CZ. III - OBLICZENIA STATYCZNO WYTRZYMAŁOŚCIOWE

CZ. III - OBLICZENIA STATYCZNO WYTRZYMAŁOŚCIOWE OBIEKT: Rozbudowa kompleksu zjeżdżalni wodnych w Margoninie o zjeżdżalnie o ślizgu pontonowym ADRES: dz. nr 791/13, 792/8, obręb ew. 0001 m. Margonin, jednostka ewidencyjna 300104_4 Margonin - miasto 64-830 Margonin INWESTOR: Urząd Miasta i Gminy Margonin ul. Kościuszki 13 64-830 Margonin STADIUM: PROJEKT BUDOWLANY KAT. OB. BUD. V strona 1 z 34

1 Spis treści Zestawienie obciążeń... 4 CZ.I.1. Ciężar własny konstrukcji... 4 CZ.I.2. Ciężar zjeżdżalni... 4 CZ.I.2.1. Ciężar ślizgu PONTONOWA (Ø1400)... 4 CZ.I.3. Obciążenia śniegiem... 4 CZ.I.3.1. Obciążenie śniegiem ślizgu... 4 CZ.I.4. Obciążenie wiatrem... 5 CZ.I.4.1. Obciążenie wiatrem ślizgu... 5 CZ.I.5. Obciążenia użytkowe... 6 CZ.I.5.1. Obciążenie użytkowe ślizgu... 6 CZ.I.6. Obciążenie wodą... 6 CZ.I.6.1. Obciążenie wodą ślizgu... 6 Obliczenia statyczne... 7 CZ.II.1. Przyjęty model obliczeniowy... 7 CZ.II.2. Obciążenia ciężarem ślizgu... 8 CZ.II.3. Obciążenia ciężarem elementów łączących... 8 CZ.II.4. Obciążenie wodą... 9 CZ.II.5. Obciążenie śniegiem... 9 CZ.II.6. Obciążenie wiatrem... 10 CZ.II.6.1. Kierunek X... 10 CZ.II.6.2. Kierunek Y... 10 CZ.II.7. Obciążenia użytkowe... 11 CZ.II.7.1. Osoba zjeżdżająca wariant 1... 11 CZ.II.7.2. Osoba zjeżdżająca wariant 2... 11 CZ.II.7.3. Osoba zjeżdżająca wariant 3... 12 CZ.II.7.4. Osoba zjeżdżająca wariant 4... 12 CZ.II.7.5. Osoba zjeżdżająca wariant 5... 13 Wyniki... 14 CZ.III.1. Wykresy sił wewnętrznych... 14 CZ.III.1.1. Siły Fx... 14 CZ.III.1.2. Siły Fz... 14 CZ.III.1.3. Momenty My... 15 CZ.III.2. Sprawdzenie nośności... 16 strona 2 z 34

CZ.III.3. Obliczenia fundamentów... 17 CZ.III.4. Fundament istniejący... 17 CZ.III.5. F2... 26 strona 3 z 34

h=0,7 h=0,7 41 800 Zabrze, ul. Franciszkańska 25B/6 Zestawienie obciążeń CZ.I.1. Ciężar własny konstrukcji Ciężar własny konstrukcji został przyjęty automatycznie w programie komputerowym R3D3 Rama 3D zgodnie z PN-EN 1993-1-1 Eurocode3: czerwiec 2006 CZ.I.2. CZ.I.2.1. Ciężar zjeżdżalni Ciężar ślizgu PONTONOWA (Ø1400) obwód [m] ciężar jednostkowy [kn] ciężar mb [kn] ślizg 4,40 0,10 0,44 SUMA: 0,44 Ciężar 1mb ślizgu nieocieplonego 0,44kN/mb Ciężar elementów mocujących 0,15kN CZ.I.3. CZ.I.3.1. przypadek (i) Obciążenia śniegiem Obciążenie śniegiem ślizgu przypadek (ii) s [kn/m 2 ] 0,560 0,700 1,400 ls=1,21 b=1,4 ls=1,21 b=1,4 Połać dachowa obciążona równomiernie - przypadek (i): strona 4 z 34

- Dach walcowy: h = 0,7 m, b = 1,4 m - Obciążenie charakterystyczne śniegiem gruntu (wg Załącznika krajowego NA): - strefa obciążenia śniegiem 1; A = 82 m n.p.m. sk = 0,007 A - 1,4 = -0,826 kn/m 2 < 0,7 kn/m 2 sk = 0,7 kn/m 2 - Warunki lokalizacyjne: normalne, przypadek A (brak wyjątkowych opadów i brak wyjątkowych zamieci) - Sytuacja obliczeniowa: trwała lub przejściowa - Współczynnik ekspozycji: - teren normalny Ce = 1,0 - Współczynnik termiczny Ct = 1,0 - Współczynnik kształtu dachu: = 0,8 Obciążenie charakterystyczne: s = Ce Ct sk = 0,8 1,0 1,0 0,700 = 0,560 kn/m 2 CZ.I.4. CZ.I.4.1. Obciążenie wiatrem Obciążenie wiatrem ślizgu Fw,e [kn/m 2 ] kierunek wiatru +0,495-0,743-0,248 A B C b=3,0 d/4=0,35 d=1,4 d/4=0,35 Połać - pole A: - Dach łukowy o wymiarach: b = 3,0 m, d = 1,4 m, strzałka dachu f = 0,7 m - Budynek o wysokości h = 11,0 m strona 5 z 34

- Wartość podstawowa bazowej prędkości wiatru (wg Załącznika krajowego NA): - strefa obciążenia wiatrem 1; A = 82 m n.p.m. vb,0 = 22 m/s - Kierunek wiatru 0 0 (sektor 1) współczynnik kierunkowy: cdir = 0,8 (wg Załącznika krajowego NA) - Współczynnik sezonowy: cseason = 1,00 - Bazowa prędkość wiatru: vb = cdir cseason vb,0 = 17,60 m/s - Wysokość odniesienia: ze = h = 11,00 m - Kategoria terenu 0 współczynnik chropowatości: cr(ze) = 1,3 (11,0/10) 0,11 = 1,31 (wg Załącznika krajowego NA.6) - Współczynnik rzeźby terenu (orografii): co(ze) = 1,00 - Średnia prędkość wiatru: vm(ze) = cr(ze) co(ze) vb = 23,12 m/s - Intensywność turbulencji: Iv(ze) = 0,122 - Gęstość powietrza: = 1,25 kg/m 3 - Wartość szczytowa ciśnienia prędkości: qp(ze) = [1+7 Iv(ze)] (1/2) vm 2 (ze) = 619,1 Pa = 0,619 kpa - Współczynnik konstrukcyjny: cscd = 1,000 - Współczynnik ciśnienia zewnętrznego cpe = cpe,10 = 0,800 Siła oddziaływania wiatru na powierzchnię zewnętrzną: Fw,e = cscd qp(ze) cpe = 1,000 0,619 0,800 = 0,495 kn/m 2 (0,495kN/m 2 + 0,248kN/m 2 ) x 0,8 x 1,4m = 0,84kN/m na zjeżdżalnie pontonową (0,495kN/m 2 + 0,248kN/m 2 ) x 0,8 x 1,0m x 3m = 1,78kN na zjeżdżalnie anaconda CZ.I.5. Obciążenia użytkowe CZ.I.5.1. Obciążenie użytkowe ślizgu Przyjęto na podstawie EN 1069-6.3.3. (Tabele 1) 1,5kN/m na odcinku 5m CZ.I.6. CZ.I.6.1. Obciążenie wodą Obciążenie wodą ślizgu Obciążenie na dno ślizgu 0,2kN/mb strona 6 z 34

Obliczenia statyczne CZ.II.1. Przyjęty model obliczeniowy strona 7 z 34

CZ.II.2. Obciążenia ciężarem ślizgu CZ.II.3. Obciążenia ciężarem elementów łączących strona 8 z 34

CZ.II.4. Obciążenie wodą CZ.II.5. Obciążenie śniegiem strona 9 z 34

CZ.II.6. CZ.II.6.1. Obciążenie wiatrem Kierunek X CZ.II.6.2. Kierunek Y strona 10 z 34

CZ.II.7. Obciążenia użytkowe CZ.II.7.1. Osoba zjeżdżająca wariant 1 CZ.II.7.2. Osoba zjeżdżająca wariant 2 strona 11 z 34

CZ.II.7.3. Osoba zjeżdżająca wariant 3 CZ.II.7.4. Osoba zjeżdżająca wariant 4 strona 12 z 34

CZ.II.7.5. Osoba zjeżdżająca wariant 5 strona 13 z 34

Wyniki CZ.III.1. CZ.III.1.1. Wykresy sił wewnętrznych Siły Fx CZ.III.1.2. Siły Fz strona 14 z 34

CZ.III.1.3. Momenty My strona 15 z 34

CZ.III.2. Sprawdzenie nośności strona 16 z 34

CZ.III.3. CZ.III.4. Obliczenia fundamentów Fundament istniejący Geometria Średnica stopy D [m] 3.00 Wysokość stopy Hf [m] 0.80 Średnica słupa d [m] 1.00 Mimośród ex [m] 0.00 Mimośród ey [m] 0.00 Materiały Klasa betonu C25/30 Ciężar objętościowy betonu [kn/m 3 ] 24.00 Stopa prefabrykowana NIE Granica plastyczności stali [kpa] 500 Średnica zbrojenia [mm] 12.00 Grubość otuliny [mm] 45.00 Czas realizacji budynku poniżej 12 m-cy Ciężar zasypki [kn/m 3 ] 18.50 strona 17 z 34

Warunki gruntowe Legenda: - Warstwa - Numer porządkowy - Nazwa - Nazwa warstwy - H - Miąższość - - Ciężar właściwy - c' - Spójność efektywna - cu - Wytrzymałość na ścinanie - '- Efektywny kąt tarcia wewnętrznego - M - Moduł sprężystości - Mo - Moduł sprężystości pierwotnej Warstwa Nazwa H c' cu ' M Mo gruntu [m] [kn/m 3 ] [kpa] [kpa] [ ] [kpa] [kpa] 1 Nasyp niekontrolowany 0.9 10.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2 Piasek drobny (FSa) 1.9 17.1 0.0 0.0 28.1 0.0 73150.0 3 Glina piaszczysta (Gpz) 3.5 18.6 0.0 19.6 11.4 0.0 17428.0 strona 18 z 34

Stan graniczny nośności (GEO) Podejście obliczeniowe DA2 G,niekorzystne = 1.35, Q = 1.50 R = 1,4 częściowy współczynnik bezpieczeństwa dla oporu granicznego na wyparcie R,h = 1,1 częściowy współczynnik bezpieczeństwa dla oporu granicznego na ścięcie gruntu pod fundamentem Głębokość posadowienia hf = 1.04 m Schemat nr 9 Sprawdzenie nośności podłoża na wyparcie gruntu spod fundamentu. Warunki "z odpływem" Dodatkowe obciążenia podłoża: Ciężaru fundamentu (całkowity): Ciężar gruntu nad fundamentem: Obliczeniowa wartość obciążenia podłoża: Obciążenia przekazywane na podłoże (charakterystyczne, wartości momentów bez uwzględnienia nieosiowego działania sił pionowej): Mimośród obciążeń: Warunek spełniony Sprowadzone wymiary fundamentu Jednostkowy opór graniczny podłoża q naprężenie w gruncie (obok fundamentu) w poziomie posadowienia (całkowite) strona 19 z 34

Warunek obliczeniowy: Warunek nośności na wyparcie spełniony. Sprawdzenie stanu granicznego na ścięcie gruntu w poziomie posadowienia: gdzie: Hd wartość obliczeniowa siły poziomej przekazywanej przez fundament na grunt, Rd opór graniczny podłoża pod fundamentem na ścięcie, Rp,d opór graniczny podłoża na przesunięcie fundamentu, przyjęto = 0,0 Wartość obliczeniowa oporu granicznego gruntu pod fundamentem Warunek nośności na ścięcie spełniony. Sprawdzenie nośności pozostałych warstw Poziom spr. Nawodniona Warunki z odpływem Warunki bez odpływu Ed/Rd(H) Ed/Rd(V) Ed/Rd(H) Ed/Rd(V) 2.80 NIE 0.499 0.748 - - Sprawdzenie stateczności fundamentu (EQU): Oznaczenia: - std - oddziaływania stabilizujące - dst - oddziaływania destabilizujące Współczynniki częściowe do oddziaływań: G, dst = 1.10 G, stb = 0.90 Q, dst = 1.50 Warunek stateczności spełniony. Sprawdzenie przebicia fundamentu: Wymiary obwodu kontrolnego: Nośność na przebicie spełniona, obwód krytyczny poza stopą. strona 20 z 34

Położenie wypadkowej sił Schemat nr 9 strona 21 z 34

Wymiarowanie zbrojenia ZBROJENIE POTRZEBNE DLA SCHEMATU NR 9 As = 10.56 cm 2 /mb Minimalne zbrojenie konstrukcyjne dla fundamentu wynosi: Ak= 10.07 cm 2 /mb W kierunkach x i y przyjęto fi = 12.0 mm w rozstawie s2 = 9.0 cm W kierunkach x i y przyjęto: As,x/y = 12.06 cm 2 /mb Rozkład prętów w fundamencie strona 22 z 34

Nr pręta Ilość Długość pręta [cm] Długość całkowita [m] 1 4 92.7 3.71 2 4 135.3 5.41 3 4 165.5 6.62 4 4 189.2 7.57 5 4 208.8 8.35 6 4 225.2 9.01 7 4 239.2 9.57 8 4 251.1 10.04 9 4 261.2 10.45 10 4 269.7 10.79 11 4 276.8 11.07 12 4 282.6 11.30 13 4 287.2 11.49 14 4 290.5 11.62 15 4 292.8 11.71 16 4 293.9 11.75 Średnica [mm] 12 Masa jednostkowa [kg/m] 0.89 Długość ogółem [m] 150.465 Masa ogółem [kg] 133.58 strona 23 z 34

Osiadanie fundamentu Legenda: H [m] ZR [kn/m 2 ] ZS [kn/m 2 ] ZD [kn/m 2 ] - głębokość liczona od poziomu terenu - naprężenia pierwotne - naprężenia wtórne - naprężenia dodatkowe Schemat nr 9 Osiadania pierwotne = 0.203 cm Osiadania wtórne = -1. Osiadania całkowite = -1. Tangens kąta nachylenia względem osi X = -1. Tangens kąta nachylenia względem osi Y = -1. Przechyłka = -1. Warunek naprężeniowy Głębokość, na której zachodzi warunek wytrzymałościowy = 5.02 m Tabela z wartościami: strona 24 z 34

Nr H [m] ZR [kn/m2] ZS [kn/m2] ZD [kn/m2] Suma = ZS + ZD + ZDsiła + ZDfund 0 1.04 11.39 11.39 8.03 19.42 1 1.14 13.07 11.40 8.07 19.46 2 1.33 16.41 11.39 8.68 20.07 3 1.53 19.75 11.35 9.74 21.08 4 1.72 23.10 11.27 11.05 22.32 5 1.92 26.44 11.14 12.04 23.18 6 2.12 29.79 10.95 12.82 23.77 7 2.31 33.13 10.73 13.64 24.37 8 2.51 36.47 10.45 14.20 24.65 9 2.70 39.82 10.13 14.54 24.67 10 2.90 43.28 9.77 14.69 24.46 11 3.09 46.87 9.39 14.67 24.06 12 3.28 50.45 9.00 14.52 23.51 13 3.47 54.04 8.59 14.25 22.85 14 3.67 57.62 8.19 13.90 22.10 15 3.86 61.21 7.79 13.49 21.29 16 4.05 64.79 7.40 13.04 20.44 17 4.25 68.38 7.02 12.56 19.58 18 4.44 71.96 6.66 12.06 18.72 19 4.63 75.54 6.31 11.56 17.87 20 4.82 79.13 5.97 11.06 17.04 21 5.02 82.71 5.66 10.58 16.23 strona 25 z 34

CZ.III.5. Geometria F2 Średnica stopy D [m] 3.00 Wysokość stopy Hf [m] 0.80 Średnica słupa d [m] 1.00 Mimośród ex [m] 0.00 Mimośród ey [m] 0.00 Materiały Klasa betonu C25/30 Ciężar objętościowy betonu [kn/m 3 ] 24.00 Stopa prefabrykowana NIE Granica plastyczności stali [kpa] 500 Średnica zbrojenia [mm] 12.00 Grubość otuliny [mm] 45.00 Czas realizacji budynku powyżej roku Ciężar zasypki [kn/m 3 ] 18.50 strona 26 z 34

Warunki gruntowe Legenda: - Warstwa - Numer porządkowy - Nazwa - Nazwa warstwy - H - Miąższość - - Ciężar właściwy - c' - Spójność efektywna - cu - Wytrzymałość na ścinanie - '- Efektywny kąt tarcia wewnętrznego - M - Moduł sprężystości - Mo - Moduł sprężystości pierwotnej Warstwa Nazwa H c' cu ' M Mo gruntu [m] [kn/m 3 ] [kpa] [kpa] [ ] [kpa] [kpa] 1 Nasyp niekontrolowany 0.9 10.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2 Piasek drobny (FSa) 1.9 17.1 0.0 0.0 28.1 0.0 73150.0 3 Glina piaszczysta (Gpz) 3.5 18.6 0.0 19.6 11.4 0.0 17428.0 strona 27 z 34

Stan graniczny nośności (GEO) Podejście obliczeniowe DA2 G,niekorzystne = 1.35, Q = 1.50 R = 1,4 częściowy współczynnik bezpieczeństwa dla oporu granicznego na wyparcie R,h = 1,1 częściowy współczynnik bezpieczeństwa dla oporu granicznego na ścięcie gruntu pod fundamentem Głębokość posadowienia hf = 1.04 m Schemat nr 3 Sprawdzenie nośności podłoża na wyparcie gruntu spod fundamentu. Warunki "z odpływem" Dodatkowe obciążenia podłoża: Ciężaru fundamentu (całkowity): Ciężar gruntu nad fundamentem: Obliczeniowa wartość obciążenia podłoża: Obciążenia przekazywane na podłoże (charakterystyczne, wartości momentów bez uwzględnienia nieosiowego działania sił pionowej): Mimośród obciążeń: Warunek spełniony Warunek spełniony Sprowadzone wymiary fundamentu Jednostkowy opór graniczny podłoża strona 28 z 34

q naprężenie w gruncie (obok fundamentu) w poziomie posadowienia (całkowite) Warunek obliczeniowy: Warunek nośności na wyparcie spełniony. Sprawdzenie stanu granicznego na ścięcie gruntu w poziomie posadowienia: gdzie: Hd wartość obliczeniowa siły poziomej przekazywanej przez fundament na grunt, Rd opór graniczny podłoża pod fundamentem na ścięcie, Rp,d opór graniczny podłoża na przesunięcie fundamentu, przyjęto = 0,0 Wartość obliczeniowa oporu granicznego gruntu pod fundamentem Warunek nośności na ścięcie spełniony. Sprawdzenie nośności pozostałych warstw Poziom spr. Nawodniona Warunki z odpływem Warunki bez odpływu Ed/Rd(H) Ed/Rd(V) Ed/Rd(H) Ed/Rd(V) 2.80 NIE 0.275 0.624 - - Sprawdzenie stateczności fundamentu (EQU): Oznaczenia: - std - oddziaływania stabilizujące - dst - oddziaływania destabilizujące Współczynniki częściowe do oddziaływań: G, dst = 1.10 G, stb = 0.90 Q, dst = 1.50 Warunek stateczności spełniony. strona 29 z 34

Sprawdzenie przebicia fundamentu: Wymiary obwodu kontrolnego: Nośność na przebicie spełniona, obwód krytyczny poza stopą. Położenie wypadkowej sił Schemat nr 3 strona 30 z 34

Wymiarowanie zbrojenia ZBROJENIE POTRZEBNE DLA SCHEMATU NR 3 As = 1.88 cm 2 /mb Minimalne zbrojenie konstrukcyjne dla fundamentu wynosi: Ak= 10.07 cm 2 /mb W kierunkach x i y przyjęto fi = 12.0 mm w rozstawie s2 = 10.5 cm W kierunkach x i y przyjęto: As,x/y = 10.56 cm 2 /mb Rozkład prętów w fundamencie strona 31 z 34

Nr pręta Ilość Długość pręta [cm] Długość całkowita [m] 1 4 77.9 3.11 2 4 132.4 5.30 3 4 167.7 6.71 4 4 194.5 7.78 5 4 216.0 8.64 6 4 233.6 9.34 7 4 248.3 9.93 8 4 260.4 10.42 9 4 270.4 10.81 10 4 278.4 11.14 11 4 284.7 11.39 12 4 289.3 11.57 13 4 292.3 11.69 14 4 293.8 11.75 Średnica [mm] 12 Masa jednostkowa [kg/m] 0.89 Długość ogółem [m] 129.577 Masa ogółem [kg] 115.04 Osiadanie fundamentu Legenda: H [m] ZR [kn/m 2 ] ZS [kn/m 2 ] ZD [kn/m 2 ] - głębokość liczona od poziomu terenu - naprężenia pierwotne - naprężenia wtórne - naprężenia dodatkowe Schemat nr 3 Osiadania pierwotne = 0.078 cm Osiadania wtórne = 1. Osiadania całkowite = 1. Tangens kąta nachylenia względem osi X = -1. Tangens kąta nachylenia względem osi Y = -1. Przechyłka = -1. Warunek naprężeniowy strona 32 z 34

Głębokość, na której zachodzi warunek wytrzymałościowy = 4.25 m Tabela z wartościami: Nr H [m] ZR [kn/m2] ZS [kn/m2] ZD [kn/m2] Suma = ZS + ZD + ZDsiła + ZDfund 0 1.04 11.39 11.39 5.45 16.85 1 1.14 13.07 11.40 5.46 16.86 2 1.33 16.41 11.39 5.58 16.97 3 1.53 19.75 11.35 5.89 17.24 4 1.72 23.10 11.27 6.27 17.54 5 1.92 26.44 11.14 6.68 17.82 6 2.12 29.79 10.95 6.97 17.92 7 2.31 33.13 10.73 7.19 17.92 8 2.51 36.47 10.45 7.35 17.81 9 2.70 39.82 10.13 7.43 17.56 10 2.90 43.28 9.77 7.43 17.20 11 3.09 46.87 9.39 7.36 16.75 12 3.28 50.45 9.00 7.23 16.23 13 3.47 54.04 8.59 7.06 15.66 14 3.67 57.62 8.19 6.86 15.05 strona 33 z 34

15 3.86 61.21 7.79 6.63 14.42 16 4.05 64.79 7.40 6.39 13.79 17 4.25 68.38 7.02 6.14 13.16 strona 34 z 34