Analysis of deflections of reinforced concrete slab in the rectified water-storage tank

• Autorzy: Gromysz Krzysztof

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2023.144172

Warianty tytułu

PL

Analiza ugięć żelbetowej płyty fundamentowej rektyfikowanego zbiornika na wodę

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The presented analysis concerns deflections of the reinforced concrete slab in the fire-fighting water storage tank with volume of 950 m3. It was built on human-altered soil which led to deflection of the tank. When water was pumped out from the tank, rectification was performed. The tank and its slab foundation were non-uniformly elevated by means of hydraulic jacks. These jacks were installed under the slab, on foundation made of concrete block stacks, which were pressed into the ground. The computational analysis was conducted for displacements and deflections of the slab supported on the jacks. The number of jacks under the slab and stiffness of jack supports on the stacks were the variable parameters of the model. Stiffness of the jack supports was found to have non-significant impact on deflections of the foundation slab of the rectified tank. On the other hand, the number of jacks under the tank affected both deflections of the slab and displacements of the whole tank. The greatest deflection of the tank slab supported on three jacks was 15.233 mm, and the smallest one was 10.435 mm at 32 jacks.

PL

Przedmiotem analizy są ugięcia żelbetowej płyty fundamentowej przeciwpożarowego zbiornika na wodę o pojemności 950 m3 spoczywającego na siłownikach hydraulicznych. Zbiornik został posadowiony na gruncie nasypowym, wskutek czego uległ wychyleniu od pionu. W związku z tym, po wypompowaniu wody ze zbiornika, przeprowadzono rektyfikację obiektu polegającą na jego nierównomiernym podnoszeniu, wraz z fundamentem, za pomocą siłowników hydraulicznych. Siłowniki zostały zabudowane pod fundamentem na oparciach wykonanych ze stosów elementów betonowych wprowadzonych w grunt. Przeprowadzono obliczeniową analizę przemieszczeń oraz ugieć płyty spoczywającej na siłownikach. Zmiennymi parametrami modelu była liczba siłowników zabudowanych pod płytą oraz sztywność oparć siłowników na stosach. Przemieszczenia płyty zbiornika spoczywającego na siłownikach wynikają z połączonych szeregowo sztywności siłownika, sztywności oparcia siłowników na stosach oraz ugięcia płyty, które jest miarą jej wytężenia. Maksymalne ugięcie płyty względem jej naroży zdefiniowano jako strzałkę ugięcia. W przypadku, gdy liczba siłowników zabudowanych pod płytą wynosi 3, 4 i 8 wartość strzałki ugięcia nie zależy od sztywności oparcia. Wyznaczone w sposób obliczeniowy strzałki są równe odpowiednio 11,961 mm, 15,222 mm i 13,496 mm. Gdy liczba podpór jest wieksza od 8 wartość strzałki zależy od sztywności oparcia i maleje wraz ze zwiększaniem sztywności stosu. W przypadku liczby podpór wynoszącej 16 obliczona wartość strzałki wynosi od 11,451 mm, gdy sztywność oparcia jest nieskonczona, do 11,907 mm w sytuacji, gdy sztywność ta wynosi 50 MN/m. W przypadku liczby podpór wynoszącej 32 wartości strzałek ugięć dla odpowiednich sztywności oparć wynoszą od 10,435 mm do 11,966 mm. Na podstawie przeprowadzonych obliczeń została przeprowadzona rektyfikacja opróżnionego z wody zbiornika za pomocą 16 siłowników zabudowanych pod płytą, przy czym każdemu siłownikowi zapewniono sztywność oparcia wynoszącą 150 MN/m.

Słowa kluczowe

EN

deflection; slab foundation; rectification; water storage tank; stiffness; support

PL

ugięcie; płyta fundamentowa; rektyfikacja; zbiornik na wodę; sztywność; podpora

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 69, nr 1
• Strony: 259--270
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Gromysz Krzysztof

• Silesian University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Gliwice, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-7778-8620

Bibliografia

• [1] W. Kamiński, “Determination of vertical displacements by using the hydrostatic levelling systems with the variable location of the reference sensor”, Archives of Civil Engineering, vol. 68, no. 1, pp. 189-206, 2022, DOI: 10.24425/ACE.2022.140163.
• [2] A. M. Puzrin, E. E. Alonso, and N. M. Pinyol, “Bearing Capacity Failure: Transcona Grain Elevator, Canada”, in Geomechanics of Failures. Dordrecht, New York: Springer, 2010, pp. 67-84, DOI: 10.1007/978-90-481-3531-8_4.
• [3] M. Kijanka and M. Kowalska, “Inclined Buildings - Some Reasons and Solutions”, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol. 245, no. 2, art. no. 022052, 2017, DOI: 10.1088/1757-899X/245/2/022052.
• [4] G. Macchi, “Stabilization of the Leaning Tower of Pisa”, in Structures Congress 2005. ASCE, 2005, pp. 1-11, DOI: 10.1061/40753(171)152.
• [5] E. Ovando-Shelley and E. Santoyo, “Underexcavation for Leveling Buildings in Mexico City: Case of the Metropolitan Cathedral and the Sagrario Church”, Journal of Architectural Engineering, vol. 7, no. 3, pp. 61-70, 2001, DOI: 10.1061/(ASCE)1076-0431(2001)7:3(61).
• [6] J. Orwat, “Causes analysis of occurrence of the terrain surface discontinuous deformations of a linear type”, Journal of Physics: Conference Series, vol. 1426, art. no. 012016, 2020, DOI: 10.1088/1742-6596/1426/1/012016.
• [7] W. Piwowarski, P. Strzałkowski, and R. Ścigała, “Analysis of rock mass destruction processes with different activity diagrams”, Acta Geodynamica et Geomaterialia, vol. 14, no. 1, pp. 83-92, 2017, DOI: 10.13168/AGG.2016.0030.
• [8] P. Strzałkowski, “Some Remarks on Impact of Mining Based on an Example of Building Deformation and Damage Caused by Mining in Conditions of Upper Silesian Coal Basin”, Pure and Applied Geophysics, vol. 176, no. 6, pp. 2595-2605, 2019, DOI: 10.1007/s00024-019-02127-1.
• [9] C. Ren and B. Yan, “Experimental research of the influence of differential settlement on the upper frame structures”, in Proceeding of 3rd International Conference on Mechanical Engineering and Intelligent Systems. 2015, pp. 539-544, DOI: 10.2991/icmeis-15.2015.100.
• [10] R. Al’ Malul and M. Gadzhuntsev, “The reliability of multistory buildings with the effect of non-uniform settlements of foundation”, in E3S Web Conf erences. 2018, art. no. 02040, DOI: 10.1051/e3sconf/20183302040.
• [11] R.B. Peck and F.G. Bryant, “The Bearing-Capacity Failure Of The Transcona Elevator”, Géotechnique, vol. 3, no. 5, pp. 201-208, 1953, DOI: 10.1680/geot.1953.3.5.201.
• [12] H.P. Yin, C.L. Li, and Z.Y. Xie, “Analysis on Deviation Rectification and Reinforcement of Buildings”, Advanced Materials Research, vol. 255-260, pp. 59-64, 2011, DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.255-260.59.
• [13] K. Gromysz, Ł. Szoblik, E. Cyrulik, A. Tanistra-Różanowska, Z. Drabczyk, and S. Jancia, “Analysis of stabilisation method of gable walls of a barrack located at the section BI of the former KL Auschwitz II-Birkenau”, MATEC Web of Conferences, vol. 284, art. no. 08004, 2019, DOI: 10.1051/matecconf/201928408004.
• [14] K. Gromysz, L. Szoblik, E. Cyrulik, A. Tanistra-Różanowska, Z. Drabczyk, and S. Jancia, “Rectification of walls of the historical brick barrack on the site of the former German Nazi Concentration and Extermination Camp KL Auschwitz - Birkenau”, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol. 603, no. 4, art. no. 042070, 2019, DOI: 10.1088/1757-899X/603/4/042070.
• [15] K. Gromysz, “Rectification an 11-Storey Vertically Deflected Residential Building”, Procedia Engineering, vol. 57, pp. 382-391, 2013, DOI: 10.1016/j.proeng.2013.04.050.
• [16] K. Gromysz, “Methods of Removing Buildings Deflection Used in Poland”, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol. 245, no. 3, art. no. 032096, 2017, DOI: 10.1088/1757-899X/245/3/032096.
• [17] M. Smolana and K. Gromysz, “Effect of Eccentricity of Applied Force and Geometrical Imperfections on Stiffness of Stack of Cuboidal Steel Elements”, Materials, vol. 13, no. 14, art. no. 3174, 2020, DOI: 10.3390/ma13143174.
• [18] K. Gromysz, “Analysis of Parameters of a Rectified Tank on the Basis of In-Situ Tests”, Materials, vol. 14, no. 14, art. no. 3881, 2021, DOI: 10.3390/ma14143881.
• [19] P. M. Lewiński, “Interaction of RC and PC Cylindrical Silos and Tanks with Subsoil”, Archives of Civil Engineering, vol. 66, no. 4, pp. 249-267, 2020, DOI: 10.24425/ACE.2020.135220.
• [20] Y. Wang, H.T. Liu, G.F. Dou, C.H. Xi, and L. Qian, “Experimental Study of Multi-Ribbed One-Way Composite Slabs Made of Steel Fibre, Foam, and Normal Concrete”, Archives of Civil Engineering, vol. 64, no. 2, pp. 79-96, 2018, DOI: 10.2478/ace-2018-0018.
• [21] P. Subashree and R. Thenmozhi, “Experimental Study of Hybrid Rubberized Composite Slabs”, Archives of Civil Engineering, vol. 64, no. 4, pp. 22-29, 2018, DOI: 10.2478/ace-2018-0060.