background image

Politechnika Łódzka                                                                  Rok akad. 2005/06 
Wydział Budownictwa  
Arch. i Inż. Środowiska 
Kierunek Budownictwo 
Katedra Geotechniki i Budowli Inżynierskich 
Politechniki Łódzkiej 

 

 

 
 
 

 

 

 

 
 
 
 
 
 

Projekt kolektora betonowego w wykopie

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 
 
 

 

  Kamil Jaryszek  

                                                                                                               st. zaoczne                        

                                                                                                sem. VII 

                                                                                       KB

 

 
 
 

background image

Katedra Geotechniki i Budowli Inżynierskich 
Politechniki Łódzkiej 

Projekt kolektora betonowego w wykopie 

 

 

- 2 -

 
 

WYKOP      SZEROKOPRZESTRZENNY 

 
Kolektor wykonany z kręgów betonowych 
 
Dane: 
 
D

w

 – średnica wewnętrzna kręgów – 1,40 m 

t – grubość ścianki – 0,14m 
D

z

 – średnica zewnętrzna kręgów  

D

z

=D

w

+2 =1,68m 

t

r – promień kręgów – 0,77m 
H – wysokość nasypu ponad wierzchem rury – 3,30m  
 
Grunt rodzimy w  poziomie posadowienia: 
Π – pył, I

l

=0,4 

 
Grunt ponad rurociągiem: 
 

s

- zasypka  z piasku średniego, stan gruntu luźny I

d

=0,3, stan wilgotny  

ρ=1,80 

⎥⎦

⎢⎣

3

m

T

 =  18,0 

⎥⎦

⎢⎣

3

m

kN

  stan wilgotny             (tab. 2, PN-81/B-03020) 

 
 

1. Zebranie obciążeń 
 

a.  ciężar gruntu 

 

                  

 

2

c

c

c

B

W

C

W

=

W=

ρ=1,80 

⎥⎦

⎢⎣

3

m

T

    B

c

=D

z

=1,68   

      
 C

c

- wsp. Marstona dla nasypów 

 

m

B

H

c

96

,

1

68

,

1

30

,

3

=

=

 

 
r

sd

=0,8 – 0,5 dla gruntów normalnych 

przyjmiemy r

sd

 – 0,6    p=1   

→  r

sd 

p=0,6 

 
zatem C

c

=2,83  

 

[kN/mb]

 

143,77

 

 

1,68

 

18,0

 

2,83

 

 

B

 

 W 

C

W

2

2

c

c

c

=

=

=

 

 

 

60

,

85

68

,

1

77

,

143

'

=

=

=

z

c

c

D

W

W

  

⎥⎦

⎢⎣

2

m

kN

 

background image

Katedra Geotechniki i Budowli Inżynierskich 
Politechniki Łódzkiej 

Projekt kolektora betonowego w wykopie 

 

 

- 3 -

 
Obciążenie od gruntu: 
 
γ

f

=1,2 

 
 
 
Obciążenie zasypką obliczeniowe 

ρ

0

=85,60·1,2 = 102,70 

⎥⎦

⎢⎣

2

m

kN

 

 
 
 

b.  Ciężar własny obudowy, który działa na rurociąg 

 
obciążenie własne obudowy :   

γ

f

=1,1 

 

charakterystyczne   g

k

 = 0,14· 24 = 3,36  

⎥⎦

⎢⎣

2

m

kN

 

obliczeniowe   g

0

 = 3,36· 1,1 = 3,70  

⎥⎦

⎢⎣

2

m

kN

 

 
 
 

c.  Ciężar obudowy działający na podłoże 
 

 

pole: 

68

,

0

54

,

1

22

,

2

4

4

,

1

4

68

,

1

4

4

2

2

2

2

=

=

⎟⎟

⎜⎜

Π

Π

=

⎟⎟

⎜⎜

Π

Π

w

z

D

D

m

 

Obciążenie

 

obudowy oddziaływujące na podłoże: 

 

charakterystyczne:  g

rk

 = 

71

,

9

24

68

,

1

68

,

0

=

 

⎥⎦

⎢⎣

2

m

kN

 

obliczeniowe: g

r0 

= 9,71· 1,1 = 10,68  

⎥⎦

⎢⎣

2

m

kN

 

 
 
 
 
 

d.  odpór gruntu pod rurociągiem 
 

 

K= g

+ g

r0

 = 102,70 + 10,68 = 113,38  

⎥⎦

⎢⎣

2

m

kN

 

 
 

background image

Katedra Geotechniki i Budowli Inżynierskich 
Politechniki Łódzkiej 

Projekt kolektora betonowego w wykopie 

 

 

- 4 -

 
 

2. Obliczanie sił wewnętrznych w przekrojach 

 
r = 0,77 m 
 

=

=

=

π

ϕ

π

ϕ

ϕ

2

0

     

 

  

a. Od ciężaru własnego obudowy 

 
 

g

0

 = 3,70 

⎥⎦

⎢⎣

2

m

kN

 

)

cos

5

,

0

sin

(

)

sin

cos

5

,

0

1

(

2

ϕ

ϕ

ϕ

ϕ

ϕ

ϕ

=

=

r

g

N

r

g

M

 

 

0

=

ϕ

 

 

 

M = 3,7· 0,77

(1 - 0,5 cos0

° - 0 sin0°) = 1,10 

⎥⎦

⎢⎣

m

kNm

 

N = 3,7 · 0,77 (0 sin0

° - 0,5 cos0°) = - 1,43  

⎥⎦

⎢⎣

m

kN

 

 

2

π

ϕ

=

 

 

 

M = 3,7· 0,77

(1 - 0,5 cos

2

π

 - 

2

π

 sin

2

π

) = - 1,25 

⎥⎦

⎢⎣

m

kNm

 

N = 3,7· 0,77 (

2

π

 sin

2

π

 - 0,5 cos

2

π

) = 4,46  

⎥⎦

⎢⎣

m

kN

 

 

π

ϕ

=  

 

 

M = 3,7· 0,77

(1 - 0,5 cos

π  - π  sinπ ) =  3,29 

⎥⎦

⎢⎣

m

kNm

 

N = 3,7·0,77 (

π  sinπ  - 0,5 cosπ ) = 1,43  

⎥⎦

⎢⎣

m

kN

 

 
 
 
 
 
 
 

background image

Katedra Geotechniki i Budowli Inżynierskich 
Politechniki Łódzkiej 

Projekt kolektora betonowego w wykopie 

 

 

- 5 -

 

 b. Pionowe parcie gruntu 
 

ρ

= 102,70  

⎥⎦

⎢⎣

2

m

kN

 

 
 
 

0

=

ϕ

 

 

 

M = 102,70· 0,77

2

 (0,198 + 0,106 cos0

° - 0,5 sin

2

0

°) = 18,51 

⎥⎦

⎢⎣

m

kNm

 

N = 102,70· 0,77 ( sin

2

0

° - 0,106 cos0° ) = - 8,38  

⎥⎦

⎢⎣

m

kN

 

 
 
 

2

π

ϕ

=

 

 

M = 102,70· 0,77

2

 (0,198 + 0,106 cos 

2

π

 - 0,5 sin

2

2

π

) = - 18,39 

⎥⎦

⎢⎣

m

kNm

 

N = 102,70· 0,77 ( sin

2

2

π

 - 0,106 cos

2

π

 ) = 79,08  

⎥⎦

⎢⎣

m

kN

 

 

π

ϕ

=  

 

 

M = 102,70· 0,77

2

 (0,693 + 0,106 cos 

π  - sin π ) =  35,74 

⎥⎦

⎢⎣

m

kNm

 

N = 102,70· 0,77 ( sin 

π  - 0,106 cos π ) = 8,38  

⎥⎦

⎢⎣

m

kN

 

 
 
 

c. Odpór gruntu od dołu 
 

 

K = 113,38  

⎥⎦

⎢⎣

2

m

kN

 

 

0

=

ϕ

  

 

M = 113,38· 0,77

2

 (0,057 – 0,106 cos0

°) = - 3,29  

⎥⎦

⎢⎣

m

kNm

 

N = 113,38· 0,77 ( 0,106 cos0

°) = 9,25  

⎥⎦

⎢⎣

m

kN

 

background image

Katedra Geotechniki i Budowli Inżynierskich 
Politechniki Łódzkiej 

Projekt kolektora betonowego w wykopie 

 

 

- 6 -

 

2

π

ϕ

=

 

M = 113,38· 0,77

2

 (0,057 – 0,106 cos 

2

π

) = 3,83  

⎥⎦

⎢⎣

m

kNm

 

N = 113,38· 0,77 ( 0,106 cos 

2

π

) = 0  

⎥⎦

⎢⎣

m

kN

 

 

π

ϕ

=  

 
 

M = 113,38· 0,77

2

 (-0,443 + sin

π  - 0,106 cosπ  - 0,5 sin

2

π ) = -22,65  

⎥⎦

⎢⎣

m

kNm

 

N = 113,38· 0,77 ( sin

2

π  - sinπ  + 0,106 cosπ ) = - 9,25  

⎥⎦

⎢⎣

m

kN

 

 
 
 

ZESTAWIENIE    SIŁ      zasada superpozycji 

 

przekrój 

0

=

ϕ

 

2

π

ϕ

=  

π

ϕ

=  

obliczana 

wielkość 

⎥⎦

⎢⎣

m

kNm

 N  ⎥

⎢⎣

m

kN

 M  ⎥

⎢⎣

m

kNm

 N  ⎥

⎢⎣

m

kN

 M  ⎥

⎢⎣

m

kNm

 N  ⎥

⎢⎣

m

kN

 

ciężar 

własny 

obudowy 

1,10 

- 1,43 

- 1,25 

4,46 

3,29 

1,43 

pionowe 

parcie gruntu 

18,51 

- 8,38 

- 18,39 

79,08 

35,74 

8,38 

odpór gruntu 

u dołu 

- 3,29 

9,25 

3,38 

- 22,65 

- 9,25 

razem 

16,32 

- 0,56 

- 16,26 

83,54 

16,38 

0,56 

 
 
 
 

3. Sprawdzenie naprężeń w obudowie 

 

a.  przekrój dla 

π

ϕ

=

 

 

M = 16,38  

⎥⎦

⎢⎣

m

kNm

 

N  = 0,56  

⎥⎦

⎢⎣

m

kN

 

 

background image

Katedra Geotechniki i Budowli Inżynierskich 
Politechniki Łódzkiej 

Projekt kolektora betonowego w wykopie 

 

 

- 7 -

 
wymiarowanie: 
 
h = 0,14 m 
b = 1 m 
a = 0,02 m            h

1

 = h – a = 0,14 – 0,02 = 0,12 m 

 

0033

,

0

6

14

,

0

1

6

2

2

=

=

=

h

b

W

m

3

 
sprawdzenie naprężeń w betonie: 
 

64

,

4963

0033

,

0

38

,

16

=

=

=

W

M

b

δ

 

⎥⎦

⎢⎣

2

m

kN

 = 4,96 Mpa 

96

,

4

=

b

δ

MPa > R

dt

 = 0,8 MPa  

(B25) 

 
należy zatem zaprojektować zbrojenie konstrukcyjne.  
 

e = 

25

,

29

56

,

0

38

,

16

=

m >> 10 h = 1,4 m 

 
przekrój traktujemy jako zginany 
 

-  stal AII 18G2 

→ R

a

 = 295 MPa;  f

yk

 = 355 MPa  

-  beton B25 

→ R

b

 = 14,4 MPa; f

cm

 = 1,9 Mpa  

 

wskaźnik zbrojenia

      

2

1

h

b

R

M

n

W

a

z

=

                                       E

a

 = 200 000 MPa 

       E

b

 = 30 000 MPa 

20

3

67

,

6

=

=

b

a

E

E

n

 

z uwagi na działanie obciążeń długotrwałych przyjmujemy n = 20 
 

077

,

0

12

,

0

1

295000

38

,

16

20

2

=

=

z

W

 

 
dla W

z

 = 0,077 z tablic odczytujemy n

μ = 0,087     γ = 0,511 

 
 

naprężenia w betonie   

54

,

7

20

295

511

,

0

0

=

=

=

n

R

a

γ

δ

 MPa  <  R

b

 = 14,4 MPa 

 

przekrój zbrojenia 

1

h

b

n

n

A

a

=

μ

 

 

000522

,

0

12

,

0

1

20

087

,

0

=

=

a

A

m

2

 = 5,22 cm

 

background image

Katedra Geotechniki i Budowli Inżynierskich 
Politechniki Łódzkiej 

Projekt kolektora betonowego w wykopie 

 

 

- 8 -

 

 
sprawdzamy minimalny przekrój zbrojenia: 
 
 

47

,

2

12

,

0

1

240

9

,

1

26

,

0

26

,

0

1

min

,

1

=

=

=

h

b

f

f

A

yk

ctm

s

cm

2

56

,

1

12

,

0

1

0013

,

0

0013

,

0

min

,

1

=

=

=

h

b

A

s

cm

2

min

,

1

,

1

s

reg

s

A

A

    5,22 > 2,47 

 
dobieramy zbrojenie 
 
przyjęto 10 

 8   A

s

 = 6,28 cm

2

              A

si,prov

= 6,28 cm

2

 >A

s.reg

= 5,22 cm

2

 

 

 

 

 

 

Sprawdzenie zbrojenia w przekroju mimośrodowo ściskanym 

 
 
 

M = - 16,26 

⎥⎦

⎢⎣

m

kNm

 

N = 83,54 

⎥⎦

⎢⎣

m

kN

             

19

,

0

54

,

83

26

,

16

=

=

e

m   -  duży mimośród 

 
y

01

 = y

02

 = 0,5  0,14 = 0,07 m 

A

a

 = A

a

 = 5,22 cm

2

 = 0,000522 m

 

 

obliczenie wysokości strefy ściskanej z równania warunku równowagi: 
 

x

3

 + 3x

2

(e – y

01

) + 

b

n

6

[A

a

(e - y

02

 + a

) + A

a

(e + y

01 

- a)]x-

b

n

6

[A

a

(e - y

02 

+ a

) + A

a

  h

1

(e + y

01 

- a)]=0 

 

background image

Katedra Geotechniki i Budowli Inżynierskich 
Politechniki Łódzkiej 

Projekt kolektora betonowego w wykopie 

 

 

- 9 -

x

3

+3x

2

(0,19-0,07)+

1

20

6

[0,000522(0,19-0,07+0,02)+0,000522(0,19+0,07-0,02)]x- 

-

1

20

6

[0,000522· 0,02(0,19-0,07+0,02)+0,000522· 0,12(0,19+0,07-0,02)]=0 

 
x

3

 + 0,36x

2

 + 0,0237x – 0,00197 = 0 

 
x = 0,046m = 4,6 cm 
 
 
sprawdzenie warunku  

δ

b

 > R

b

 = 14,4 MPa  

 
 

)

(

2

)

(

2

2

'

1

'

2

a

a

a

a

b

A

h

a

A

n

x

A

A

n

x

b

x

N

+

+

+

=

δ

 

 

)

000522

,

0

12

,

0

02

,

0

000522

,

0

(

20

2

046

,

0

)

000522

,

0

000522

,

0

(

20

2

046

,

0

1

046

,

0

54

,

83

2

2

+

+

+

=

b

δ

 

 

41

,

6869

001118

,

0

68

,

7

=

=

b

δ

 

⎥⎦

⎢⎣

2

m

kN

 = 6,87 MPa  

 

87

,

6

=

b

δ

MPa < R

= 14,4 MPa dla B25 

 
 
naprężenia w stali: 
 

03

,

221

87

,

6

046

,

0

046

,

0

12

,

0

20

1

=

=

=

b

a

x

x

h

n

δ

σ

 MPa < R

a

 = 295 MPa 

66

,

77

87

,

6

046

,

0

02

,

0

046

,

0

20

'

'

=

=

=

b

x

a

x

n

a

δ

σ

 MPa < R

a

 = 295 MPa 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

Katedra Geotechniki i Budowli Inżynierskich 
Politechniki Łódzkiej 

Projekt kolektora betonowego w wykopie 

 

 

- 10 -

WYKOP       WĄSKOPRZESTRZENNY 

 

Kolektor wykonany z kręgów betonowych 
 
Dane: 
 
D

w

 – średnica wewnętrzna kręgów – 1,40 m 

t – grubość ścianki – 0,14m 
D

z

 – średnica zewnętrzna kręgów  

D

z

=D

w

+2 =1,68m 

t

r – promień kręgów – 0,77m 
H – wysokość nasypu ponad wierzchem rury – 3,30m  
 
Grunt rodzimy w  poziomie posadowienia: 
Π – pył, I

l

=0,4 

 
Grunt ponad rurociągiem: 
 

s

- zasypka  z piasku średniego, stan gruntu luźny I

d

=0,3, stan wilgotny  

ρ=1,80 

⎥⎦

⎢⎣

3

m

T

 =  18,0 

⎥⎦

⎢⎣

3

m

kN

  stan wilgotny             (tab. 2, PN-81/B-03020) 

 

4. Zebranie obciążeń 
 

a.  ciężar gruntu 

 
                  

 

2

d

d

d

B

W

C

W

=

W=

ρ=1,80 

⎥⎦

⎢⎣

3

m

T

    B

= D

+ 0,94 = 1,68+0,94=2,62 m   

      
 C

d

- wsp. Marstona dla nasypów 

 

m

B

H

c

26

,

1

62

,

2

30

,

3

=

=

 

 
K

μ

=0,192 

d

B

 

0,192 

1,2 0,96 
1,4 1,1 

 
zatem C

d

=1,003  

[kN/mb]

 

123,93

 

 

2,62

 

18,0

 

1,003

 

 

B

 

 

C

W

2

2

d

d

d

=

=

=

 

 

30

,

47

62

,

2

93

,

123

'

=

=

=

z

d

d

D

W

W

  

⎥⎦

⎢⎣

2

m

kN

 

 
 

background image

Katedra Geotechniki i Budowli Inżynierskich 
Politechniki Łódzkiej 

Projekt kolektora betonowego w wykopie 

 

 

- 11 -

 
 
Obciążenie od gruntu: 
 
γ

f

=1,2 

 
Obciążenie zasypką obliczeniowe 

ρ

0

=47,30·1,2 = 56,76 

⎥⎦

⎢⎣

2

m

kN

 

 
 

b.  Ciężar własny obudowy, który działa na rurociąg 

 

 
obciążenie własne obudowy :   

γ

f

=1,1 

 

charakterystyczne   g

k

 = 0,14· 24 = 3,36  

⎥⎦

⎢⎣

2

m

kN

 

obliczeniowe   g

0

 = 3,36· 1,1 = 3,70  

⎥⎦

⎢⎣

2

m

kN

 

 
 
 

c.  Ciężar obudowy działający na podłoże 
 

 

pole: 

68

,

0

54

,

1

22

,

2

4

4

,

1

4

68

,

1

4

4

2

2

2

2

=

=

⎟⎟

⎜⎜

Π

Π

=

⎟⎟

⎜⎜

Π

Π

w

z

D

D

m

 

Obciążenie

 

obudowy oddziaływujące na podłoże: 

 

charakterystyczne:  g

rk

 = 

71

,

9

24

68

,

1

68

,

0

=

 

⎥⎦

⎢⎣

2

m

kN

 

obliczeniowe: g

r0 

= 9,71· 1,1 = 10,68  

⎥⎦

⎢⎣

2

m

kN

 

 
 
 
 
 

d.  odpór gruntu pod rurociągiem 
 

 

K= g

+ g

r0

 = 56,76 + 10,68 = 67,44  

⎥⎦

⎢⎣

2

m

kN

 

 
 
 

background image

Katedra Geotechniki i Budowli Inżynierskich 
Politechniki Łódzkiej 

Projekt kolektora betonowego w wykopie 

 

 

- 12 -

 

5. Obliczanie sił wewnętrznych w przekrojach 

 
r = 0,77 m 
 

=

=

=

π

ϕ

π

ϕ

ϕ

2

0

       

 
 

a. Od ciężaru własnego obudowy 

 
 

g

0

 = 3,70 

⎥⎦

⎢⎣

2

m

kN

 

)

cos

5

,

0

sin

(

)

sin

cos

5

,

0

1

(

2

ϕ

ϕ

ϕ

ϕ

ϕ

ϕ

=

=

r

g

N

r

g

M

 

 

0

=

ϕ

 

 

 

M = 3,7· 0,77

(1 - 0,5 cos0

° - 0 sin0°) = 1,10 

⎥⎦

⎢⎣

m

kNm

 

N = 3,7· 0,77 (0 sin0

° - 0,5 cos0°) = - 1,43  

⎥⎦

⎢⎣

m

kN

 

 

2

π

ϕ

=

 

 

 

M = 3,7· 0,77

(1 - 0,5 cos

2

π

 - 

2

π

 sin

2

π

) = - 1,25 

⎥⎦

⎢⎣

m

kNm

 

N = 3,7· 0,77 (

2

π

 sin

2

π

 - 0,5 cos

2

π

) = 4,46  

⎥⎦

⎢⎣

m

kN

 

 

π

ϕ

=  

 

 

M = 3,7· 0,77

(1 - 0,5 cos

π  - π  sinπ ) =  3,29 

⎥⎦

⎢⎣

m

kNm

 

N = 3,7· 0,77 (

π  sinπ  - 0,5 cosπ ) = 1,43  

⎥⎦

⎢⎣

m

kN

 

 
 
 
 
 
 
 

background image

Katedra Geotechniki i Budowli Inżynierskich 
Politechniki Łódzkiej 

Projekt kolektora betonowego w wykopie 

 

 

- 13 -

 
 

 
 b. Pionowe parcie gruntu 
 

 

ρ

= 56,76  

⎥⎦

⎢⎣

2

m

kN

 

 
 
 

0

=

ϕ

 

 

 

M = 56,76· 0,77

2

 (0,198 + 0,106 cos0

° - 0,5 sin

2

0

°) = 10,23 

⎥⎦

⎢⎣

m

kNm

 

N = 56,76· 0,77 ( sin

2

0

° - 0,106 cos0° ) = - 4,64  

⎥⎦

⎢⎣

m

kN

 

 
 
 
 

2

π

ϕ

=

 

 

M = 56,76· 0,77

2

 (0,198 + 0,106 cos 

2

π

 - 0,5 sin

2

2

π

) = - 10,14 

⎥⎦

⎢⎣

m

kNm

 

N = 56,76· 0,77 ( sin

2

2

π

 - 0,106 cos

2

π

 ) = 43,62  

⎥⎦

⎢⎣

m

kN

 

 

π

ϕ

=  

 

 

M = 56,76· 0,77

2

 (0,693 + 0,106 cos 

π  - sin π ) =  19,71 

⎥⎦

⎢⎣

m

kNm

 

N = 56,76· 0,77 ( sin 

π  - 0,106 cos π  ) = 4,63  

⎥⎦

⎢⎣

m

kN

 

 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 

background image

Katedra Geotechniki i Budowli Inżynierskich 
Politechniki Łódzkiej 

Projekt kolektora betonowego w wykopie 

 

 

- 14 -

 
 
c. Odpór gruntu od dołu 

 

K = 67,44  

⎥⎦

⎢⎣

2

m

kN

 

 

0

=

ϕ

  

 

M = 67,44· 0,77

2

 (0,057 – 0,106 cos0

°) = - 1,96  

⎥⎦

⎢⎣

m

kNm

 

N = 67,44· 0,77 ( 0,106 cos0

°) = 5,51  

⎥⎦

⎢⎣

m

kN

 

 

2

π

ϕ

=

 

M = 67,44· 0,77

2

 (0,057 – 0,106 cos 

2

π

) = 2,28  

⎥⎦

⎢⎣

m

kNm

 

N = 67,44· 0,77 ( 0,106 cos 

2

π

) = 0  

⎥⎦

⎢⎣

m

kN

 

 

π

ϕ

=  

 
 

M = 67,44· 0,77

2

 (-0,443 + sin

π  - 0,106 cosπ  - 0,5 sin

2

π ) = -13,48  

⎥⎦

⎢⎣

m

kNm

 

N = 67,44· 0,77 ( sin

2

π  - sinπ  + 0,106 cosπ ) = - 5,51  

⎥⎦

⎢⎣

m

kN

 

 
 

ZESTAWIENIE    SIŁ      zasada superpozycji 

 

przekrój 

0

=

ϕ

 

2

π

ϕ

=  

π

ϕ

=  

obliczana 

wielkość 

⎥⎦

⎢⎣

m

kNm

 N  ⎥

⎢⎣

m

kN

 M  ⎥

⎢⎣

m

kNm

 N  ⎥

⎢⎣

m

kN

 M  ⎥

⎢⎣

m

kNm

 N  ⎥

⎢⎣

m

kN

 

ciężar 

własny 

obudowy 

1,10 

- 1,43 

- 1,25 

4,46 

3,29 

1,43 

pionowe 

parcie gruntu 

10,23 

- 4,64 

- 10,14 

43,62 

19,71 

4,63 

odpór gruntu 

u dołu 

- 1,96 

5,51 

2,28 

- 13,48 

- 5,51 

razem 

9,37 

- 0,56 

- 9,11 

48,08 

9,52 

0,55 

background image

Katedra Geotechniki i Budowli Inżynierskich 
Politechniki Łódzkiej 

Projekt kolektora betonowego w wykopie 

 

 

- 15 -

 
6. Sprawdzenie naprężeń w obudowie 

 

a.  przekrój dla 

π

ϕ

=

 

 

M = 9,52  

⎥⎦

⎢⎣

m

kNm

 

N  = 0,55  

⎥⎦

⎢⎣

m

kN

 

 
wymiarowanie: 
 
h = 0,14 m 
b = 1 m 
a = 0,02 m            h

1

 = h – a = 0,14 – 0,02 = 0,12 m 

 

0033

,

0

6

14

,

0

1

6

2

2

=

=

=

h

b

W

m

3

 
sprawdzenie naprężeń w betonie: 
 

84

,

2884

0033

,

0

52

,

9

=

=

=

W

M

b

δ

 

⎥⎦

⎢⎣

2

m

kN

 = 2,88 Mpa 

88

,

2

=

b

δ

MPa > R

dt

 = 0,8 MPa  

(B25) 

 
należy zatem zaprojektować zbrojenie konstrukcyjne. 
  

e = 

3

,

17

55

,

0

52

,

9

=

m >> 10 h = 1,4 m 

 
przekrój traktujemy jako zginany 

-  stal AII 18G2 

→ R

a

 = 295 MPa;  f

yk

 = 355 MPa  

-  beton B25 

→ R

b

 = 14,4 MPa; f

cm

 = 1,9 Mpa  

 

wskaźnik zbrojenia      

2

1

h

b

R

M

n

W

a

z

=

                                       E

a

 = 200 000 MPa 

       E

b

 = 30 000 MPa 

20

3

67

,

6

=

=

b

a

E

E

n

 

z uwagi na działanie obciążeń długotrwałych przyjmujemy n = 20 
 

045

,

0

12

,

0

1

295000

52

,

9

20

2

=

=

z

W

 

 
dla W

z

 = 0,045 z tablic odczytujemy n

μ = 0,049     γ = 0,365 

 
 

background image

Katedra Geotechniki i Budowli Inżynierskich 
Politechniki Łódzkiej 

Projekt kolektora betonowego w wykopie 

 

 

- 16 -

 

naprężenia w betonie   

38

,

5

20

295

365

,

0

0

=

=

=

n

R

a

γ

δ

 MPa  <  R

b

 = 14,4 MPa 

przekrój zbrojenia 

1

h

b

n

n

A

a

=

μ

 

 

000294

,

0

12

,

0

1

20

049

,

0

=

=

a

A

m

2

 = 2,94 cm

2

sprawdzamy minimalny przekrój zbrojenia 
 

47

,

2

12

,

0

1

240

9

,

1

26

,

0

26

,

0

1

min

,

1

=

=

=

h

b

f

f

A

yk

ctm

s

cm

2

56

,

1

12

,

0

1

0013

,

0

0013

,

0

min

,

1

=

=

=

h

b

A

s

cm

2

min

,

1

,

1

s

reg

s

A

A

    2,94 > 2,47 

 
dobieramy zbrojenie 
 
przyjęto 8 

 6   A

s

 = 3,02 cm

2

              A

si,prov

= 3,02 cm

2

 >A

s.reg

= 2,94 cm

2

 

 

 

 

 

Sprawdzenie zbrojenia w przekroju mimośrodowo ściskanym 

 
 
 

M = - 9,11 

⎥⎦

⎢⎣

m

kNm

 

N = 48,08 

⎥⎦

⎢⎣

m

kN

             

19

,

0

08

,

48

11

,

9

=

=

e

m   -  duży mimośród 

 
y

01

 = y

02

 = 0,5  0,14 = 0,07 m 

A

a

 = A

a

 = 2,4 cm

2

 = 0,000294 m

 

 

background image

Katedra Geotechniki i Budowli Inżynierskich 
Politechniki Łódzkiej 

Projekt kolektora betonowego w wykopie 

 

 

- 17 -

 

 

 

obliczenie wysokości strefy ściskanej z równania warunku równowagi:

 

 

x

3

 + 3x

2

(e – y

01

) + 

b

n

6

[A

a

(e - y

02

 + a

) + A

a

(e + y

01 

- a)]x-

b

n

6

[A

a

(e - y

02 

+ a

) + A

a

  h

1

(e + y

01 

- a)]=0 

 

x

3

+3x

2

(0,19-0,07)+

1

20

6

[0,000294(0,19-0,07+0,02)+0,000294(0,19+0,07-0,02)]x- 

-

1

20

6

[0,000294· 0,02(0,19-0,07+0,02)+0,000294· 0,12(0,19+0,07-0,02)]=0 

 
x

3

 + 0,36x

2

 + 0,0134x – 0,0011 = 0 

 
x = 0,038m = 3,8 cm 
 
sprawdzenie warunku:  

δ

b

 > R

b

 = 14,4 MPa  

 

)

(

2

)

(

2

2

'

1

'

2

a

a

a

a

b

A

h

a

A

n

x

A

A

n

x

b

x

N

+

+

+

=

δ

 

 

)

0005294

,

0

12

,

0

02

,

0

000294

,

0

(

20

2

0327

,

0

)

000294

,

0

000294

,

0

(

20

2

038

,

0

1

038

,

0

 

08

,

8

4

2

2

+

+

+

=

b

δ

 

 

70

,

5018

000692

,

0

65

,

3

=

=

b

δ

 

⎥⎦

⎢⎣

2

m

kN

 = 5,02 MPa  

 

37

,

10

=

b

δ

MPa < R

= 14,4 MPa dla B25 

 
naprężenia w stali: 
 

65

,

216

02

,

5

038

,

0

038

,

0

12

,

0

20

1

=

=

=

b

a

x

x

h

n

δ

σ

 MPa < R

a

 = 295 MPa 

60

,

47

02

,

5

038

,

0

02

,

0

038

,

0

20

'

'

=

=

=

b

x

a

x

n

a

δ

σ

 MPa < R

a

 = 295 MPa 

 
 
 
 
 


Document Outline