"Projektowanie zbiorników żelbetowych, t. 2. Zbiorniki na ciecze"

Spis treści

Wprowadzenie 10

Podstawowe oznaczenia 13

CZĘŚĆ I. KSZTAŁTOWANIE, OBCIĄŻENIA I SIŁY WEWNĘTRZNE, WYMIAROWANIE, KONSTRUOWANIE I ZBROJENIE 24

1. Specyfika żelbetowych zbiorników na ciecze 26

1.1. Charakterystyka ogólna i klasyfikacja 26

1.2. Specyfika projektowania zbiorników żelbetowych 34

1.2.1. Szczelność zbiorników 34

1.2.2. Różnorodność oddziaływań w stadiach eksploatacyjnych i przedeksploatacyjnych 35

1.2.3. Wrażliwość modelu obliczeniowego zbiornika na przyjętą charakterystykę podłoża gruntowego 36

1.2.4. Trudne warunki eksploatacyjne wpływające na trwałość zbiorników 36

2. Geometria i kształty zbiorników jako konsekwencja ich funkcji – wybrane przykłady 38

2.1. Zbiorniki w oczyszczalniach ścieków 38

2.1.1. Charakterystyka ogólna 38

2.1.2. Piaskowniki 39

2.1.3. Osadniki 42

2.1.4. Bioreaktory 46

2.1.5. Złoża biologiczne 49

2.1.6. Urządzenia do oczyszczania fizykochemicznego 50

2.1.7. Wydzielone komory fermentacyjne – WKF 50

2.1.8. Inne zbiorniki do przeróbki osadu 54

2.1.9. Przepompownie ścieków 55

2.2. Zbiorniki wodociągowe 57

2.2.1. Informacje ogólne 57

2.2.2. Zbiorniki ujęć wody 57

2.2.3. Zbiorniki w stacjach uzdatniania wody 58

2.2.4. Zbiorniki wody czystej 63

2.2.5. Zbiorniki wieżowe 73

2.3. Kriogeniczne zbiorniki na gaz płynny 76

2.4. Zbiorniki w biogazowniach 77

2.5. Baseny pływackie 79

3. Oddziaływania i obciążenia wywierane na zbiorniki 81

3.1. Rodzaje oddziaływań 81

3.2. Ciśnienie cieczy w zbiorniku 82

3.3. Obciążenie gruntem 83

3.3.1. Obciążenie przekrycia zbiorników podziemnych zasypką 83

3.3.2. Parcie gruntu na ściany zbiorników podziemnych i zagłębionych 87

3.3.3. Obciążenie powierzchni nachylonych 93

3.3.4. Tarcie gruntu o ścianę 93

3.3.5. Oddziaływanie podłoża gruntowego na zbiornik 93

3.3.6. Obliczeniowe wartości parcia gruntu 103

3.4. Obciążenie wiatrem według EC1-1-4 [N4] 105

3.4.1. Prędkość wiatru i szczytowa wartość ciśnienia prędkości 105

3.4.2. Sposoby opisu obciążenia wiatrem 108

3.4.3. Ciśnienie wiatru na konstrukcje 109

3.4.4. Wypadkowa siła wiatru 116

3.5. Obciążenie śniegiem według EC1-1-3 [N3] 121

3.4.5. Obliczeniowa wartość obciążenia wiatrem 121

3.5.1. Charakterystyczne obciążenie śniegiem dachu 121

3.5.2. Współczynnik kształtu dachu 122

3.6. Obciążenie termiczne 124

3.5.3. Obliczeniowa wartość obciążenia śniegiem 124

3.6.1. Różnica między temperaturami wewnętrznej i zewnętrznej powierzchni ściany według EC1-1-5 [N5] 124

3.6.2. Różnica między temperaturą pracy konstrukcji a temperaturą początkową według EC1-1-5 [N5] 125

3.6.3. Wpływ temperatury na pełzanie betonu według EC2-3 [N9] 126

3.6.4. Wpływ temperatury na właściwości betonu według EC2-3 [N9] 127

3.7. Odkształcenia wymuszone 129

3.7.1. Skurcz betonu 129

3.7.2. Samoocieplenie betonu podczas hydratacji cementu 129

3.7.3. Skutki skurczu i samoocieplenia betonu w zbiornikach 131

3.7.4. Pełzanie betonu 133

4. Zbiorniki o przekroju kołowym 135

4.1. Kształty zbiorników 135

4.2. Obliczanie sił wewnętrznych w sposób analityczny 138

4.2.1. Dane podstawowe 138

4.2.2. Stan błonowy powłoki 139

4.2.3. Stan momentowy powłok 157

4.2.4. Siły wewnętrzne wynikające z obciążeń termicznych 176

4.2.5. Siły wewnętrzne wynikające z odkształceń wymuszonych w stadiach przedeksploatacyjnych 177

5. Zbiorniki prostopadłościenne 178

5.1. Kształty zbiorników 178

5.2. Obliczanie sił wewnętrznych metodą płyt wydzielonych 179

5.2.1. Informacje wstępne 179

5.2.2. Obliczanie zbiorników zwartych w planie metodą płyt wydzielonych 179

5.2.3. Obliczanie zbiorników rozległych w planie 188

5.2.4. Obliczanie sił wewnętrznych w zbiornikach prostopadłościennych od obciążeń termicznych i odkształceń wymuszonych 190

6. Obliczanie sił wewnętrznych metodą elementów skończonych 193

6.1. Informacje podstawowe 193

6.2. Modelowanie konstrukcji 195

6.3. Modelowanie obciążeń 197

6.4. Modelowanie podłoża gruntowego 199

6.4.1. Modele sprężyste 199

6.4.2. Modele nieliniowe 199

7. Wymiarowanie zbiorników 201

7.1. Kombinacje obciążeń 201

7.1.1. Kombinacje obciążeń w stanach granicznych nośności 201

7.1.2. Kombinacje obciążeń w stanach granicznych użytkowalności 202

7.2. Obliczenia zbiornika jako konstrukcji żelbetowej 204

7.2.1. Założenie podstawowe 204

7.2.2. Stany graniczne nośności 204

7.2.3. Stany graniczne użytkowalności 208

7.3. Obliczanie zbiorników w aspekcie współpracy z podłożem gruntowym 214

7.3.1. Kategorie geotechniczne 214

7.3.2. Stany graniczne nośności 215

7.3.3. Stany graniczne użytkowalności 219

8. Szczegóły konstrukcyjne 221

8.1. Podstawowe elementy konstrukcyjne 221

8.1.1. Dno i fundamenty 221

8.1.2. ściany 227

8.1.3. Przekrycie 230

8.2. Przerwy robocze i dylatacje 232

8.2.1. Przerwy robocze 232

8.2.2. Dylatacje 239

9. Wykonawstwo zbiorników 243

9.1. Deskowania 243

9.2. Właściwości betonu do wykonywania zbiorników 247

9.3. Uszczelnienie powierzchniowe zbiorników i ochrona przed korozją 250

9.4. Przejścia rur przez ściany i dno 254

10. Szczególne konstrukcje zbiorników 257

10.1. Zbiorniki prefabrykowane 257

10.2. Zbiorniki w formie studni opuszczanych 262

10.2.1. Dane ogólne 262

10.2.2. Technologia opuszczania 263

10.2.3. Szczegóły konstrukcyjne 265

10.2.4. Zasady obliczeń 267

10.3. Zbiorniki sprężone 273

10.3.1. Informacje podstawowe 273

10.3.2. Technologia sprężania zbiorników o przekroju kołowym 273

10.3.3. Projektowanie zbiorników sprężonych 276

10.3.4. Sprężanie kopuł przekrywających zbiorniki 285

11. Awarie i naprawy zbiorników 286

11.1. Przyczyny uszkodzeń zbiorników 286

11.2. Diagnostyka 287

11.3. Sposoby napraw i wzmacniania 288

CZĘŚĆ II. PRZYKŁADY OBLICZENIOWE 290

P1. Naziemny zbiornik cylindryczny na ciecz 294

P2. Naziemny zbiornik cylindryczny na ciecz – analiza w stadiach przedeksploatacyjnych 311

P3. Naziemny zbiornik cylindryczny na ciecz o temperaturze 30°C 323

P4. Wymiarowanie zbrojenia ścian naziemnego cylindrycznego zbiornika naciecz 333

P5. Naziemny cylindryczny zbiornik na ciecz przekryty kopułą kulistą 341

P6. Podziemny cylindryczny zbiornik na ciecz przekryty kopułą kulistą 358

P7. Zbiornik w formie studni opuszczanej 362

P8. Zagłębiony otwarty zbiornik prostopadłościenny 369

Bibliografia 383