Interaction of RC and PC cylindrical silos and tanks with subsoil

• Autorzy: Lewiński P. M.

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2020.135220

Warianty tytułu

PL

Współpraca żelbetowych i sprężonych silosów i zbiorników cylindrycznych z podłożem gruntowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The subject of this paper is an analysis of the influence of circumferential prestressing on the interaction of cylindrical silos and tanks with the subsoil. The behaviour of the shell structures of RC and PC cylindrical silos or tanks (with circumferential pre-tensioning), and particularly of the ground slab interacting with subsoil, depends largely on the function graphs of the subsoil reactions on the foundation surface. Distributions of the subbase reactions on the ground slab in such structures as silos and tanks have a significant impact on the behaviour of not only the slab itself, but also the interacting shell structure. An analysis of these structures with walls fixed in a circular ground slab and foundation ring was carried out taking into consideration the elastic half-space model using the Gorbunov-Posadov approach and the two-parameter Winkler model. In the computational examples of RC and PC silos and tanks with walls fixed in the circular ground slab or foundation ring, the eventual effects of prestressing obtained as a result of the superposition of internal forces were examined. Although the results for both subsoil models proved to be divergent, the conclusions that follow are fairly important for the engineering practice.

PL

Przedmiotem niniejszej pracy jest analiza wpływu obwodowego sprężania na oddziaływanie silosów i zbiorników cylindrycznych z podłożem. Podłoże zamodelowano w postaci półprzestrzeni sprężystej i modelu Winklera. Zachowanie konstrukcji powłokowych żelbetowych i sprężonych silosów i zbiorników cylindrycznych, zwłaszcza płyt dennych oddziałujących z podłożem, zależy w dużej mierze od rozkładu reakcji podłoża na powierzchni fundamentu. Analizę tych konstrukcji ze ścianami zamocowanymi w kołowej płycie dennej i pierścieniu fundamentowym przeprowadzono z uwzględnieniem modelu półprzestrzeni sprężystej na podstawie metody Gorbunowa-Posadowa i dwuparametrowego modelu podłoża Winklera.

Słowa kluczowe

EN

silo; tank; reinforced concrete structure; prestressed structure; soil-structure interaction; elastic half-space; Winkler model

PL

silos; zbiornik; konstrukcja żelbetowa; konstrukcja sprężona; oddziaływania grunt-konstrukcja; półprzestrzeń sprężysta; model Winklera

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 66, nr 4
• Strony: 249--267
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., il.

Twórcy

autor

Lewiński P. M.

• Instytut Techniki Budowlanej, Warsaw, Poland

Bibliografia

• 1. H. Borowicka, “Druckverteilung unter elastischen Platten“, Ingenieur Archiv, X. Band: 113-125, 1939.
• 2. W. Flügge, “Stresses in Shells”, Second ed., Springer, Berlin, Heidelberg, 1973.
• 3. C. V. Girija Vallabhan, Y. C. Das, “Analysis of Circular Tank Foundations”, Journal of Engineering Mechanics, 117(4): 789-797, 1991.
• 4. M. I. Gorbunov-Posadov, T. A. Malikova, V. I. Solomin, “Calculation of structures on elastic foundation” (in Russian), Stroyizdat, Moskva, 1984.
• 5. J. A. Hemsley (Ed.), “Design applications of raft foundations”, Thomas Telford Publishing, London, 2000.
• 6. J. A. Hemsley, “Elastic analysis of raft foundations”, Thomas Telford Publishing, London, 1998.
• 7. J. S. Horvath, R. J. Colasanti, “Practical Subgrade Model for Improved Soil-Structure Interaction Analysis: Model Development”, International Journal of Geomechanics 11(1): 59-64, 2011.
• 8. Z. Kączkowski, “Plates. Static calculations”, (in Polish), Arkady, Warszawa, 2000.
• 9. A. R. Kukreti, M. M. Zaman, A. Issa, “Analysis of fluid storage tanks including foundation-superstructure interaction”, Applied Mathematical Modelling 17: 618-631, December 1993.
• 10. A. R. Kukreti, Z. A. Siddiqi, “Analysis of fluid storage tanks including foundation-superstructure interaction using differential quadrature method”, Applied Mathematical Modelling 21: 193-205, April 1997.
• 11. P. M. Lewiński, “Analysis of interaction of reinforced concrete and prestressed concrete cylindrical silo structures with soil”. SSTA2013 10th Conference: Shell Structures: Theory and Applications, 16-18 October, Gdańsk, Poland, pp. 547-550, 2013.
• 12. P. M. Lewiński, M. Rak, “Soil-structure interaction of cylindrical water tanks with linearly varying wall thickness”, PCM-CMM-2015: 3rd Polish Congress of Mechanics & 21st Computer Methods in Mechanics, 8-11 September, Vol. 2, Gdańsk, Poland, pp. 921-922, 2015.
• 13. P. Lewiński, “Analysis of interaction of RC cylindrical tanks with subsoil” (in Polish), Prace Naukowe ITB, Rozprawy, Wydawnictwa ITB, Warszawa, 2007.
• 14. P. M. Lewiński, S. Dudziak, “Nonlinear Interaction Analysis of RC Cylindrical Tank with Subsoil by Adopting Two Kinds of Constitutive Models for Ground and Structure”, American Institute of Physics, AIP Conference Proceedings 1922, 130007, 2018.
• 15. Z. E. Mazurkiewicz, (T. Lewiński - Ed.), „Thin elastic shells” (in Polish), Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2004.
• 16. E. S. Melerski, “Design Analysis of Beams, Circular Plates and Cylindrical Tanks on Elastic Foundations”, Taylor & Francis Group, London, 2006.
• 17. N. el Mezaini, “Effects of Soil-Structure Interaction on the Analysis of Cylindrical Tanks”, Practice Periodical on Structural Design and Construction 11 (1): 50-57, February 2006.
• 18. Z. Mistríková, N. Jendželovský, “Static analysis of the cylindrical tank resting on various types of subsoil”, Journal of Civil Engineering and Management 18 (5): 744-751, 2012.
• 19. W. Nowacki, R. Dąbrowski, “Silos. Calculation methods and construction” (in Polish), BiA, Warszawa, 1955.