5525x

001816

Dipl.-Ing. (BA) Markus Baumgärtel

27.9.2023

Posouzení vztlaku po porovnání tíhových sil a zohlednění půdních reakcí

Na tomto příkladu vidíte, jak můžete v programu RFEM rychle stanovit vztlak, resp. bezpečnost nádrže proti vztlaku.

Tento článek pojednává o železobetonové nádrži, která stojí 1,5 m nad úrovní podzemní vody. Kromě toho bude zkoumáno, do jaké míry je posouzení ovlivněno stěnovým třením.

Model v tomto článku je připraven tak, aby bylo možné upravovat všechny parametry a geometrii pomocí "Globálních parametrů". Model se pak automaticky aktualizuje.

Nejdříve se posoudí, zda je nádrž v našem příkladu nadzvedávána vlivem spodní vody. V nádrži je voda a tření o stěnu je zanedbáno. Tento případ modeluje provozní stav.

Posouzení 1

Vlastní tíha železobetonové nádrže

G = 24, 0 k N / m^{3} \cdot (2 \cdot 1, 5 m \cdot 10 m + 1, 5 m \cdot 12 m) = 1152 k N / m

Vlastní tíha železobetonové nádrže

Tlak podzemní vody při hladině 8,5 m je

A_{k} = 10 k N / m^{3} \cdot 8, 5 m \cdot 15, 0 m = 1275 k N / m

Tlak v základové spáře

Voda v nádrži má stabilizační účinek a přičítá se k vlastní tíze nádrže.

G_{W} = 10 k N / m^{3} \cdot 3, 5 m \cdot 12, 0 m = 420 k N / m

Tíha vody

Pak lze posouzení na vztlak shrnout následovně:

γ_{G, s t b} \cdot (G + G_{W}) \geq γ_{G, d s t b} \cdot A m i t γ_{G, s t b} = 0, 95 u n d γ_{G, d s t b} = 1, 05

0, 95 \cdot (1152 + 420) = 1493, 4 k N / m

1, 05 \cdot 1275 = 1338, 75 k N / m

1493, 4 \geq 1338, 8

Posouzení vtlaku

Posouzení ukázala, že bezpečnost nádrže při vztlaku je dostatečná. Zůstává zbytková únosnost 1493,4 kN/m - 1338,8 kN/m = 154,65 kN/m (KZ3).

Bezpečnost proti vztlaku

Posouzení 2

Cílem je ověřit, zda je železobetonová nádrž dostatečně zabezpečena proti vztlaku při úplném vyprázdnění. Při tomto posouzení se má zohlednit stěnové tření.

Vrstva 1
SU, γ = 17 kN/m³, φ´= 30°

Vrstva 2
SU, γ`= 9 kN/m³, φ´= 30°

Vrstva 3
GW, γ´ = 12 kN/m³, φ´= 32,5°

Průběh vodorovného zemního tlaku je následující:

α= 0; β= 0; δ= 2/3*φk; k_ah,SU= 0,28; k_ah,GW= 0,25

Betonová nádrž

Pro každou plochu stěn je výsledná smyková síla, která se má použít:

η = 0.8

F_{s, k} = η \cdot E_{ah, k} \cdot \tan φ_{α}

F_{s, k} = 0.8 \cdot (0.5 \cdot 7.1 kN / m^{2} \cdot 1.5 m) \cdot \tan \frac{2}{3} \cdot 30 ° + 0.5 \cdot (7.1 kN / m^{2} + 20.5 kN / m^{2}) \cdot 5.3 m \cdot \tan \frac{2}{3} \cdot 30 ° + 0.5 \cdot (18.3 kN / m^{2} + 27.9 kN / m^{2}) \cdot 3.2 m \cdot \tan \frac{2}{3} \cdot 32.5 °

F_{s, k} = 46.32 kN / m

Použitá smyková síla

Pro zjednodušení výpočtu se v zatěžovacím stavu 4 použije zatížení jako liniové zatížení na horní okraj nádrže.

Tak je možné stanovit bezpečnost nádrže při vztlaku (KZ5):

γ_{G, s t} \cdot G + γ_{G, s t} \cdot F_{s, k} \geq γ_{G, d s t} γ_{G, s t} = 0, 95 γ_{G, d s t} = 1, 05

\sum_{}^{} G \cdot 0, 95 = 0, 95 \cdot (1152 + 2 \cdot 46, 3) = 1182, 5 k N / m

A_{k} \cdot 1, 05 = 1275 \cdot 1, 05 = 1338, 8 k N / m

1182, 5 \leq 1338, 8

Vztlak

Také kombinace zatížení 5 se podle očekávání stává v programu RFEM 6 nestabilní. Proto v tomto případě není bezpečnost při vztlaku zaručena.

Databáze znalostí

KB 001816 | Posouzení vztlaku po porovnání tíhových sil a zohlednění půdních reakcí

Autor

Ing. Baumgärtel zajišťuje technickou podporu zákazníkům společnosti Dlubal Software.

Reference

Dörken, W.; Dehne, E.; Kliesch, K. Zakládání konstrukcí v příkladech Část 1, 7 vydání. Kolín nad Rýnem: Odborná média Reguvis

;