NAZIEMNY ZBIORNIK NA CIECZ

Dla danego zbiornika wypełnionego wodą znaleźć przemieszczenia oraz siły wewnętrzne.

Rys.1. Zbiornik na wodę.

Dane: beton B-25, E=310^{7 2}kPa, ni=1/6, gamma_c= 10 kN/m³² * 1.1 = 11kN/m³² (1.1 - wsp. bezp.).

Rzeczywistą konstrukcję modelujemy powłoką sferyczną opartą na wieńcu i powłoką walcową zamocowaną w nieodkształcalnym dnie. Wykorzystamy osiową symetrię konstrukcji. Do rozwiązania zadania użyto element powłoki osiowo--symetrycznej modelując nim powłokę sferyczną i walcową (typ konstrukcji ps) oraz element pierścienia do zamodelowania wieńca (typ konstrukcji pi). Oba elementy mają takie same stopnie swobody w węźle dlatego możemy łączyć je w jednym zadaniu. Schemat zadania wprowadzamy w układzie osi XY, pamiętając, że w rzeczywistości schemat zadania to powłoka otrzymana z obrotu wprowadzonej przez nas łamanej wokół osi Y. Pojedyńczy element nie jest więc odcinkiem a stożkiem ściętym. Element pierścienia to w naszym modelu 1 punkt. żeby uniknąć zmniejszenia konstrukcji a także zmniejszenia bezpieczeństwa, element wieńca umieszczono na przecięciu powłoki sferycznej i walcowej, które w ten sposób trochę powiększono.

Obciążenie skupione działające w węzłach jest sumą obciążenia działającego na obwodzie (jednostka dla sił -- N, dla momentów Nm), obciążenie ciągłe to obciążenie działające na 1 m² powierzchni elementu (jednostki dla sił N/m² dla momentów Nm/m²). W wyniku obliczeń otrzymujemy przemieszczenia o wartościach identycznych na całym obwodzie, oraz siły wewnętrzne przypadające na 1m obwodu (jednostki dla sił -- N/m dla momentów Nm/m). Reakcje otrzymujemy, podobnie jak siły skupione, zebrane z obwodu. Ze względu na rodzaj obciążenia oraz sposób uwzględniania go w sytemie, przy wprowadzaniu go kierujemy się następującymi zasadami:

1. Jako ciężar własny rozumiemy ciężar elementów żelbetowych. W FEASie ciężar własny uwzględniamy poprzez podanie gęstości materiału Ro[kg/m³], podanie wymiarów konstrukcji czyli jej objętości V[m³] i działającego na tę masę przyspieszenia czyli wartości przyspieszenia ziemskiego g[m/s²]. żeby otrzymać siły obciążające konstrukcję mnożymy Ro*g*V=P_c[N]. Jeżeli dane mamy siły objętościowe od ciężaru własnego czyli Ro*g, a tak jest w naszym zadaniu, możemy dla uniknięcia przeliczeń wpisać jako gęstości wartość tych sił (25kN/m³), przyjmując wartość działającego przyspieszenia jako 1 (lub -1 zależnie od przyjętego układu współrzędnych).
2. Obciążenie opisujemy w układzie globalnym (komenda uoe -- układ obciążenia elementowego pozwala na wybór układu). Układ lokalny byłby niekorzystny ze względu na elementy kopuły. Każdy z elementów ma inny układ lokalny, a co jest z tym związane, różny opis działającego obciążenia.
3. Obciążenie kopuły realizujemy poprzez zsumowanie obciążenia ciężarem własnym kopuły żelbetowej, obciążenia ciągłego od obciążenia warstwami materiałów leżącymi na kopule, obciążenia śniegiem.

   kolejne warstwy leżące na kopule	obc.char [kN/m2]	gammaf	obc.obl. [kN/m2]
   warstwa wyrównawcza 0.02m*15kN/m3	0.30	1.3	0.39
   wełna mineralna 0.05m*1.0kN/m3	0.05	1.3	0.07
   beton na siatce stalowej 0.03*24kN/m3	0.72	1.3	0.94
   2 x papa na lepiku	0.10	1.3	0.13
   razem obciążenie stałe	1.17		1.53

   
   1.53 kN/m² jest to wartość obciążenia leżącego na kopule.
   Obciążonie śniegiem dla obiektów zlokalizowanych w pierwszej strefie śniegowej wynosi Q_k = 0.7kN/m². Współczynnik kształtu dachu C=0.8, współczynnik bezpiczeństwa gamma_f=1.4 S = Q_k * C * gamma_f =0.78 kN/m².
4. Obciążenie wieńca to tylko jego ciężar własny.
5. Obciążenie walca to ciężar własny oraz parcie cieczy (p[kN/m²]=gamma_cieczy[kN/m³]*h[m]), które także musimy opisać oddzielnie dla każdego elementu.

Rys.2. Model konstrukcji.