OBLICZENIE KOPUŁY POZ. 1

OBLICZENIE GEOMETRII KOPUŁY

OBCIĄŻENIA STAŁE

Rodzaj obciążenia	Obciążenie normowe		Obciążenie obliczeniowe
1		2	3
Żelbetowa powłoka kopuły 0,10*24,00 Papa na lepiku Wełna mineralna (płyty „Lamella”) 0,075*2,10 Papa asfaltowa - Gładż cem.0,3*2,1 Papa asfaltowa z wierzchnią warstwą folii aluminiowej	2,400 0,05 0,158 0,05 0,63 0,10	1,1 1,2 1,2 1,2 1,3 1,2	2,640 0,060 0,189 0,060 0,819 0,120
ŁĄCZNIE

OBCIĄŻENIE ŚNIEGIEM

I strefa obciążenia śniegiem.

Obciążenie charakterystyczne:

Obciążenie obliczeniowe:

OBCIĄŻENIE WIATREM

I strefa obciążenia wiatrem.

Współczynnik ekspozycji dla terenu B=0,8 i wysokości obiektu <20m,
.

Współczynnik aerodynamiczny dla całkowitej wysokości obiektu ponad teren 13,0m i średnicy zbiornika D=17,5m i stosunku H/D=10,3/17,5=0,59 odczytano C=C_Z=-0,65.

Współczynnik działania porywów wiatru przy założeniu niepodatności budowli przyjęto
.

Obciążenie charakterystyczne

Obciążenie obliczeniowe:

OBCIĄŻENIE CIĘŻAREM WŁASNYM+ŚNIGIEM+WIATREM

I ETAP - STAN BŁONOWY

Obciążenie stałe.

Obciążenie śniegiem.

Obciążenie wiatrem.

Zestawienie sił południkowych i równoleżnikowych od obciążenia stałego (kN/m).

Nr przekroju
0	-27,1814	-2,2842
1	-26,9514	-3,1497
2	-26,5454	-4,7041
3	-26,1643	-6,1954
4	-25,8070	-7,6236
5	-25,4724	-8,9884
6	-25,1595	-10,2895
7	-24,8673	-11,5266
8	-23,5089	-17,5873
9	-22,7412	-21,2612
10	-22,4927	-22,4927

Zestawienie sił południkowych i równoleżnikowych od obciążenia śniegiem (kN/m).

Nr przekroju
0	-0,141938	-2,9708	0,6438
1	-0,104528	-3,0349	0,4741
2	-0,034899	-3,1507	0,1583
3	0,034899	-3,2626	-0,1583
4	0,104528	-3,3706	-0,4741
5	0,173648	-3,4744	-0,7876
6	0,241922	-3,5741	-1,0973
7	0,309017	-3,6693	-1,4016
8	0,669131	-4,1434	-3,0349
9	0,913545	-4,4364	-4,1434
10	1,000000	-4,5356	-4,5356

Zestawienie sił południkowych i równoleżnikowych od obciążenia wiatrem (kN/m).

Nr przekroju
0	0,655005	0,281017	2,317828	0,5196	0,184068	0,570969	1,9354
1	0,669131	0,299594	2,436574	0,5159	0,200467	0,552264	1,8985
2	0,694658	0,335208	2,686567	0,5078	0,232855	0,517450	1,8293
3	0,719340	0,372222	2,983226	0,4978	0,267754	0,482550	1,7591
4	0,743145	0,410412	3,337854	0,4862	0,304996	0,447736	1,6878
5	0,766044	0,449533	3,765282	0,4729	0,344363	0,413176	1,6154
6	0,788011	0,489324	4,285229	0,4582	0,385592	0,379039	1,5421
7	0,809017	0,529508	4,924294	0,4420	0,428381	0,345492	1,4676
8	0,913545	0,762413	14,861413	0,3202	0,696499	0,165435	1,0013
9	0,978148	0,935865	111,266203	0,1676	0,915414	0,043227	0,5079
10	1,000000	1,000000	0,000000	0,0000	1,000000	0,000000	0,0000

Zestawienie maksymalnych sił przekrojowych dla stanu błonowego (kN/m).

Nr przekroju
0	-29,6327	0,2950
1	-29,4703	-0,7771
2	-29,1883	-2,7165
3	-28,9291	-4,5946
4	-28,6914	-6,4099
5	-28,4739	-8,1605
6	-28,2753	-9,8447
7	-28,0946	-11,4606
8	-27,3322	-19,6209
9	-27,0100	-24,8967
10	-27,0283	-27,0283

II ETAP - STAN ZGIĘCIOWY

Dane:

Wyznaczenie mimośrodu
, na jakim działa siła
względem środka ciężkości pierścienia podporowego.

Obliczenie odkształceń pierścienia podporowego i dolnego brzegu powłoki.

Odkształcenie dolnego brzegu powłoki od sił błonowych.

Odkształcenie brzegu powłoki od działania siły brzegowej R.

Odkształcenie dolnej krawędzi powłoki od działania momentu brzegowego M.

Odkształcenie pierścienia podporowego od sił błonowych.

Odkształcenia pierścienia podporowego od siły brzegowej R.

Odkształcenia pierścienia podporowego od momentu brzegowego M.

Obliczenie niewiadomych R i M.

Po rozwiązaniu powyższego układu równań otrzymano.

Obliczenie sił południkowych i równoleżnikowych w powłoce z uwzględnieniem zaburzeń brzegowych.

Zestawienie wartości sił południkowych i równoleżnikowych dla stanu zgięciowego (kN/m).

Nr przekroju
0	45,57	0,00	0,8668383	-29,6327	0,7317	0,0000	-28,9009	0,2950	23,9000	15,2582	39,4533
1	43,57	7,00	0,900404	-29,4703	-0,0438	0,0088	-29,5053	-0,7771	-1,2132	-0,9128	-2,9032
2	41,00	14,00	0,9656888	-29,1883	0,0025	-0,0010	-29,1868	-2,7165	0,0596	0,0521	-2,6047
3	38,00	20,00	1,0355303	-28,9291	-0,0001	0,0001	-28,9292	-4,5946	-0,0028	-0,0029	-4,6003
4	35,00	26,00	1,1106125	-28,6914	-0,0001	0,0000	-28,6915	-6,4099	-0,0020	-0,0013	-6,4132
5	32,00	32,00	1,1917536	-28,4739	0,0000	0,0000	-28,4739	-8,1605	-0,0011	-0,0004	-8,1620
6	26,00	35,00	1,2799416	-28,2753	0,0000	0,0000	-28,2754	-9,8447	-0,0004	0,0001	-9,8450
7	20,00	38,00	1,3763819	-28,0946	0,0000	0,0000	-28,0946	-11,4606	-0,0001	0,0003	-11,4604
8	14,00	41,00	2,2460368	-27,3322	0,0000	0,0000	-27,3322	-19,6209	0,0001	0,0002	-19,6206
9	7,00	41,57	4,7046301	-27,0100	0,0000	0,0000	-27,0100	-24,8967	0,0001	0,0002	-24,8965
10	0,00	45,57	0	-27,0283	0,0000	0,0000	-27,0282	-27,0283	0,0001	0,0001	-27,0280

Obliczenie momentów południkowych i równoleżnikowych wywołanych zaburzeniami brzegowymi przy pierścieniu.

Zestawienie wartości momentów południkowych i równoleżnikowych (kN/m).

Nr przekroju
0	45,57	0,00	0,8668383	0,00000	0,44047	0,44047	-0,01308	0,02697	0,01389
1	43,57	7,00	0,900404	0,00625	-0,01837	-0,01211	-0,00112	-0,00142	-0,00254
2	41,00	14,00	0,9656888	-0,00063	0,00069	0,00006	-0,00002	0,00007	0,00005
3	38,00	20,00	1,0355303	0,00005	-0,00002	0,00003	-0,00009	0,00000	-0,00009
4	35,00	26,00	1,1106125	0,00000	-0,00004	-0,00003	0,00000	0,00000	0,00000
5	32,00	32,00	1,1917536	-0,00002	-0,00003	-0,00005	0,00000	0,00000	0,00000
6	26,00	35,00	1,2799416	-0,00002	-0,00002	-0,00004	0,00000	0,00000	-0,00001
7	20,00	38,00	1,3763819	-0,00001	-0,00001	-0,00002	0,00000	0,00000	0,00000
8	14,00	41,00	2,2460368	-0,00001	0,00000	-0,00001	0,00000	0,00000	0,00000
9	7,00	41,57	4,7046301	0,00000	0,00000	0,00000	0,00000	0,00000	0,00000
10	0,00	45,57	0	0,00000	0,00000	0,00000	-	-	-

WYMIAROWANIE KOPUŁY.

Zbrojenie kopuły w kierunku południkowym.

Przekrój mimośrodowo ściskany.

Beton B30
.

Stal klasy A-I
.

Długość południka

Wysokość przekroju 0,10m.

Szerokość przekroju 1,00m.

Wysokość użyteczna 0,07m.

Grubość otulenia 0,03m

Obliczenie zbrojenia w przekroju podporowym.

Mimośród konstrukcyjny
.

Mimośród niezamierzony
.

Mimośród początkowy
.

Współczynnik podłużnej sprężystości betonu dla B30 E_cm=30500MPa.

Współczynnik Poissona υ=0,2.

Promień powłoki a=11,57m.

Siła krytyczna:

Przyjęto stopień zbrojenia 1%.

Założono duży mimośród.

?

Założono zbrojenie symetryczne.

Zbrojenie minimalne.

Przyjęto 8Ø8 co 25cm o
.?

Zbrojenie kopuły w kierunku równoleżnikowym.

Przekrój wymiarowany jest jako mimośrodowo rozciągany.

Beton B30

Stal klasy A-I.

Długość południka

Wysokość przekroju 0,10m.

Szerokość przekroju 1,00m.

Wysokość użyteczna 0,063m.

Grubość otulenia 0,03m.

Obliczenie zbrojenia w przekroju 0-0.

Działające obciążenie.

Mimośród konstrukcyjny
.

?

Przypadek małego mimośrodu.

zbrojenie minimalne:

Przyjęto po obu stronach 5 Ø12 co 20,0cm o

OBLICZENIE WIEŃCA POZ. 2.

WYMIAROWANIE WIEŃCA.

Wieniec podporowy obciąża składowa pozioma
dla
.

dla

siła rozciągająca wieniec podporowy.

Ze względu na mały mimośród przekrój jest liczony jako osiowo rozciągany.

Przyjęto:

Beton B30

Stal A-I

Wysokość przekroju h=50cm

Szerokość przekroju b=50cm

Obliczenie ilości potrzebnego zbrojenia.

Minimalne pole A_S przekroju zbrojenia rozciąganego, wymaganego ze względu na ograniczenie szerokości rys (92):

- współczynnik uwzględniający rozkład naprężeń w przekroju w chwili poprzedzającej zarysowanie

przy rozciąganiu osiowym

- współczynnik uwzględniający wpływ nierównomiernych naprężeń samo równoważących się w ustroju

dla przekroju o h=0,50m

- pole przekroju strefy rozciąganej

przy rozciąganiu osiowym

- przyjęto

dla betonu B30

- wartość naprężeń w zbrojeniu rozciąganym przyjęta równa
dla stali A-I

przyjęto 10Ø16 o

minimalna wartość stopnia zbrojenia strzemionami na ścinanie
wg tabl. 32, dla stali A-I oraz betonu B30

Przyjęto zbrojenie strzemionami Ø8

- szerokość strefy ścinania

- rozstaw strzemion

- pole przekroju strzemion

Przyjęto rozstaw strzemion Ø8 co 11,0cm.

OBLICZENIE ZBIORNIKA CYLINDRYCZNEGO POZ. 3.

ŚCIANA ZBIORNIKA CYLINDRYCZNEGO.

Dane geometryczne:

przyjęcie wstępnej grubości zbiornika

Przyjęto: beton B30 o f_ctk=1,8MPa, E_cm=30500MPa, stal A-0 StOS f_yk=220MPa, E_s=200000MPa.

Przyjęto 0,4m.

Współczynnik zanikania
.

Czynnik obciążeniowy dla cieczy.

Obliczenie wielkości oddziaływania dla cieczy.

Obliczenie sił równoleżnikowych i momentów zginających w ścianie zbiornika od obciążenia cieczą.

1. Siły równoleżnikowe.

2. Momenty zginające.

Obliczone wartości
i
.

Nr przekroju
0 1 2 3 4 5 6 7 8	0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00	0,000000 0,602410 1,204819 1,807229 2,409639 3,012048 3,614458 4,216867 4,819277	0,000000 0,310224 0,279895 0,159543 0,060047 0,006355 -0,012266 -0,012971 -0,008027	1,000000 0,451117 0,107268 -0,03844 -0,066835 -0,048779 -0,023976 -0,007011 -0,000861	164,65 471,485 650,9039 668,3379 577,8157 438,4462 287,3644 140,3571 0,536661	-16,48 20,60987 23,53476 15,05615 6,529732 1,378327 -0,71368 -1,05706 -0,73979

Obliczenie wielkości siły południkowej.

Obciążenie pionowe ściany zbiornika na jednostkę obwodu (bez ciężaru samej ściany)
.

WYMIAROWANIE ZBIORNIKA CYLINDRYCZNEGO.

ZBROJENIE POZIOME.

Zbrojenie pasma I

przyjęto 4Ø16 o

Zbrojenie pasma II

przyjęto 12Ø16 o

Zbrojenie pasma III

przyjęto 16Ø16 o

Zbrojenie pasma IV

przyjęto 16Ø16 o

Zbrojenie pasma V

przyjęto 14Ø16 o

Zbrojenie pasma VI

przyjęto 12Ø16 o

Zbrojenie pasma VII

przyjęto 8Ø16 o

Zbrojenie pasma VIII

przyjęto 4Ø16 o

Zbrojenie pasma IX

przyjęto 6Ø16 o

ZBROJENIE PIONOWE.

Mimośród konstrukcyjny
.

Mimośród niezamierzony
.

Mimośród początkowy
.

Współczynnik podłużnej sprężystości betonu dla B30 E_cm=30500MPa.

Współczynnik Poissona υ=0,2.

Promień zbiornika a=12,00m.

Siła krytyczna:

Zbrojenie symetryczne.

Przyjęto stopień zbrojenia 1%.

Założono duży mimośród.

Założono zbrojenie symetryczne.

Zbrojenie minimalne.

Przyjęto 4Ø16 co 25cm o
.

OBLICZENIE DNA ZBIORNIKA POZ. 4.

DNO ZBIORNIKA.

Przyjęto zbrojenie dna zbiornika.

Dno zbiornika połączone ze ścianą lub zdylatowane, przy założeniu niepodatliwego podłoża, zbroi się konstrukcyjnie dołem i górą siatką o oczkach 20-25cm, o średnicy zbrojenia około 8mm w układzie radialnym.

OBLICZENIE ŁAWY FUNDAMENTOWEJ POZ. 5.

ŁAWA FUNDAMENTOWA.

Ława fundamentowa.

1. Przyjęcie wstępnych wymiarów ławy.

Przyjęto:

-szerokość ławy 2,00m

-wysokość ławy 1,00m

-głębokość posadowienia ze względu na przemarzanie gruntu D=0,80m.

Przyjęcie wysokości ławy ze względu na wymaganą długość zakotwienia.

Przyjęto wysokość ławy
.

2. Zestawienie obciążeń obliczeniowych.

-ciężar wody nad fundamentem

-ciężar ławy żelbetowej

C. Sprawdzenie, czy wypadkowa obciążeń leży w rdzeniu podstawy stopy.

Wypadkowa obciążeń znajduje się w rdzeniu.

3. Sprawdzenie pierwszego stanu granicznego nośności podłoża.

Dla podłoża jednorodnego musi być spełniony następujący warunek:

- współczynnik korekcyjny

- pionowa składowa obliczeniowego oporu granicznego podłoża gruntowego, kN; obliczana ze wzoru:

gdzie:

- mimośród działania obciążenia, odpowiednio w kierunku równoległym do szerokości B i długości L podstawy, m

- głębokość posadowienia, mierzona od najniższego poziomu terenu, m,

- współczynniki nośności, wyznaczone w zależności od wartości
,

- obliczeniowa wartość kąta tarcia wewnętrznego gruntu zalegającego bezpośrednio poniżej poziomu posadowienia,

- obliczeniowa wartość spójności gruntu zalegającego bezpośrednio poniżej poziomu posadowienia, kPa,

- obliczeniowy średni ciężar gruntu powyżej poziomu posadowienia,
,

- obliczeniowy średni ciężar gruntu poniżej poziomu posadowienia,

gdzie:

- obliczeniowa średnia gęstość objętościowa gruntów odpowiednio powyżej i poniżej (do głębokości równej B) poziomu posadowienia,
,

- przyśpieszenie ziemskie,
,

- współczynniki wpływu nachylenia wypadkowej

obciążenia, zależne od
i od
,

gdzie:

- kąt nachylenia wypadkowej obciążenia,

,
-obliczeniowa wartość siły poziomej działającej równolegle do boku L podstawy fundamentu, kN;
- obliczeniowa wartość pionowej składowej

obciążenia, kN.

W naszym przypadku:

Grunt w poziomie posadowienia:

- rodzaj gruntu:

- stopień zagęszczenia:

Po interpolacji przyjęto:

Otrzymane wartości podstawiono do wzoru
:

Odpór gruntu pod stopą.

Obliczenie zbrojenia na zginanie metodą wydzielonych wsporników trapezowych.

Przyjęto zbrojenie 4 ∅12 A_S1=4,524cm².

Ścinanie.

Ścinanie nie nastąpi.

8