wo+WR+WM=u ψo+ψR+ψM-α=0 ψo+ψR+ψM=α