Wysokość użytkowa 
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.
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
, 
Określenie potrzebnej grubości ściany
- przekrój 1 mb ściany
- siła rozciągająca [kN/m]
, 
- potrzebna powierzchnia stali
Potrzebna grubość ściany 
Przyjęto 
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 |
2r22l(K/(Eh)) |
1-(1/(l)) |
x |
exp(-x) |
1-(1/(l))cosx |
1-(1/(l))cosx-sinx |
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 |
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 |
N03a |
M03a |
nyw |
mxw |
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 |
|
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
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 
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 
Obliczenie obciążenia dna odporem gruntu
Objętość materiału ścian
Przyjęto długość odsadzki równą 0,30m
Potrzebne zbrojenie
Przyjęto zbrojenie jest poprawne 
co 
o 
2