Зусилля в елементі стіни при навантаженні від тиску рідини

Згинаючий момент в довільному поперечному перерізі вертикальної смужки шириною рекомендується визначати за формулою

,

Розрахуємо значення моментів для перерізів з ординатами, що відраховуються від верху стіни:

(на рівні верху стіни):

кН^.м;

м:

= - 15,77кН^.м;

м:

= - 20,53 кН^.м;

м:

= - 3,3 кН^.м;

м (на рівні днища):

= - 46,93 кН^.м;

Епюра згинаючих моментів в перерізах наведена на рис. 3.5.

Рисунок 3.5 – Розрахункова схема вертикальної смужки стіни прямокутного закритого

резервуару та епюра згинаючих моментів при навантаженнях від тиску рідини

3.3 Коректування товщини плити

Товщину залізобетонної стіни резервуару рекомендується підбирати за кількома критеріями:

1. З умови жорсткості товщину стіни на рівні днища ємнісної споруди рекомендується задавати

мм,

де - висота стіни резервуару.

2. З умови водонепроникності товщину стіни слід призначати

мм.

3. З умови міцності нормального перерізу зігнутого елементу.

Згідно з принципом проф. А.Ф. Лолейта, оптимальна відносна висота стиснутої зони бетону в плитах знаходиться в межах .

Рекомендується прийняти найбільше значення відносної висоти стиснутої зони і вирахувати відповідний відносний (параметричний) момент за формулою:

=

=0.204,

де значення коефіцієнтів , в залежності від класу бетону, приймається згідно таблиці А.7 додатку , .

Потрібна робоча висота перерізу плити-смужки визначається з урахуванням прийнятого відносного моменту:

= 0,202м,

де величина згинаючого моменту в небезпечному перерізі приймається з епюр моментів (рис. 3.4 або 3.5): = 70,76 кН^.м = 0,07076 МН^.м; ширина поперечного перерізу смужки плити - b = 1 м; розрахункова призмова міцність бетону f_cd = 8,5МПа – для прийнятого класу бетону С12/15.

Повна висота перерізу смужки плити (товщина плити) визначається орієнтовно:

h = d + c = 0,202+0,035=0,237 м,

де c = 0,035 м – глибина розташування робочої арматури в розтягнутій зоні плити (див. рис. 3.6).

а б

Рисунок 3.6 – Схеми армування стінки резервуару:

а - при навантаженнях від тиску ґрунту; б - при навантаженнях від тиску рідини

Із трьох величин товщини плити для подальшого проектування приймається більша:

= 0,240 м.

Для прямокутного резервуару товщину стіни рекомендується призначити змінної висоти, якщо на рівні днища = 240 мм, то зверху = 160 мм

При цьому внутрішня грань стіни повинна залишитися строго вертикальною, а зменшення товщині стіни слід досягати за рахунок відповідного ухилу зовнішньої грані.

3.4 Розрахунок міцності перерізів, нормальних до подовжньої осі

Ширина перерізу стіни, що розраховується b = 1,0 м = 1000 мм, відстань від грані перерізу до осі розтягнутої арматури c = 0,035.

Робоча висота перерізу

мм, = 70,76 кНм = 70,7610⁶ Нмм.

Коефіцієнт прямокутної частини білінійної епюри напружень та коефіцієнт центра ваги епюри напружень .

Знаходимо граничні значення відносного (параметричного) моменту , приймаємо згідно таблиці Б.5.

.

Визначаємо фактичне значення :

, тобто

.

Це означає, що переріз працює в раціональній області деформації II.

Коефіцієнт (відносне плече внутрішньої пари сил)

.

Плече внутрішньої пари сил мм.

Необхідна площа арматури

мм² .

Висота стиснутої зони бетону

мм.

Перевіряємо відносну деформацію розтягнутої арматури

⁰/₀₀ ⁰/₀₀ ,

тобто деформації арматури не перевищують гранично допустимого значення.

Знаходимо мінімальну потрібну площу армування:

мм²,

але не менше, ніж мм².

Площа арматури також не повинна перевищувати значення максимальної

мм².

Перевіряємо умову конструктивних вимог до армування:

мм² ≤ мм² ≤ мм².

Умова виконується. Тому остаточно приймаємо розрахункове армування мм².

Визначимо за сортаментом (табл.Б.5) необхідну кількість робочих стержнів 14А400С кроком мм (А_st = 1540 мм² - А_s5 – на рис.3.6,а).

Прийняте армування (для ширини 1 м) в кількості 10 стержнів розділимо на дві частини – по п’ять штук. 5 14А400С встановлюємо кроком мм на всю висоту стіни, а ті що залишилися 514А400С встановлюємо між ними також кроком мм лише в межах нижньої треті висоти стіни.