ZESTAW PRZYKŁADOWYCH PYTAŃ/ZAGADNIEŃ DO PROJEKTU ŚCIANY SZCZELNEJ
22. Co to jest ścianka szczelna?
Ścianki szczelne – są to konstrukcje oporowe wykonywane z podłużnych elementów
wprowadzanych w grunt (wbijanych, wwibrowywanych lub wciskanych) ściśle jeden obok
drugiego i połączonych na zamki zapewniające szczelność przed wodą i wzajemną współpracę.
Elementy te nazywa się brusami lub grodzicami.
23. Zastosowania ścianek szczelnych.
a) do obudowy głębokich wykopów
b)nabrzeża portowe
c)grodze
d)regulacja rzek i kanałów
e) uszczelnianie wałów przeciwpowodziowych
f) ochrona budowli i fundamentów przed działaniem wody
g) inne zastosowania (np. tunele)
24. Wady i zalety stalowych ścianek szczelnych.
Zalety ścianek stalowych:
•łatwe w wykonaniu, przechodzą przez przeszkody znacznie łatwiej niżinne rodzaje ścianek;
• duża wytrzymałośći mały ciężar w stosunku do ścianek żelbetowych;
•łatwośćsztukowania przez spawanie;
• możliwość wielokrotnego użycia grodzic;
• dzięki luzom na zamkach można prowadzić ściankęw liniach łukowych
Wady:
•znaczny koszt;
• mniejsza szczelnośćw porównaniu ze ściankami drewnianymi;
• grodzice nie mogąprzejmowaćobciążeń pionowych z wyjątkiem przekrojów skrzyniowych.
Zalety ścianki szczelnej:|- akceptowalny koszt (mniejszy niż ściany szczelinowej) szczególnie w przypadku możliwości odzyskania grodzic,- akceptowalny koszt również przy małym zakresie robót,- łatwość kształtowania obudowy w planie,- zapewniona szczelność obudowy,- niewielki hałas i brak wibracji przy wciskaniu statycznym,- czysty plac budowy,- możliwość obciążenia lub wykonywania wykopu bezpośrednio po pogrążeniu ścianki,- duża sztywność na zginanie, zwłaszcza nowoczesnych przekrojów typu Z.
Do wad ścianki szczelnej można zaliczyć:- trudności wykonania w gruntach z przeszkodami (kamienie, skały),- zwiększenie kosztu w przypadku konieczności pozostawienia ścianki w gruncie,- długość ograniczoną możliwościami transportowymi,- niekorzystny wpływ na otoczenie wynikający z wbijania lub wwibrowywania ścianki
25. Podziel ścinaki szczelne ze względu na charakter narastania obciążenia.
25* Podziel ścianki szczelnej ze względu na materiał
- stalowe - kształty przekrojów: korytkowy (lub typu U), zetowy, płaskim typu H, kształty zamków
-żelbetowe - uszczelnianie na pióro obce z drewna, specjalne ostrze dociskające jeden brus do drugiego.
-drewniane - uszczelniane na wpust i pióro własne lub pióro obce.
26. Podziel ścianki szczelne ze względu na schemat statyczny.
a) ścinaki wspornikowe
b)ścianki rozpierane jednokrotnie lub wielokrotnie
c) ścianki kotwione jednokrotnie lub wielokrotnie
Ścianki jednokrotnie podarte (zakotwione) mogą być dołem w gruncie swobodnie podarte lub utwierdzone
27. Wymień główne elementy konstrukcyjne ścianki szczelnej jednokrotnie zakotwionej.
-brusy (grodzice)- przekładki usztywniające
- kleszcze
- śruby spinające
28. Wymień sposoby zakotwień ścianek szczelnych.
29. Jakie siły działają na ściankę szczelną.
- parcie wody
- parcie gruntu
- odpór gruntu
30. Jakie schematy statyczne ścianek szczelnych możemy obliczać metodą Bluma?
- ścianka szczelna dołem wolno podparta
- ścianka szczelna dołem utwierdzona
31. Narysuj schematyczne kolejne etapy metody Bluma.
1. Wyznaczenie rozkładu parcia i odporu
2. Wyznaczenie głębokości „a”
3. Wyznaczenie sił parcia i odporu
4. Wyznaczenie wypadkowych
5. Wyznaczenie max. ramienia sił
32. Jakie wielkości otrzymujemy z metody Bluma?
- zagłębienie ścianki
- maksymalny moment zginający
- wartość siły w ściągu
- wartość ugięcia ścianki szczelnej
33. Po co w metodzie Bluma wyliczamy poprawkę?
Wykres przemieszczeń graficznej metody Bluma powinien dać zerowe przemieszczenie w osi ściągu, gdyż znajduje się tam podpora. W momencie gdy występuje odchyłka – s(+) lub s(-) należy dokonać korekty w pochyleniu zamykającej - II’’ za pomocą poprawki Δm, którą obliczamy ze wzorów:
Po wprowadzeniu korekty powinno się jeszcze raz dokonać sprawdzenia przemieszczeń
ścianki, ale zwykle jest to już nie potrzebne.
34. Jak z metody Bluma wyznaczamy potrzebną głębokość wbicia ścianki
1)Przyjmujemy i wykreślamy w skali układ konstrukcyjo-geometryczny ścianki, w którym
zagłębienie w dnie przyjmujemy wstępnie około 0.6 ÷ 0.8 wysokości ścianki nad dnem
2) Wyznaczamy wykresy parcia gruntu i wody oraz odporu, i sporządzamy wykres wypadkowy
3) Zamieniamy wykres wypadkowy na układ sił skupionych Ei. Rozstaw sił Ei (podział wykresu na paski) przyjmujemy około 0.5 ÷ 1.0 m.
4) Sporządzamy wielobok sił rzeczywistych Ei. Długości sił rysowane są w przyjętej skali sił.
Biegun „O” przyjmujemy w dowolnym miejscu, ale najlepiej tak, aby promienie zewnętrzne sił od parcia utworzyły w przybliżeniu trójkąt równoboczny. Dodatkowo przyjmujemy w miarę okrągłą wartość H0 (w skali sił, np. H0 =100 kN).
5) Wykreślamy wielobok sznurowy, przenosząc równolegle kolejne promienie sił. Promień nr 1 rysujemy w dowolnym miejscu do przecięcia z osią siły E1, przez ten punkt prowadzimy
promień nr 2 do przecięcia z osią siły E2, następnie przez ten punkt – promień nr 3 do
przecięcia z osią siły E3 i tak dalej. Promień nr 1 przedłużamy dodatkowo do przecięcia z osią
ściągu, do otrzymania punktu A. Otrzymany wielobok sznurowy jest właściwie wykresem
momentów zginających dla ścianki szczelnej.
6) Gdy chcemy zaprojektować ściankę dołem swobodnie podpartą – przez punkt A prowadzimy prostą zamykającą I stycznie do dolnej wypukłości wieloboku sznurowego. Punkt styczności wyznacza nam potrzebne zagłębienie tI ścianki szczelnej, które ze względów bezpieczeństwa zwiększamy o 20%.
7) Gdy chcemy zaprojektować ściankę dołem utwierdzoną - prostą zamykającą II’ prowadzimy przez punkt A tak, aby wielkości η1 i η2 na wykresie sznurowym były w przybliżeniu sobie równe. Jest to pierwsze przybliżenie. Ścianka dołem utwierdzona jest układem statycznie niewyznaczalnym i dlatego jej rozwiązania dokonuje się metodą iteracyjną.
8) Wykres momentów zamieniamy na obciążenie wtórne, które zastępujemy układem sił
skupionych wtórnych : Ai = ηi⋅ai⋅H0 [kNm2], gdzie ηi – to wartość odczytana z wieloboku
sznurowego w osi siły Ei, ai – rozstaw sił Ei.
9) Sporządzamy wielobok sił wtórnych Ai, w którym rysowanie sił i promieni zaczynamy od
końca, a promień końcowy (na rysunku – promień nr 18) prowadzimy pionowo, ze względu na zakładane utwierdzenie ścianki, w którym kąt obrotu równy jest zero. Wielkość H1 [kNm2]
przyjmujemy dowolnie, ale według podobnych zasad co H0.
10) Wykreślamy drugi wielobok sznurowy, który jest wykresem przemieszczeń ścianki.
Wykreślanie tego wieloboku rozpoczynamy od dołu według takich samych zasad jak pierwszy wielobok. Wykres przemieszczeń powinien dać zerowe przemieszczenie w osi ściągu, gdyż znajduje się tam podpora. W momencie gdy występuje odchyłka – s(+) lub s(-) należy dokonać korekty w pochyleniu zamykającej - II’’ za pomocą poprawki Δm.
11) Punkt przecięcia skorygowanej zamykającej II” z końcowym fragmentem wieloboku
sznurowego wyznacza nam potrzebne zagłębienie ścianki tII”, którą podobnie jak poprzednio zwiększamy o 20%, ze względów bezpieczeństwa.
35. Jaka jest funkcja kleszczy?
Kleszcze (para ceowników lub dwuteowników) spinają brusy, utrzymując je w jednej linii w pozycji pionowej, umożliwiają sztywne połączenie ścianki z zakotwieniem (cięgnem). Wymiarujemy je na zginanie od siły w ściągu S.
36. Jaką funkcję pełni przegub oraz śruba rzymska?
Przegub zapewnia połączenie śruby spinającej z cięgnem. Śruba rzymska umożliwia odpowiednie napięcie cięgna - ściągu.
37. Dlaczego profile w ściance szczelnej najczęściej mają kształt korytkowy?
Ponieważ mają lepsze parametry wytrzymałościowe, sztywność.
38. W jaki sposób wymiarujemy brusy?
Wymiarujemy na zginanie od momentu Mmax, tak aby spełniony został warunek: W>=Mmax/fd, gdzie fd- wytrzymałość obliczeniowa stali, a W-wskaźnik wytrzymałośći, Mmax-maksymalny moment zginający w ściance
39. W jaki sposób wymiarujemy kleszcze?
Wymiarujemy na zginanie od siły w ściągu S, tak aby spełniony został warunek: W>=Mmax/fd, gdzie fd- wytrzymałość obliczeniowa stali, a W-wskaźnik wytrzymałośći, przy czym jeżeli kleszcze wykonane są z pary ceowników to wskaźnik wytrzymałości pojedynczego ceownika =0,5*Mmax/fd, Mmax- Maksymalny obliczeniowy moment zginający w kleszczach
40. W jaki sposób wymiarujemy ściąg?
Wymiarujemy na rozciąganie od siły w ściągu S , tak aby spełniony został warunek : Am>=S1/fd, Am- przekrój netto po nagwintowaniu ściagu, S1- obliczeniowa siła na pojedynczy ściąg
41. Na jaką siłę wymiaruje się ściąg?
Na obliczeniową siłę na pojędyńczy ściąg
42. W jaki sposób wymiarujemy śruby?
Wymiarujemy na rozciąganie od siły w ściągu S, dobieramy potrzebny przekrój netto śruby As>max{Ss1/0,65Rm, Ss1/0,85Re}, gdzie Ss1-obliczeniowa siła na pojedyńczą śrubę, Rm- granica wytrzymałości, Re- granica plastyczności
43. W jaki sposób określa się położenie płyty kotwiącej względem ścianki szczelnej ? (w gruncie jednorodnym i uwarstwionym)Metodą Kranza
Warunek stateczności: S ≤0.8⋅Sdop( S – siła w ściągu) Gdy warunek nie jest spełniony należy zwiększyć odległość zakotwienia od ścinki. Gdy wielkości Ea i Ea1 liczone są z δa = 0, mają wówczas kierunek poziomy.
44. W jaki sposób określa się położenie bloku kotwiącego względem ścianki szczelnej? (w gruncie jednorodnym i uwarstwionym) (patrz pkt. 43)
45. W jaki sposób określa się położenie zakotwienia iniektowanego względem ścianki szczelnej? (w gruncie jednorodnym i uwarstwionym)
Nośność zakotwienia iniektowanego zależy od rodzaju i parametrów gruntu w jakim umieszczona jest buława, od ciśnienia iniekcji i technologii wykonania. Mniejszy wpływ ma średnica i długość buławy. Zwiększanie długości buławy ponad 6 ÷ 8 m jest nieopłacalne, gdyż nie zwiększa to już jej nośności kotwiącej. Średnice buław wahają się od 15 cm do 20 cm. Najczęściej w projekcie podaje się potrzebną nośność zakotwienia, a wykonawca – specjalistyczna firma – dobiera odpowiednie parametry zakotwienia na podstawie własnych doświadczeń i własnych metod obliczeniowych. Oprócz tego nośność zakotwień zawsze weryfikuje się na miejscu budowy za pomocą próbnych obciążeń.
46.W jaki sposób określa się położenie kotwiącego kozła palowego względem ścianki szczelnej?Metoda Kranza
...
alemapam