Katedra Budownictwa i Geodezji

Zakład mechaniki i Konstrukcji Budowlanych

Wydział Inżynierii i Kształtowania Środowiska

SGGW Warszawa

Kierunek Budownictwo

Obliczenia statyczne

Projekt zbiornika żelbetowego na wodę pitną

Wykonał:

Łukasz Gradowski gr 3

OPIS TECHNICZNY

Celem projektu było obliczenie konstrukcji żelbetowego zbiornika na wodę pitną dla następujących danych:

Wysokość użytkowa

Konstrukcja płaszcza zbiornika oraz płyty dennej - monolityczna.

Klasa ekspozycji XC2

Przyjęto beton klasy B30

Wytrzymałość obliczeniowa na ściskanie w konstrukcjach żelbetowych

Przyjęto stal St0S-b, klasy A-0:

Wytrzymałość obliczeniowa granicy plastyczności

Obciążenia i współczynniki zgodne z normami:

PN-82/B-02001 „Obciążenia budowli. Obciążenia stałe”.

PN-82/B-02003 „Obciążenia budowli. Obciążenia zmienne technologiczne. Podstawowe obciążenia technologiczne i montażowe”.

PN-B-03264:2002 „Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone. Obliczenia statyczne i projektowanie”.

PN-81/B-03020 „Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie budowli. Obliczenia statyczne i projektowanie”.

Sporządzono rysunek konstrukcyjny w skali 1:20

Rys. 1 - Konstrukcja płaszcza zbiornika żelbetowego.

Rys. 2 - Konstrukcja dna zbiornika żelbetowego.

Do projektu dołączono wykaz stali obliczonych elementów.

1. Określenie danych projektowych

• Dane wyjściowe

,

W poziomie posadowienia występuje grunt jednorodny Piasek drobny (Pd) mało wilgotny (mw) o stopniu zagęszczenia

Zbiornik jest wypełniony w całości wodą o ciężarze objętościowym

• Przyjęto dane materiałowe

Beton klasy B30

,
,
,

Stal A-0 St0S-b

,

2. Określenie potrzebnej grubości ściany

- przekrój 1 mb ściany

- siła rozciągająca [kN/m]

,

- potrzebna powierzchnia stali

Potrzebna grubość ściany

Przyjęto

3. Wyznaczenie sił rozciągających pierścieniowych oraz momentów zginających w płaszczu zbiornika

Moment zginający oblicza się ze wzoru

Wyniki obliczeń momentów występujących na poszczególnych głębokościach zbiornika przedstawiono w tabeli 1. Na wykresie 1 zilustrowano przebieg momentów w zależności od wysokości zbiornika.

Tabela 1. Wyznaczenie momentów zginających płaszcz zbiornika
Nume	x	2r^2^2l(K/(Eh))	1-(1/(l))	x	exp(-x)	1-(1/(l))cosx	1-(1/(l))cosx-sinx	Mx [kNm]
1	2	3	4	5	6	7	8	9
0	0,00	20,63	0,83	0,00	1,000	0,831	0,831	19,79
1	0,50	20,63	0,83	0,54	0,584	0,714	0,202	2,81
2	1,00	20,63	0,83	1,07	0,341	0,396	-0,484	-3,93
3	1,50	20,63	0,83	1,61	0,200	-0,034	-1,033	-4,91
4	2,00	20,63	0,83	2,15	0,117	-0,454	-1,291	-3,59
5	2,50	20,63	0,83	2,69	0,068	-0,746	-1,186	-1,93
6	3,00	20,63	0,83	3,22	0,040	-0,828	-0,746	-0,71
7	3,50	20,63	0,83	3,76	0,023	-0,677	-0,096	-0,05
8	4,00	20,63	0,83	4,30	0,014	-0,335	0,581	0,19
9	4,50	20,63	0,83	4,84	0,008	0,102	1,094	0,21
10	5,00	20,63	0,83	5,37	0,005	0,509	1,299	0,14
11	5,50	20,63	0,83	5,91	0,003	0,773	1,139	0,07

Siły rozciągające pierścieniowe

Tabela 2. Wyznaczenie siły rozciągającej pierścieniowej
Numer	x	x	1-(1/(ll))	coslx	(1/(ll))sinlx	lexp(-lx)	l-x	γr	Nq [kN/m]
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
0	0,00	0,000	0,823	1,000	0,000	5,500	5,50	70,0	0,00
1	0,50	0,513	0,823	0,871	0,404	2,992	5,00	70,0	82,87
2	1,00	1,027	0,823	0,518	0,704	1,612	4,50	70,0	177,15
3	1,50	1,540	0,823	0,031	0,823	0,858	4,00	70,0	228,78
4	2,00	2,053	0,823	-0,464	0,729	0,449	3,50	70,0	236,67
5	2,50	2,567	0,823	-0,839	0,447	0,230	3,00	70,0	216,32
6	3,00	3,080	0,823	-0,998	0,051	0,115	2,50	70,0	182,62
7	3,50	3,593	0,823	-0,900	-0,359	0,055	2,00	70,0	144,85
8	4,00	4,107	0,823	-0,569	-0,677	0,025	1,50	70,0	107,15
9	4,50	4,620	0,823	-0,092	-0,819	0,010	1,00	70,0	70,63
10	5,00	5,133	0,823	0,409	-0,751	0,003	0,50	70,0	35,07
11	5,50	5,647	0,823	0,804	-0,489	0,000	0,00	70,0	0,00

4. Wyznaczenie sił rozciągających pierścieniowych oraz momentów zginających w ścianie zbiornika

Reakcja działająca na brzegu powłoki

Siła rozciągająca

Moment południkowy

gdzie:

- maksymalna wartość parcia

- współczynnik charaktrystyczny (zanikania)

- promień powłoki mierzony do powierzchni środkowej

- grubość powłoki walcowej

- liczba Poissona

- współcznniki zależne od długości zastępczej

- długość tworzącej powłoki walcowej

Obliczenie sił przekrojowych prowadzono tabelarycznie a wyniki zestawiono w tabeli poniżej.

Tabela 3. Wyznaczenie sił przekrojowych
xw=x/lw	N0^3a	M0^3a	ny^w	mx^w	segment
0,00	0,00	0,86	0,00	22,80	A
0,10	0,25	0,01	105,74	0,15
0,20	0,55	-0,21	236,33	-5,51
0,30	0,67	-0,16	288,53	-4,22		B
0,40	0,64	-0,07	275,04	-1,85
0,50	0,54	-0,01	231,00	-0,36		C
0,60	0,42	0,01	179,94	0,18
0,70	0,30	0,01	131,08	0,22		D
0,80	0,20	0,00	85,58	0,12
0,90	0,10	0,00	41,99	0,03		E
1,00	0,00	0,00	-1,02	0,00

5. Wymiarowanie zbrojenia

6.1. Zbrojenie poziome

• Pierścień A

Maksymalna siła pierścieniowa

Potrzebne zbrojenie

Przyjęto zbrojenie symetrycznie
co
o

Sprawdzenie rozwarcia rys

Siła rysująca

Przekrój nie ulegnie zarysowaniu

• Pierścień B

Maksymalna siła pierścieniowa

Potrzebne zbrojenie

Przyjęto zbrojenie symetrycznie
co
o

Sprawdzenie rozwarcia rys

Siła rysująca

Przekrój nie ulegnie zarysowaniu

• Pierścień C

Maksymalna siła pierścieniowa

Potrzebne zbrojenie

Przyjęto zbrojenie symetrycznie
co
o

Sprawdzenie rozwarcia rys

Siła rysująca

Przekrój nie ulegnie zarysowaniu

• Pierścień D

Maksymalna siła pierścieniowa

Potrzebne zbrojenie

W elementach rozciąganych pole przekroju zbrojenia podłużnego nie może być mniejsze niż:

Przyjęto zbrojenie symetrycznie
co
o

Sprawdzenie rozwarcia rys

Siła rysująca

Przekrój nie ulegnie zarysowaniu

• Pierścień E

Maksymalna siła pierścieniowa

Potrzebne zbrojenie

W elementach rozciąganych pole przekroju zbrojenia podłużnego nie może być mniejsze niż:

Przyjęto zbrojenie symetrycznie
co
o

Sprawdzenie rozwarcia rys

Siła rysująca

Przekrój nie ulegnie zarysowaniu

1. Zbrojenie pionowe pierścienia

Przy krawędzi dennej występuje moment zginający
oraz siła ściskająca powstała od ciężaru własnego ściany, która dla przekroju o szerokości 1m wynosi

Przekrój pracuje na ściskanie mimośrodowe

Mimośród konstrukcyjny

Mimośród niezamierzony

dla konstrukcji monolitycznych

Mimośród początkowy

odległość siły
od środka ciężkości zbrojenia

Przekrój należy zbroić symetrycznie, ponieważ
z sumy rzutów wszystkich sił na oś x wynika, że

Położenie osi obojętnej

Ponieważ
to stan graniczny nośności sprawdzony jest z warunku

Potrzebne zbrojenie

Przejęto zbrojenie od wewnątrz i zewnątrz
co
o

6. Wymiarowanie zbrojenia dna

Przyjęto grubość dna zbiornika

Obciążenie dna siłą rozciągającą

Moment zginający na krawędzi

Występuje rozciąganie mimośrodowe

Założono zbrojenie symetryczne

Położenie osi obojętnej

Ponieważ
to stan graniczny nośności sprawdzony jest z warunku

Potrzebne zbrojenie

Przyjęto zbrojenie

co
o

7. Obliczenie obciążenia dna odporem gruntu

Objętość materiału ścian

Przyjęto długość odsadzki równą 0,30m

Potrzebne zbrojenie

Przyjęto zbrojenie jest poprawne

co
o

2

---