Ściana oporowa

5/12/2018 ciana oporowa - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/sciana-oporowa 1/20

Praca projektowa nr 1ze

ZOONYCH KONSTRUKCJI BETONOWYCH

Projekt elbetowej ciany oporowej pytowo-ebrowej

3



2

1. Opis techniczny. Celem projektu jest obliczenie konstrukcji elbetowej ciany oporowej pytowo-

ebrowej dla nastpujcych zaoe:

1. Wysoko uytkowa ciany 2. Charakterystyczne obcienie naziomu

3. Budowla umiejscowiona w Poznaniu4. Grunt w poziomie posadowienia: 5. Zasypk stanowi: 6. Klasa ekspozycji: XC4

Charakterystyka materiaowa, rodowiskowa i gruntowa. a) Zaoenia materiaowe.

cianka elbetowa wykonana z betonu klasy C25/30 ( ) oraz zbrojona stalSt3SY klasy AI (

b) Zaoenia gruntowe i rodowiskowe.

Klasa ekspozycji budowli: XC4

y Parametry gruntu w poziomie posadowienia konstrukcji:

- Rodzaj gruntu: Piasek redni( Ps) , mao wilgotny-Stopie zagszczenia:

-Gsto objtociowa:

-Kt tarcia wewntrznego: 33 °-Spójno: C=0-Ciar objtociowy:

y

Parametry gruntu zasypowego:- Rodzaj gruntu: Piasek drobny( Ps) ,mao wilgotny-Stopie zagszczenia:

-Gsto objtociowa:

-Kt tarcia wewntrznego: 33,2-Spójno: C=0

-Ciar objtociowy:

1.1 Literatura.

Projekt wykonano zgodnie z obowizujcymi normami:

- PN-82/B-02001 ÄObcienia budowli. Obcienia stae´.-PN-82/B-02003 ÄObcienia budowli. Obcienia zmienne technologiczne. Podstawoweobcienia technologiczne i montaowe´.-PN-B-03264:2002 ÄKonstrukcje betonowe, elbetowe i sprone. Obliczenia statyczne i projektowanie´.-PN-81/B-03020 ÄGrunty budowlane. Posadowienie bezporednie budowli. Obliczeniastatyczne i projektowanie´.-PN-81/B-03010 Äciany oporowe. Obliczenia statyczne i projektowanie´.



3

1.2 Rysunki.

Rysunek ciany oporowej w skali 1:20.

2. Obliczenia statyczne ciany oporowej.

2.1 Dobór wymiarów.

2.2 Sprawdzenie statecznoci ciany oporowej na obrót wzgldem punktu A

Obliczenie wartoci wypadkowej parcia na 1 m dugoci ciany.

a. parcie normowe

b. parcie obliczeniowe



4

Parcie na 3,5 metra dugoci konstrukcji:

2.2.1 Zebranie obcie ciany na 3,5 metra dugoci konstrukcji .

cian podzielono na elementy skadowe i obliczono obcienie od poszczególnychelementów oraz wyznaczono pooenie pionowej osi rodkowej, a nastpnie rami dziaaniasiy wzgldem punktu A. W obliczeniach uwzgldniono take grunt zalegajcy na pyciefundamentowej oraz obcienie naziomem.

Ciar objtociowy elbetu:

Tab.1 Zestawienie obcie ciany oporowej przypadajcych na 3,5 m konstrukcji.

Lp. Rodzaj obcie Promiedziaania siy

Obcieniecharakterystyczne

Wspóczynnikobcienia

Obcienieobiczeniowe

[m] [kN/m] [-] [kN/m]

1ciana

0,15*2,2*3,50*25,0 0,43 28,88 0,90 25,99

2 ebro0,5*(0,8*2,2)*0,2*25

0,77 4,40 0,90 3,96

3Pyta fundamentowa

0,2*1,30*3,5*250,65 22,75 0,90 20,48

4

Ciar gruntu (strona

lewa) 0,35*0,4*3,5*18,5 0,18 9,07 0,80 7,25

5Ciar gruntu (strona

prawa)0,80*2,20*3,50*18,5

0,90 113,96 0,80 91,17

6Obcienie naziomu

9*0,8*3,50,90 25,20 0,80 20,16

S= 204,25 S= 169,00

2.2.2 Pooenie wypadkowej Q wzgldem punktu A

2.2.3 Moment wszystkich si obliczeniowych przeciwdziaajcych obrotowi ciany



5

2.2.4 Moment wszystkich si obliczeniowych powodujcych obrót ciany

Sprawdzenie warunku

przyjto z normy PN -83/B-03010, dla obcienia naziomu

Warunek statecznoci konstrukcji na obrót jest speniony.

2.3 Sprawdzenie statecznoci ciany na przesunicie

2.3.1 Wyznaczenie obliczeniowej wartoci skadowej stycznej obcienia w

paszczynie cicia

2.3.2 Wyznaczenie obliczeniowych si przeciwdziaajcych przesuniciu ciany

=0,55 ± dla piasku redniego i chropowatej powierzchni betonu

2.3.3 Sprawdzenie warunku normowego

przyjto z normy PN -83/B-03010, dla obcienia naziomu

Warunek statecznoci konstrukcji na przesunicie zosta speniony.

2.4 Sprawdzenie warunku nonoci podoa.



6

2.4.1 Zebranie obcie ciany na 3,5 metra dugoci konstrukcji .


Lp. Rodzaj obciePromie

dziaania siyObcienie

charakterystyczneWspóczynnik

obcieniaObcienie

obiczeniowe

[m] [kN/m] [-] [kN/m]

1 ciana0,15*2,2*3,50*25,0

0,43 28,88 1,10 31,76

2ebro

0,5*(0,8*2,2)*0,2*250,77 4,40 1,10 4,84

3Pyta fundamentowa

0,2*1,30*3,5*250,65 22,75 1,10 25,03

4Ciar gruntu (strona

lewa) 0,35*0,4*3,5*18,50,18 9,07 1,20 10,88

5 Ciar gruntu (stronaprawa)0,80*2,20*3,50*18,5

0,90 113,96 1,20 136,75

6Obcienie naziomu

9*0,8*3,50,90 25,20 1,20 30,24

S= 204,25 S= 239,50

Obliczenia wg normy PN-B-03020

2.4.2 Wyznaczenie kierunku dziaania siy:

2.4.3 Wyznaczenie mimorodu od siy wypadkowej

2.4.4 Wyznaczenie skadowej pionowej obliczeniowego oporu granicznego

podoa.

? AmkN N r /5,685,3/5,239 !!

Dla fundamentów pasmowych (L>5B; obliczenia dla dwóch ustawionych segmentówL=2*3,5=7 m, 5B=5*1,3=6,5m) wzór na skadow pionow obliczeniowego oporugranicznego podoa gruntowego przyjmuje posta:

¹ º

¸©ª

¨!

B

r

B B D

r

D D f N B i B N i D N BQ)(

min

)(KK

? Ame B B B

08,111,0225,22 !!!

3)()( /65,165,189,0 mkN n

Dm

r

D!!! KKK



7

? A3)()( /65,165,189,0 mkN n

Bm

r

B !!! KKK

? Am D 6,0min !

? AmkN Q f N B /08,2125,008,165,1653,77,06,065,1640,1808,1 !!

? A ? AmkN mkN Q f N B /5,68/79,17108,212*9,0*9,0 "!!

Warunek zosta speniony

3. Obliczenie ciany pionowej

3.1 Schemat obcienia ciany

Pyt pionow ciany oporowej obliczono jako pyt krzyowo zbrojon, podpart wzdu trzech krawdzi ( ebra i pyta fundamentowa) i jedn krawdzi swobodn.

Rys.2 Schemat obcienia pyty ciany pionowej

3.2 Momenty zginajce w cianie

Parcia jednostkowe i obliczono na gbokoci a. Parcie jednostkowe od obcienia naziomem



8

y Warto charakterystyczna

y Warto obliczeniowa

b. Parcie jednostkowe od obcienia gruntem

y Warto charakterystyczna

y Warto obliczeniowa

Momenty obliczono za pomoc tablic Kamanoka i Beresia.

Tabela 2. Zestawienie momentów dziaajcych na pyt.

Tabela wspóczynników Baresia g=2,2/3,5=0,63 Tabela wspóczynników Kamanok l/b=2,2/3,5=0,63

m obc q1 [kNm/m] m obc q1 [kNm/m]

Mxs 0,01666 · q1·lx2 = 0,7088 Mxs 0,0181 · q1·lx2 = 0,7701

Mys 0,01556 · q1·ly2 = 0,2616 Mys 0,0049 · q1·lx2 = 0,2102

My0 -0,1375 · q1·ly2 = -2,3111 My0 -0,1365 · q1·ly2 = -2,2946

Mx1 -0,0442 · q1·lx2 = -1,8805 Mx1 -0,0440 · q1·lx2 = -1,8720

Mx2 -0,083 · q1·lx2 = -3,5313 Mx2 -0,0810 · q1·lx2 = -3,4450

Mxk 0,03246 · q1·lx2 = 1,3811 Mxk 0,0348 · q1·lx2 = 1,4806

m obc q2 [kNm/m] m obc q2 [kNm/m]

Mxs 0,00548 · q2·lx2 = 1,0544 Mxs 0,0060 · q2·lx2 = 1,1544

Mys 0,01366 · q2·ly2 = 1,0384 Mys 0,0038 · q2·lx2 = 0,7273

My0 -0,06452 · q2·ly2 = -4,9048 My0 -0,0679 · q2·ly2 = -5,1625

Mx1 -0,0178 · q2·lx2 = -3,4248 Mx1 -0,0173 · q2·lx2 = -3,3209

Mx2 -0,01644 · q2·lx2 = -3,1631 Mx2 -0,0165 · q2·lx2 = -3,1824

Mxk 0,00826 · q2·lx2 = 1,5893 Mxk 0,0086 · q2·lx2 = 1,6489

obc q1 obc q2 [kNm/m] obc q1 obc q2 [kNm/m]

Mxs 0,7088 + 1,0544 = 1,7632 Mxs 0,7701 + 1,1544 = 1,9245

Mys 0,2616 + 1,0384 = 1,3000 Mys 0,2102 + 0,7273 = 0,9375

My0 -2,3111 + -4,9048 = -7,2158 My0 -2,2946 + -5,1625 = -7,4570Mx1 -1,8805 + -3,4248 = -5,3053 Mx1 -1,8720 + -3,3209 = -5,1929

Mx2 -3,5313 + -3,1631 = -6,6945 Mx2 -3,4450 + -3,1824 = -6,6273

Mxk 1,3811 + 1,5893 = 2,9703 Mxk 1,4806 + 1,6489 = 3,1295



9

Rys.3 Wartoci momentów zginajcych w cianie.

Wymiarowanie zbrojenia pyty ¨c=5mm

Zaoono zbrojenie o rednicy

y dla

Ï

¸äÏ y dla



10

¸

y dla

¸äÏ

y dla

¸äÏ

y dla

¸äÏ

y dla

¸äÏ

4. Obliczenie ebra.



11

4.1 Wyznaczenie momentów zginajcych.

ebro pracuje jako wspornik zamocowany w pycie fundamentowej.

Parcie obliczeniowe gruntu

? AmkN hhtg tg h E

n

un

f f r /57,3)2

2,33

45(5,185,01,12,1)245(5,0222

)(22)(

21 !!!

Q

QQ J

KKK

3

h y !

? AmkN hhtg tg h p E

n

u

k f f rp/47,3)

2

2,3345(91,12,1)

245( 2

)(2

21 !!!Q

QQ JKK

2

h y

rp!

Moment zginajcy ebro na gbokoci Hb y E y E M

rprpr r ! )( ? Amb 50,3!

? AmkN hh

h

h

h

h M !!

232

08,616,450,3)247,3357,3(

- moment na gbokoci H = 2,20 m? AmkN M !! 76,7320,208,620,216,4 23




4.2 Wymiarowanie ebra.

Poniewa przekrój ebra jest ciskany od strony ciany pionowej, zatem ebro pracuje jak belka teowa.

Wymiarowanie na gbokoci H = 2,20 m



12

Rysunek 1. Przekró j ebra na gbokoci H=4,00m

? Amh 95,0! ? Amh f 15,0! ? A ? Am MN mkN M !! 074,076,73

? Ambbbbwe ff 50,365,165,120,021 !!!

? Amhb f e ff 90,015,0661 !!!

? Ambbb e ff we ff 00,29,022,02 1 !!!

Przyjto: ? Ambe ff 50,3!

? Amd 906,0006,02/016,003,0`95,0 !!

? Am MN hd f hb M f cd f e ff p !!! 28,715,05,0906,07,1615,05,35,0

? Af p

h xm MN M M !" 74`0,0

00154,07,16906,05,3

074,02

!

! scQ 999,0!:

? A ? A221 88,3000388,0

210906,0999,0

074,0cmm A

s!!

!

Przyjto zbrojenie 2 ø 16 o ? A2

1 02,4 cm A s !

Na niszych gbokociach momenty malej, a co za tym idzie maleje wymagana powierzchnia zbrojenia jednak ze wzgldów montaowych przyjto 2 Ø 16 na caejwysokoci pyty ciennej.

Od strony wewntrznej przyjto 2 ø 10, jako zbrojenie montaowe, na którym bdzieoparte gówne zbrojenie pyty prostopadle usytuowane do eber.

4.3 Sprawdzenie ebra na cinanie.

Obcienie od parcia gruntu:

? AmkN tg btg hen

un

r /97,545,32,11,1)

22,3345(2,25,182,1,1,1)

245( 2)(2)( !r!! QQ JK

Obcienie od naziomu:

? AmkN tg btg pe

n

u

k rp/16,125,32,11,1)

2

2,3345(92,1,1,1)

245( 2

)(2 !

r!! QQ J



13

Rysunek 2. Schemat obcienia ciany parciem

Obliczenie najwikszej wartoci obliczeniowe siy poprzecznej

? AkN RV A sd 21,8720,216,122

20,297,54!

!!

Obliczenie nonoci obliczeniowej na cinanie ze wzgldu na rozciganie betonu w przekroju bez poprzecznego zbrojenia na cinanie:

Odcinki pierwszego rodzaju gdy 1 Rd sd V V e d b f k V

w Lctd Rd ! V402,135,01

16,1 u! d k 1694,0906,06,1 !!! k k

? A MPa f ctd 20,1!

2 ø 16 o ? A21 02,4 cm A

s!

01,01e

!

d b

A

w

S

L V

00222,0

6,9020

02,4!

! L

V

? AkN V Rd 08,98906,020,000222,04020,112000,135,01 !!

? A ? AkN V kN V Rd sd 08,9821,87 1 !!

Nono betonu na ciskanie w przypadku gdy zbrojenie skada si ze strzemion prostopadych do osi elementu

z b f V wcd Rd ! R5,02

MPa f ck 0,25! , MPa f cd 7,16!

2!Uctg

5,0250

256,02506,0 !!!

ck f

R

? Amd z 8154,0906,09,09,0 !!!

? AkN V Rd 86,6808154,02,0167005,05,02 !!

][86,680][214,87 2 kN V kN V Rd sd !!

Warunki zostay spenione



14

Wystpuj odcinki 1szego rodzaju. Ilo i rozmieszczenie zbrojenia poprzecznego okrela si na podstawie wymaga konstrukcyjnych.

Przyjto zbrojenie 8J co 270 mm.

4.4. Poczenie ebra ze cian pionow

Obliczeniowe parcie jednostkowe

? A22)(

221 /14,7

2

2,33455,181,12,1

245 mkN htg htg he

n

u

f f r !¹ º

¸©ª

¨ r!¹¹ º

¸©©ª

¨r!J

KKK

? A22)(

221 /47,3

2

2,334591,12,1

245 mkN tg tg pe

n

u

k f f rp !¹ º

¸©ª

¨ r!¹¹ º

¸©©ª

¨r!J

KK

Rysunek 3. Schemat parcia jednostkowego parcia do obliczenia siy odrywajcej

b - szeroko segmentu = 3,5 mh - ramie paska obliczeniowegoh¶ - wysoko paska obliczeniowego = 1m (dla paska 3 =1/5m)

Pasmo 1 ? A mh 700,1!

? A2/61,1547,3700,114,747,314,7 mkN heee rpr !!!!

- sia rozcigajca? A ? A MN kN hbeQ 054,063,5415,361,15'1 !!!!



15

- potrzebna powierzchnia strzemion

? A ? A221 88,2000288,0190

054,0cmm

f

Q A

yd

S !!!!

Przyjto zbrojenie (strzemiona) 8J co 170 mm, o ? A21 96,2 cm A

s!

Pasmo 2 ? A mh 70,0! ? A2/47,847,37,014,747,314,7 mkN heee rpr !!!!

- sia rozcigajca? A ? A MN kN hbeQ 030,065,2900,150,347,8'2 !!!!


? A ? A222 56,1000156,0190

030,0cmm

f

Q A

yd

S !!!!

Przyjto zbrojenie (strzemiona) 8J co 250 mm, o ? A21 01,2 cm A

s!

Pasmo 3 ? A mh 1,0!

? A2/19,481,31,086,681,386,6 mkN heee rpr !!!!

- sia rozcigajca? A ? A MN kN hbeQ 0029,093,22,050,319,4'2 !!!!


? A ? A222 15,00000154,0190

0029,0cmm

f

Q A

yd

S !!!!

Przyjto 1prt 8J , o ? A21 50,0 cm A

s!



16

5. Obliczenie pyty fundamentowej.

5.1 Zebranie obcie


Lp. Rodzaj obcie Promiedziaania siy Obcieniecharakterystyczne Wspóczynnikobcienia Obcienieobiczeniowe

[m] [kN/m] [-] [kN/m]

1 ciana 0,15*4,00*2,00*24,0 0,43 28,88 1,10 31,76

2ebro

0,2*(1,5+0,05)*0,5*4,00*240,77 4,40 1,10 4,84

3Pyta fundamentowa

0,25*2,25*3,0*240,65 22,75 1,10 25,03

4Ciar gruntu (strona lewa)

0,60*0,80*2,00*18,00,18 9,07 1,20 10,88

5Ciar gruntu (strona prawa)

1,50*4,00*2,00*18,00,90 113,96 1,20 136,75

6Obcienie naziomu

10,0*1,50*2,000,90 25,20 1,20 30,24

S= 204,25 S= 239,50

Obliczenie parcia gruntu

- wypadkowa parcia gruntu

? AmkN tg tg h E

n

un

n/09,13)

2

2,3345(2,25,185,0)

245(5,0 22

)(22)( !!!

Q

QQ JK

? AmkN E E n f f r

/28,1709,1310,120,121 !!! KK

? Amh

y 733,03

2,2

3!!!

- wypadkowa parcia gruntu od obcienia naziomu

? AmkN tg tg h p E

n

uk np

/79,5)2

2,3345(2,29)

245( 2

)(2 !!!

Q

QQ J

? AmkN E E np f f rp /64,779,510,120,121 !!! KK



17

? Amh

y p 1,12

2,2

2!!!

? Amb 50,3!

? AkN E r 47,6050,328,171

!! ? AkN E rp 74,2650,364,71 !!

Moment wszystkich si dziaajcych na cian wzgldem rodka podstawy fundamentu

! )18,065,0(88,1065,065,003,2577,065,084,443,065,076,31 M

? AkNm76,431,174,26733,047,6090,065,024,3090,065,075,136 !

Mimoród dziaania obcienia

? A ? Am B

mQ

M e 217,0

6

3,1

6183,0

50,239

76,43!!!!!

Wypadkowa obcie znajduje si w rdzeniu podstawy.

Naprenia w gruncie

¹ º

¸©ª

¨ s! B

e

B L

Q 612,1W

? AkPa03,973,1

183,061

50,33,1

5,2391 !¹

º

¸©ª

¨

!W

? AkPa24,83,1

183,061

50,33,1

5,2392 !¹

º

¸©ª

¨

!W

5.2 Obliczenie si dziaajcych na pyt fundamentow.

- pyta przednia

? AkPaq 14,8950,33,1

88,1003,2503,971 !

!

- pyta tylnia

? AkPaq 96,3350,33,1

24,3075,13603,2524,82 !

!



18

Rysunek 4. Schemat obliczeniowy obcienia fundamentu

Wyznaczenie momentów zginajcych pyt fundamentow

- pyta przednia

Pyt przedni oblicza si jako wspornik obciony odporem gruntu

? AmkNm M /97,435,03

2

2

35,0)24,6514,89(

2

35,024,65 2

!

!

- pyta tylna

Pyt tylni oblicza si jako cig jednokierunkow zbrojon, obcion z dou.

Do oblicze przyjto obcienie rednie jako równomiernie rozoone.

? A2/98,16497,0:96,332

497,0mkN q

sr !¹

º

¸©ª

¨ !

? AmkNml q

M sr /0,1316

5,398,16

16

22

s!

s!

s!



19

5.3 Wymiarowanie pyty fundamentowej.

- pyta przednia

? A ? Amm MN mmkN M /00497,0/97,4 !!

? Amh 20,0! ? Amd 148,02/08,005,020,0 !!

0365,07,16148,00,1

00497,02

!

! scQ 981,0!:

? A ? A221 63,1000163,0

210148,0981,0

00497,0cmm A

s!!

!

Ze wzgldu na monta zbrojenia w cianie pionowej (na moment podporowy Myo)

przyjto zbrojenie doem 8J co 150 o ? A21 35,3 cm A

s! . Zbrojenie naley zakotwi w cianie

pionowej na dugoci 0,66 m.

- pyta tylna

? A ? Amm MN mmkN M /013,0/0,13 s!s!

? Amh 20,0! ? Amd 146,02/008,0054,020,0 !!

036,07,16146,00,1

013,02

!

! scQ 981,0!:

? A ? A221 32,4000432,0

210146,0981,0

0130,0cmm A

s!!

!

Przyjto zbrojenie w przsach 8J co 110 ? A21 57,4 cm A

s! . Nad podporami odgi z

ssiednich przse poow prtów. Przy zewntrznej krawdzi na 1/3 szerokoci pyty

zbrojenie naley zagci.

5.4 Poczenie ebra z pyt fundamentow tyln.

Poczenie projektuje si za pomoc strzemion pionowych, które przenosz si

odrywajc pyt fundamentow od ebra. Z wykresu (rys. 11) wynika, e najwiksza rzdna

siy jednostkowej wystpuje na krawdzi pyty tylnej i wynosi 33,96 kN/m2. Wypadkowa

tych si wynosi:

? A ? A MN kN R 0278,085,27)2,050,3(96,332

497,00 !!!



20

Obliczenie zbrojenia w postaci strzemion pionowych

? A ? A220 46,1000146,0190

0278,0cmm

f

R A

yd

s!!!!

Projektuje si strzemiona dwuramienne 83 J o As1= 1,51cm2 , As1= 2· 1,51 = 3,02 cm2, które

naley rozmieci na odcinku 0,8 m proporcjonalnie do wykresu siy odrywajcej.

Ściana oporowa

Documents

Transcript of Ściana oporowa