8c_model_zb_zelb.pdf

(3429 KB) Pobierz
Rozdział 12
Modelowanie zbiornika
żelbetowego
Narożniki ram są obciążone momentem ujemnym
(tzw. momentem zamykającym)
+ rozciąganie (górą)
- ściskanie (dołem)
rozciąganie
ściskanie
Narożniki zbiorników są obciążone momentem dodatnim
(tzw. momentem otwierającym)
Zbiorniki żelbetowe na ścieki
rysa narożna
diagonalna rysa
(niewidocza z zewnątrz)
Blok biologiczny zaprojektowany jako
otwarty, żelbetowy zbiornik prostokątny
o wymiarach wewnętrznych 119.45 m
119.
41.
41.00 m i wysokości wewnętrznej 6.48 m.
Grubość płyty dennej - 40 cm.
cm.
Grubość ścian zmienna 35-50 cm.
35- cm.
Zbiornik posadowiono na wzmocnionym
podłożu gruntowym i podbudowie
piaskowo-
piaskowo-żwirowej o grubości 50 cm.
cm.
Zbiornik
podzielono
poprzecznymi
dylatacjami na 5 segmentów.
segmentów.
Beton klasy C30/37, stal AII lub A IIIN.
30/37,
IIIN.
Przemieszczenie
poziome ścian
zbiornika po
napełnieniu do
6.0 m
Max.
Max. przem. poziome - 7.5 cm
Zbrojenie główne
narożnika zbiornika (węzeł
zbrojony zgodnie z projektem wykonawczym - startery
odgięte na zewnątrz)
Sekcja zbiornika przyjęta do obliczeń 2D MES
Siatka MES w narożniku
Obliczenia MES wykonano przy zastosowaniu sprężysto-
sprężysto-
plastycznego modelu z nielokalnym osłabieniem dla
betonu oraz sprężysto-idealnie plastycznego modelu dla
sprężysto-
zbrojenia z uwzględnieniem poślizgu
2
3
u
u
u
 
 
4.5
  
1.4
  
u
u
u
0
0
0
 
a
b
b
�½
f
t
0.5
c
d
0
<u≤ u
0
b
�½
1.9
f
t
u>u
0
Zależność między naprężeniami stycznymi a przemieszczeniami
w strefie kontaktu betonu ze zbrojeniem
Warianty zbrojenia narożnika w obliczeniach MES
a)
d)
Pobranie próbek ze zbiorników
Powstanie lokalizacji odkształceń
w narożniku przy wariantach zbrojenia ‘a’ i ‘d’
ariantach
Wyniki MES dla 4 różnych wariantów zbrojenia
Wariant
zbroje-
nia
Poziome
przemie-
szczenie
ściany
(5.7 m
wody)
[mm]
Osiągnięcie
Poziome
wytrzymałości przemieszczenie
przy
ściany
zwiększaniu
(osiągnięcie
wysokości wody wytrzymałości)
[%]
117
135
132
207
[mm]
40
60
60
80
Istniejący moment zginający w narożniku z rysą
diagonalną został oszacowany na 250 kNm na
podstawie wyników MES
a)
b)
c)
d)
8
7
7
7
a)
b)
- Wytrzymałość wzrosła o 50%
- Istniejące rysy diagonalne nie
wzrosły.
- Nie powstały dodatkowe lokalizacje
odkształceń.
Wzmocnienie zbiorników
Powstanie lokalizacji odkształceń w narożniku zbiornika: a)
napełnienie i b) osiągnięcie wytrzymałości przy napełnieniu –
zbiornik wzmocniony (obliczenia 2D MES)
Sztywność narożnika zmniejszona 20 razy w obliczeniach 3D
(teoria liniowp-sprężysta)
liniowp-sprężysta)
Została wykonana analiza 3D w ramach liniowej sprężystości
(500 000 elementów). Sztywność narożnika zmniejszono 20 i 40 razy.
elementów)
razy.
Wyniki pokazały, że:
że:
a) szerokość rys była mniejsza niż 0.1 mm,
mm,
naprężenia
11
b) maksymalne przemieszczenie ściany było mniejsze niż 1 cm,
cm,
c) momenty zginające w narożniku były mniejsze niż dopuszczalny
moment zginający 250 kNm,
kNm,
d) momenty zginające zmienione wskutek zamocowania górnej części
zostały przeniesione przez istniejące poziome i pionowe zbrojenie
22
przemieszczenia
Po wzmocnieniu zbiornika
Wykonano ekspertyzę techniczną obejmującą:
obejmującą:
- badania stanu naprężeń w konstrukcji zbiornika w trakcie próby
szczelności,
- badania przemieszczeń (wychylenia) ściany zbiornika w trakcie próby
szczelności.
szczelności.
Schemat zbiornika 1.07/3
Rozmieszczenie czujników tensometrycznych
na ścianie zewnętrznej zbiornika (wymiary w
[cm])
Pomiar wychylenia ściany
Pomierzone naprężenia
Nr pomiaru
Punkt pomiarowy − naprężenia [MPa]
σ
1(x)
σ
2(y)
σ
3(x)
σ
4(y)
1.51
σ
5(x)
1.51
σ
6(y)
σ
7(x)
σ
8(y)
σ
9(x)
2.17
σ
10(y)
1.86
Pomierzone przemieszczenie ściany
100%
2.47
napełnienia
1.74 1.34
1.31 -1.37 -1.41
Oznaczenie czujnika
Przemieszczenie
poziome przy
napełnianiu 100 %
[mm]
3.53
5.73
11.60
14.24
1
2
3
4
-
Pomierzone maksymalne poziome przemieszczenie ściany podczas
napełniania wyniosło jedynie 1.4 cm
(mniejsze od dopuszczalnych 3.5 cm).
cm).
-
Pomierzone maksymalne naprężenie rozciągające w betonie
2.4 MPa (średnie około 2.0 MPa) było mniejsze niż średnia
MPa)
wytrzymałość betonu na rozciąganie 2.9 MPa.
MPa.
-
Nie stwierdzono żadnych rys na powierzchni ścian.
ścian.
Analiza numeryczna żelbetowymi zbiornika z narożnikami
obciążonymi dodatnimi momentami zginającymi pokazała:
pokazała:
Liniowo-sprężysta analiza jest nieodpowiednia (brak możliwości
Liniowo-
symulacji rys).
rys).
Wymiarowanie narożników obciążonych momentami ujemnymi
różni się od wymiarowania narożników obciążonych momentami
dodatnimi.
dodatnimi.
Diagonalna rysa zawsze powstaje wewnątrz narożnika
niezależnie od wariantu zbrojenia dla narożników obciążonych
momentami dodatnimi.
dodatnimi.
Diagonalna rysa musi być pokryta zbrojeniem.
zbrojeniem.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin