Anna Żakowicz_Wariantowanie rozwiązań zbiorników.pdf

327

WARIANTOWANIE ROZWIZA ZBIORNIKW PODZIEMNYCH STOSOWANYCH W GOSPODARSTWACH ROLNO HODOWLANYCH

Anna AKOWICZ

Wydzia Budownictwa i Inynierii rodowiska, Politechnika Biaostocka, ul. Wiejska 45 A, 15-351 Biaystok

Streszczenie: W artykule opisano rodzaje zbiornikw podziemnych stosowane w gospodarstwach rolno-hodowlanych, podstawowe ich schematy statyczne oraz rodzaje obcie dziaajcych na zbiorniki. W przykadzie obliczeniowym porwnano wyniki uzyskane dwiema metodami obliczeniowymi: metod pyt wydzielonych i metod elementw skoczonych. Obliczenia MES wykonano dla dwch przypadkw: z uwzgldnieniem sprystoci podoa i bez jego uwzgldnienia.

Sowa kluczowe: podziemny zbiornik prostopadocienny, schemat przestrzenny, metoda elementw skoczonych.

Autor odpowiedzialny za korespondencj. E-mail: [email protected]

1. Wstp

Jednym z podstawowych wymogw Unii Europejskiej dotyczcych gospodarstw rolno-hodowlanych jest redukcja zanieczyszczenia gleby i wody gruntowej spowodowanego azotanami pochodzenia rolniczego oraz zapobieganie dalszym tego typu zanieczyszczeniom. Wrd wielu zagroe dla rodowiska, powstajcych na terenie gospodarstwa, szczegln uwag naley zwrci na odchody zwierzce w postaci staej i ciekej. Zgodnie z art. 18 Ustawy z dnia 26 lipca 2000 r. o Nawozach i Nawoeniu (Dz. U. Nr 89 poz. 991) nawozy naturalne w postaci staej powinny by przechowywane w pomieszczeniach inwentarskich lub na nieprze-puszczalnych pytach, zabezpieczonych przed przenikaniem wycieku do gruntu oraz wyposaonych w instalacj odprowadzajc wycieki do szczelnych zbiornikw. Nawozy naturalne w postaci pynnej (gnojwka, gnojowica) naley przechowywa wycznie w szczelnych zbiornikach o pojemnoci umoliwiajcej gromadzenie co najmniej 6-miesicznej produkcji tego nawozu (Rozporzdzenie Ministra rodowiska, 2002). Po wejciu Polski do Unii Europejskiej rolnicy rozpoczli proces dostosowywania gospodarstw do standardw Unii. Jednym z efektw tego dziaania jest budowa zbiornikw na odchody zwierzce. Kady wykonany zbiornik potrzebuje dokumentu potwierdzajcego jako jego wykonania, przede wszystkim potwierdzajcym jego szczelno.

Gwne wymagania dotyczce konstrukcji zbiornika s nastpujce (PN-EN 1992-1-1:2008 Eurokod 2

Projektowanie konstrukcji z betonu Cz 1-1: Reguy oglne i reguy dla budynkw, BN-84/8814-07 Zbiorniki elbetowe na gnojowic. Projektowanie, warunki wykonania i badania techniczne przy odbiorze, PN-B-03264: 2002 Konstrukcje betonowe, elbetowe i sprone. Obliczenia statyczne i projektowanie): zbiornik powinien by zaprojektowany w sposb

zapewniajcy jego szczelno i trwao; gnojwka stanowi rodowisko sabo lub rednio

agresywne w stosunku do betonu, co odpowiada klasie ekspozycji XA1 lub XA2;

materiay zastosowane do budowy zbiornika powinny spenia wymagania odpowiednich norm przedmiotowych lub aprobat technicznych;

minimalna klasa betonu dla rodowiska XA1 oraz XA2 wg (PN-EN 206-1:2003 Beton-Cz 1: Wymagania, waciwoci, produkcja i zgodno) to C30/37, (PN-B-03264:2002) dla XA1 to C25/30, XA2 to C35/45 natomiast (BN-84/8814-07) wynosi C16/20 (zalecane C20/25);

minimalny wymagany stopie wodoszczelnoci wynosi W6;

styki pomidzy elementami skadowymi zbiornikw prefabrykowanych powinny by odpowiednio zabezpieczone i uszczelnione;

stosuje si zbrojenie konstrukcyjne w postaci prtw ze stali klasy AI, AII, AIII o minimalnej rednicy prta 8 mm;

otulina zbrojenia dla klasy ekspozycji XA1 i XA2 z uwagi na ochron przed korozj powinna wynosi:

Civil and Environmental Engineering / Budownictwo i Inynieria rodowiska 1 (2010) 327-334

328

cmcmcmcccnom 413min =+=+= , a dla pyty wykonanej na chudym betonie:

cmcmcmcccnom 514min =+=+= ; dopuszczalna szeroko rozwarcia rys (PN-B-03264:

2002) w elementach pracujcych w rodowisku XA1, XA2 w celu ochrony przed korozj wynosi 0,2 mm, a dla zbiornikw od ktrych wymaga si szczelnoci wynosi 0,1 mm;

w przypadku zbiornikw na ciecze, a w szczeglnoci na gnojwk lub gnojowic konieczne jest dokonywanie prby szczelnoci wedug procedury opisanej w (PN-B-10702:1999 Wodocigi i kanalizacje. Wymagania i badania przy odbiorze). W pracy przedstawione zostay aktualnie stosowane

rodzaje zbiornikw na gnojowic, podstawowe schematy statyczne, rodzaje obcie dziaajcych na zbiornik, rozwizania izolacji zbiornika oraz przykad obliczeniowy zbiornika w wersji monolitycznej z wariantowym uwzgldnieniem sprystoci otaczajcego gruntu.

2. Stosowane aktualnie rozwizania zbiornikw

Do przechowywania odchodw zwierzcych w postaci pynnej w gospodarstwach rolnych stosuje si najczciej zbiorniki podziemne. Zalet tych zbiornikw jest moliwo grawitacyjnego odprowadzania odchodw z budynkw i pyt obornikowych do zbiornika. Strop nad zbiornikiem mona wykorzysta na powierzchni przeznaczon do skadowania obornika. Naley wwczas przewidzie wazy wentylacyjne i rewizyjne w pycie grnej oraz zastosowa spadki min. 1%, w celu umoliwienia odprowadzenia pynnych odchodw. Trudnoci przy budowie tych zbiornikw jest to, e w przypadku wysokiego poziomu wd gruntowych konieczne jest obnienie poziomu tych wd na czas realizacji budowy, a take wykonanie stosownych uszczelnie, co zwizane jest z dodatkowymi kosztami. Zbiorniki do przechowywania nawozw naturalnych mog mie ksztat bryy obrotowej walec o pionowej osi obrotu - zbiorniki walcowe, lub mog to by zbiorniki prostopadocienne. Pyta przekrywajca zbiornik moe by zarazem przeznaczona do skadowania obornika. W zwizku z powyszym pyty te mog by zaopatrzone w murki oporowe usytuowane na krawdzi pyt. Opisywane zbiorniki s wykonywane z rnych materiaw i mona je podzieli na: betonowe monolityczne, elbetowe monolityczne, elbetowe prefabrykowane, stalowe, z tworzyw sztucznych na bazie PCV lub wkna szklanego zbrojonego. Najbardziej rozpowszechnione s zbiorniki elbetowe monolityczne i prefabrykowane.

Poniej przedstawiono przykady zbiornikw prefabrykowanych obecnie stosowanych w gospodarst-wach rolnych do przechowywania odchodw zwierzcych oraz przykad zbiornika monolitycznego (rys. 1-3).

Rys. 1. Zbiornik elbetowy prefabrykowany o przekroju koowym (www.ogloszenia-24h.pl)

Rys. 2. Zbiornik elbetowy, prostopadocienny, gr zamknity. Na pycie przekrywajcej widoczne jest zbrojenie przeznaczone do wykonania muru oporowego (www.pepebe.pl)

Rys. 3. Zbiornik elbetowy monolityczny o przekroju koowym (www.fambud.eu)

3. Obliczeniowe schematy statyczne i obcienia elbetowych prostopadociennych zbiornikw monolitycznych

Mona wyrni nastpujce obliczeniowe schematy statyczne zbiornikw podziemnych na odchody zwierzce: schemat rozdzielczy (rys. 4),

Anna AKOWICZ

329

wydzielone elementy plytowe

ly

lx

lx

ly

Rys. 4. Schemat rozdzielczy

schemat przestrzenny (rys. 5),

lx

ly

a

b

a,b - wymiary elementu skoczonego

elementyskoczone

K z, j

K z, i

K z, i

K z, i

K z, i

Rys. 5. Schemat przestrzenny z siatk elementw skoczonych

W schemacie rozdzielczym obliczenia przeprowadza si metod pyt wydzielonych. Analiza polega na rozpatrywaniu elementw konstrukcyjnych zbiornika (ciany, pyta denna, pyta grna) jako pyt dwukierunkowo zginanych, przyjmujc w zalenoci od przewidywanej technologii wykonania swobodne podparcie lub cakowite zamocowanie odpowiednich krawdzi. Dziki tej metodzie mona wyznaczy potrzebne do wymiarowania momenty zginajce i ugicia pyt prostoktnych o rnych warunkach podparcia wynikajcych z przyjtego rozwizania konstrukcyjnego. Naley rwnie pamita o koniecznoci wyrwnania momentw krawdziowych, w przypadku zbiornikw prostopadociennych o rnych wymiarach stykajcych si cian.

Monolityczne zbiorniki prostopadocienne powinno si oblicza metodami, ktre umoliwi uwzgldnienie ich przestrzennej pracy statycznej (Buczkowski, 1998) oraz rzeczywistych wymiarw i danych materiaowych. Mona tu stosowa metod rnic skoczonych (MRS) lub metod elementw skoczonych (MES). Wykorzystujc metod elementw skoczonych (MES) tworzy si siatk elementw skoczonych i przeprowadzajc analiz obliczeniow wyznacza si w dowolnym punkcie konstrukcji wartoci si, momentw zginajcych oraz ugi.

W przypadku obu schematw statycznych mona wyrni nastpujce rodzaje pocze pomidzy elementami konstrukcyjnymi zbiornika (rys. 6).

plyta denna

plyta grna

ciana

plyta denna

plyta grna

ciana

a)

b)

ciana

c) ciana

przekrj poprzeczny

przekrj poprzeczny

rzut poziomy

Rys. 6. Rodzaje pocze pomidzy elementami konstrukcyj-nymi zbiornika monolitycznego: a) sztywne poczenie cian zbiornika z pyt denn i pyt grn, b) sztywne poczenie cian zbiornika z pyt denn i przegubowe poczenie cian zbiornika z pyt grn, c) sztywne poczenie pomidzy cianami zbiornika

Przy projektowaniu zbiornikw podziemnych na ciecze mamy do czynienia z dwoma gwnymi schematami obcienia. Pierwszy schemat dotyczy zbiornika nie obsypanego wypenionego ciecz, natomiast drugi dotyczy zbiornika pustego obsypanego gruntem. W przypadku pierwszego schematu naley uwzgldni nastpujce obcienia dziaajce na zbiornik: obcienie pyty przekrywajcej ciarem wasnym; obcienie ciecz (gnojowic) cian zbiornika i pyty

dennej; obcienie pyty dennej odporem gruntu wywoanym

ciarem wasnym zbiornika. W przypadku drugiego schematu naley uwzgldni

nastpujce obcienia: obcienie pyty grnej ciarem wasnym; obcienie pyty grnej zbiornika gruntem

(w przypadku gdy pyta grna zbiornika jest zagbiona w ziemi);

obcienie pyty grnej niegiem lub obcieniem uytkowym (obornikiem albo samochodem ciarowym);

obcienie cian zbiornika gruntem zasypowym; obcienie pyty dennej odporem gruntu.


330

Istotnym obcieniem moe by rwnie skurcz betonu i wpyw zmian temperatury otoczenia (Buczkowski, 1992, 1993).

4. Rozwizania izolacji

Zabezpieczenie zewntrzne i wewntrzne elementw konstrukcyjnych zbiornika zaley przede wszystkim od warunkw gruntowych i wodnych oraz od rodzaju przechowywanej cieczy. W zbiornikach zagbionych w gruncie mona stosowa powoki naoone na elementy konstrukcyjne, ktre mog stanowi dodatkowe zabezpieczenie lub ochron konstrukcji przed agresywnym oddziaywaniem rodowiska. Zabezpieczenie wewntrzne powierzchni zbiornika stanowi rnego rodzaju ywice reaktywne, ktre tworz po wewntrznej stronie zbiornika szczeln powok. Utwardzona powoka jest elastyczna odporna na cieranie i dziaanie czynnikw atmosferycznych i chemikaliw, a w szczeglnoci na dziaanie gnojowicy. Na zewntrz na og wystarcza dwukrotne posmarowanie bitumem. Przy wysokim zwierciadle wody gruntowej stosuje si izolacj typu cikiego, osonit ciank elbetow lub murowan. Izolacj dna wykonuje si z 2 warstw papy bitumicznej uoonej na warstwie chudego betonu.

Jeeli istnieje moliwo grawitacyjnego odprowadzenia wody, to z zasady stosuje si drena wok zbiornika oraz caego dna. Drena suy do odprowadzenia wd gruntowych przesikajcych z poziomu terenu oraz wd opadowych. Drena jest konieczny, gdy chcemy trwale obniy poziom wody gruntowej lub zabezpieczy przed okresowym jego podnoszeniem si ponad poziom dna zbiornika (Ciesielski i in., 1966).

5. Przykad oblicze zbiornika w wersji monolitycznej

Przeprowadzono obliczenia zbiornika na gnojowic cakowicie zagbionego w gruncie o konstrukcji monolitycznej o nastpujcych wymiarach osiowych: szeroko 4,5 m, dugo 6,0 m, wysoko 2,0 m. Przewidziano take ciank oporow o wysokoci 1,5 m wykonan na pycie grnej zbiornika. Elementy konstrukcyjne zbiornika: pyta grna, ciany oraz cianka oporowa maj grubo 20 cm, a pyta denna ma grubo 30 cm. Poziom posadowienia zbiornika ustalono na rzdnej -2,00 m p.p.t. Zbiornik posadowiony jest na glinie pylastej w stanie plastycznym o stopniu plastycznoci IL = 0,43. Po wykonaniu zbiornika ciany zostan obsypane piaskiem rednim o ID = 0,43. Zbiornik obliczono dwiema metodami. Przy obliczeniach zbiornika metod pyt wydzielonych (rys. 7) przyjto dwa schematy obcienia. W metodzie elementw skoczonych (MES) dodatkowo uwzgldniono spryst prac podoa gruntowego dla cian zbiornika oraz pyty dennej (rys. 8). Do oblicze zastosowano program Robot Millenium.

PLYTA DENNA

SCIANA - A

SCIANA - A

SCIA

NA

- B SCIA

NA

- B

x

y

x

y

y

x

x x

y

PLYTA GORNA

SCIANA - C

SCIA

NA

- D SCIA

NA

- D

x

x

y

y

x

y

y

x

Rys. 7. Oznaczenie poszczeglnych elementw konstrukcyjnych zbiornika w metodzie pyt wydzielonych

450600

200

20

20

150

225

cianka oporowa

Kz, j

Kz, jKz, i

Kz, i

Kz, i

Rys. 8. Dyskretyzacja metody elementw skoczonych

Przy obliczeniach dla I schematu uwzgldniono nastpujce wartoci obcie: pyta grna a) obcienie niegiem (PN-80/B-02010) (f = 1,5): S = 1,54 1,5 = 2,31 kN/m2 b) ciar wasny pyty grnej (PN-82/B-02001) (f = 1,1): gd = 0,2 25 1,1 = 5,50 kN/m2 ciany c) parcie cieczy (gnojowicy) (PN-82/B-02000) (f = 1,1): pcd = 11 2,0 1,1 = 24,20 kN/m2

Anna AKOWICZ

331

pyta denna d) obcienia a, b, c jak wyej e) obcienie od ciaru wasnego cianki oporowej

(PN-82/B-02001) (f = 1,1): 2

1 /97,21,12,67,4255,105,12,0

mkNgd =

=

f) obcienie od ciaru wasnego cian zbiornika (PN-82/B-02001) (f = 1,1):

22 /92,71,12,67,4

2250,20,62,02250,25,42,0mkNgd =

+=

Sposb przyoenia obcie przedstawiono na rysunku 9.

7,81 kN/m2 7,81 kN/m 2

24,2 kN/m2 24,2 kN/m2

SCHEMAT IZBIORNIK NAPENIONY

NIEOBSYPANY

18,70 kN/m218,70 kN/m2

Rys. 9. Obcienia dziaajce na zbiornik w I schemacie obcienia

Przy obliczeniach dla II schematu uwzgldniono nastpujce wartoci obcie: pyta grna g) obcienie b jak wyej h) obcienie obornikiem (PN-82/B-02000) (f = 1,2):

2/00,182,15,110 mkNpd ==

ciany i) obcienie naziomu pojazdem samochodowym

(f = 1,2) przyjto jako obcienie zastpcze rwnomiernie rozoone na podstawie normy (PN-82/B-02004):

21 /00,95,018 mkNKpp odd ===

j) obcienie parciem gruntu (PN-88/B-02014) (f = 1,2): ( ) ( ) 22 /4,295,02,10,21718 mkNKhpG odd =+=+=

pyta denna k) obcienia b, e, f, h jak wyej cianka oporowa l) obcienie obornikiem (PN-83/B-03010):

22 /89,181,125,174,13 mkNear ==

Sposb przyoenia obcie przedstawiono na rysunku 10.

23,50 kN/m223,50 kN/m2

29,40 kN/m2

SCHEMAT IIZBIORNIK PUSTY

OBSYPANY

34,39 kN/m234,39 kN/m2

9,00 kN/m2

29,40 kN/m2

9,00 kN/m218,89 kN/m 2

Rys. 10. Obcienia dziaajce na zbiornik w II schemacie obcienia

Do oblicze przyjto wysoko skadowania obornika 1,5 m oraz jego ciar objtociowy = 10 kN/m3. Gsto objtociowa gruntu zasypowego wynosi = 17 kN/m3.

W przypadku drugiego schematu obcienia przyjto obcienie rwnomiernie rozoone o staej wartoci na caej powierzchni pyty grnej.

Po przeprowadzeniu oblicze metod pyt wydzielonych oraz po wyrwnaniu momentw krawdziowych (stosujc odpowiednie wspczynniki rozdziau (Kobiak i Stachurski, 1991)) otrzymano wartoci momentw zginajcych pokazane w tabelach 1 i 2.

Tab. 1. Zestawienie wartoci momentw w I schemacie obcienia w metodzie pyt wydzielonych

MX [kNm] MY [kNm] Element podporowy przsowy podporowy przsowy CIANA

A -2,88 +0,50 -10,74 -4,70

-5,58 +2,11

CIANA B -2,88 +0,50

-6,81 -3,20

-1,59 +3,67

CIANA C -0,09 +0,07 -0,06 +0,04

CIANA D -0,09 -0,04 -0,05 +0,03

PYTA GRNA -6,81 +4,72 -10,74 +9,59 PYTA DENNA -3,20 +0,60 -4,70 +1,99

Tab. 2. Zestawienie wartoci momentw w II schemacie obcienia w metodzie pyt wydzielonych

MX [kNm] MY [kNm] Element podporowy przsowy podporowy przsowy CIANA

A -7,72 +3,17 -29,27 -45,01

-11,39 -24,34

CIANA B -7,72 +0,87

-18,71 -28,56

-0,83 -7,89

CIANA C -1,75 +0,36 -2,91 +1,20

CIANA D -1,75 +0,32 -2,39 +0,86



332

Przy obliczaniu cian A, B, pyty grnej i dolnej przyjto schemat statyczny w postaci pyty zamocowanej na obwodzie. Pyt C obliczano jako pyt zamocowan na trzech krawdziach z czwart swobodn, natomiast pyty D obliczano jako zamocowane na dwch krawdziach z dwiema pozostaymi krawdziami swobodnymi.

Wyniki oblicze uzyskane metod elementw skoczonych (MES) dla schematu statycznego, w ktrym nie uwzgldniono sprystej pracy podoa gruntowego zestawiono w tabelach 3 i 4.

Tab. 3. Zestawienie wartoci momentw w I schemacie obcienia uzyskane MES bez uwzgldnienia sprystej pracy podoa gruntowego

MX [kNm] MY [kNm] Element podporowy przsowy podporowy przsowy CIANA -

A -3,24 +1,22 -8,25 -

CIANA - B -3,36 +1,34 -6,51 -


CIANA - C -2,08 +0,65 -2,06 -

CIANA - D -2,03 +0,32 -2,42 -

Tab. 4. Zestawienie wartoci momentw w II schemacie obcienia uzyskane MES bez uwzgldnienia sprystej pracy podoa gruntowego


A +5,23 +2,64 -46,48 -

CIANA - B +5,16 +1,42 -33,29 -


CIANA - C -2,25 +1,16 -3,17 -

CIANA - D -2,20 +0,61 -4,60 -

Przy obliczeniach metod elementw skoczonych (MES) uwzgldniono rwnie spryst prac podoa gruntowego. W II schemacie obcienia uwzgldniono sprysto gruntu zasypowego dla cian zbiornika (tab. 5 i 6).

Tab. 5. Zestawienie wartoci momentw w I schemacie obcienia uzyskane MES z uwzgldnieniem sprystej pracy podoa gruntowego


A -4,63 +1,30 -9,12 -

CIANA - B -4,61 +1,31 -7,64 -


CIANA - C -2,62 +1,00 -2,92 -

CIANA - D -2,63 +0,42 -3,32 -

Tab. 6. Zestawienie wartoci momentw w II schemacie obcienia uzyskane MES z uwzgldnieniem sprystej pracy podoa gruntowego


A -1,85 +0,07 -2,60 -

CIANA - B -1,73 +0,05 -2,31 -

PYTA GRNA -36,32 +16,94 -29,07 +10,04 PYTA DENNA -0,06 -0,02 +0,41 -0,08

CIANA - C -1,97 +0,13 -5,81 -

CIANA - D -1,97 +0,22 -3,77 -

W celu porwnania otrzymanych rezultatw dokonano zestawie pokazanych w tabelach 7, 8, 9 i 10.

Otrzymane wyniki uzyskane rnymi metodami dla pyty grnej i pyty dennej pokazano na rysunku 11.

Tab. 7. Zestawienie wartoci momentw obliczonych metod pyt wydzielonych oraz za pomoc metody elementw skoczonych bez uwzgldnienia sprystej pracy podoa gruntowego dla I schematu obcienia

MX [kNm] MY [kNm] podporowy przsowy podporowy przsowy Element

met. pyt wydz. MES

met. pyt wydz. MES

met. pyt wydz. MES

met. pyt wydz. MES

CIANA A -2,88 -3,24 +0,50 +1,22 -10,74 -4,70 -8,25

-5,58 +2,11 -

CIANA B -2,88 -3,36 +0,50 +1,34 -6,81 -3,20 -6,51

-1,59 +3,67 -

PYTA GRNA -6,81 -6,67 +4,72 +5,26 -10,74 -7,23 +9,59 +6,25 PYTA DENNA -3,20 -4,72 +0,60 +1,62 -4,70 -5,22 +1,99 +2,63 CIANA C -0,09 -2,08 +0,07 +0,65 -0,06 -2,06 +0,04 - CIANA D -0,09 -2,03 -0,04 +0,32 -0,05 -2,42 +0,03 -

Anna AKOWICZ

333

Tab. 8. Zestawienie wartoci momentw obliczonych metod pyt wydzielonych oraz za pomoc metody elementw skoczonych bez uwzgldnienia sprystej pracy podoa gruntowego dla II schematu obcienia

MX [kNm] MY [kNm] podporowy przsowy podporowy przsowy Element

met. pyt wydz. MES

met. pyt wydz. MES

met. pyt wydz. MES

met. pyt wydz. MES

CIANA A -7,72 +5,23 +3,17 +2,64 -29,27 -45,01 -46,48

-11,39 -24,24 -

CIANA B -7,72 +5,16 +0,87 +1,42 -18,71 -28,56 -33,29

-0,83 -7,89 -

PYTA GRNA -18,71 -20,12 +11,66 +12,87 -29,27 -24,08 +24,25 +18,38 PYTA DENNA -28,56 -32,97 +19,39 +20,80 -45,01 -45,54 +39,50 +42,65 CIANA C -1,75 -2,25 +0,36 +1,16 -2,91 -3,17 +1,20 - CIANA D -1,75 -2,20 +0,32 +0,61 -2,39 -4,60 +0,86 -

Tab. 9. Zestawienie wartoci momentw obliczonych metod elementw skoczonych z uwzgldnieniem oraz bez uwzgldnienia sprystej pracy podoa gruntowego dla I schematu obcienia

MX [kNm] MY [kNm] podporowy przsowy podporowy przsowy

Element MES.

MES pod. spr.

MES MES pod. spr.

MES MES pod. spr.

MES MES pod. spr.

CIANA A -3,24 -4,63 +1,22 +1,30 -8,25 -9,12 - +4,59 CIANA B -3,36 -4,61 +1,34 +1,31 -6,51 -7,64 - +3,63

PYTA GRNA -6,67 -8,26 +5,26 +6,73 -7,23 -6,21 +6,25 +4,22 PYTA DENNA -4,72 -2,48 +1,62 +0,13 -5,22 -1,93 +2,63 +0,09 CIANA C -2,08 -2,62 +0,65 +1,00 -2,06 -2,92 - -1,23 CIANA D -2,03 -2,63 +0,32 +0,42 -2,42 -3,32 - -1,13

Tab. 10. Zestawienie wartoci momentw obliczonych metod elementw skoczonych z uwzgldnieniem oraz bez uwzgldnienia sprystej pracy podoa gruntowego dla II schematu obcienia

MX [kNm] MY [kNm] podporowy przsowy podporowy przsowy

Element MES.

MES pod. spr.

MES MES pod. spr.

MES MES pod. spr.

MES MES pod. spr.

CIANA A +5,23 -1,85 +2,64 +0,07 -46,48 -2,60 - -0,20 CIANA B +5,16 -1,73 +1,42 +0,05 -33,29 -2,31 - -0,24

PYTA GRNA -20,12 -36,32 +12,87 +16,94 -24,08 -29,07 +18,38 +10,04 PYTA DENNA -32,97 -0,06 +20,80 -0,02 -45,54 +0,41 +42,65 -0,08 CIANA C -2,25 -1,97 +1,16 +0,13 -3,17 -5,81 - +0,15 CIANA D -2,20 -1,97 +0,61 +0,22 -4,60 -3,77 - +0,32

a) -10,74kNm

-10,74kNm

-6,81kNm -6,81kNm

4,72kNm

9,59kNm

-7,23kNm

-7,23kNm

-6,67kNm -6,67kNm

5,26kNm

6,25kNm

Metoda pyt wydzielonych Metoda elementw skoczonycha)

b)

b) -29,27kNm

-29,27kNm

-18,71kNm -18,71kNm

11,66kNm

24,25kNm

-24,08kNm

-24,08kNm

-20,12kNm -20,12kNm

12,87kNm

18,38kNm

Metoda pyt wydzielonych Metoda elementw skoczonych

c)

-3,20kNm -3,20kNm

0,60kNm

-4,70kNm

-4,70kNm

1,99kNm

-4,72kNm -4,72kNm

1,62kNm

-5,22kNm

-5,22kNm

2,63kNm

Metoda pyt wydzielonych Metoda elementw skoczonychc)

d) -45,01kNm

-45,01kNm

-28,56kNm -28,56kNm39,50kNm

19,39kNm

-45,54kNm

-45,54kNm

-32,97kNm -32,97kNm42,65kNm

20,80kNm

Metoda pyt wydzielonych Metoda elementw skoczonychd)

Rys. 11. Porwnanie wykresw momentw obliczonych metod pyt wydzielonych oraz metod elementw skoczonych (MES) bez uwzgldnienia sprystej pracy podoa gruntowego. a) pyta grna I schemat (zaoono, e murki oporowe s nieobcione), b) pyta grna II schemat (zaoono, e murki oporowe s nieobcione), c) pyta denna I schemat, d) pyta denna II schemat.


334

6. Podsumowanie

Dokonujc porwnania wartoci momentw obliczonych metod pyt wydzielonych oraz metod elementw skoczonych bez uwzgldnienia sprystej pracy podoa gruntowego uzyskano wyniki rnice si od siebie o okoo 10-15 %. Rnica ta wynika z zastosowania rnych metod obliczeniowych. Ponadto w programie obliczeniowym oraz w tablicach (Kobiak i Stachurski, 1991) uwzgldnione s rne wartoci wspczynnika Poissona: v = 0,0 (Kobiak i Stachurski, 1991) oraz v = 0,20 warto przyjta w programie komputerowym Robot. Natomiast w drugim przypadku oblicze metod elementw skoczonych bez uwzgldnienia oraz z uwzgldnieniem sprystej pracy podoa gruntowego zauwaa si, e w elementach podpartych sprycie momenty zmieniy znacznie swoje wartoci o okoo 30-35 %. Mona wywnioskowa zatem, e uwzgldnienie sprystoci podoa gruntowego znacznie wpywa na zmian wytenia tych elementw i przegrupowanie si wewntrznych. Podobne spostrzeenia mona znale w pracy Buczkowskiego (1998).

Literatura

Buczkowski W. (1998). Obliczenia statyczne w zbiorniku prostopadociennym przy uwzgldnieniu przestrzennej pracy statycznej ustroju oraz wsppracy konstrukcji

z podoem winklerowskim. Gospodarka Wodna 4, 143-137.

Buczkowski W. (1993). Obcienie temperatur zbiornikw prostopadociennych zagbionych w gruncie. Inynieria i Budownictwo, 12.

Buczkowski W. (1992). Momenty zginajce w monolitycznych zbiornikach prostopadociennych obcionych temperatur. Inynieria i Budownictwo, 5.

Ciesielski R., Mitzel A., Stachurski W., Suwalski J., mudziski Z. (1966). Zbiorniki, zasobniki, silosy, kominy i maszty. Budownictwo Betonowe t.XIII. Arkady, Warszawa.

Kobiak J., Stachurski W. (1991). Konstrukcje elbetowe. Tom 4. Arkady, Warszawa.

Rozporzdzenie Ministra rodowiska z dn. 23 grudnia 2002r. w sprawie szczegowych wymaga, jakim powinny odpowiada programy dziaa majcych na celu ograniczenie odpywu azotu ze rde rolniczych.

VARIANTING SOLUTIONS OF UNDERGROUND TANKS ON FARMS

Abstract: The paper presents types of underground tanks used on farms, their basic static schemes and types of loads acting on tanks. In the calculation example results for two calculation methods, plate method and finite element method, were compared. The calculations were done for variants with and without included springy work of subsoil.

Prac wykonano w Politechnice Biaostockiej w ramach Pracy Statutowej nr S/WBiI/3/08

Anna Żakowicz_Wariantowanie rozwiązań zbiorników.pdf

Documents

Transcript of Anna Żakowicz_Wariantowanie rozwiązań zbiorników.pdf