Predavanje broj 6

9. ХИДРОСТАТИЧКИ ПРИТИСАКХидростатички притисак је (уз сопствену тежину)најзначајније оптерећење које делује на ХК.

Када је вода на Znu, спада у основно оптерећење 2), акада је на Zmu, онда је изузетно оптерећење 17).

Према основној ј-ни хидростатике, хидростатички притисак у некој тачки једнак је висинској разлици пијезометарске и положајне коте посматране тачке, помноженој специфичном тежином воде (γv).

Када је вода у додиру са атмосфером, пијезометарска кота једнака је коти слободне површине воде (П= Zgv) – хидростатички притисак једнак је производу дубине воде у посматраној тачки и γv.

Хидростатички притисак увек делује управно напосматрану површину ХК, али се по правилу разлаже на хоризонталну (Hv) и вертикалну компоненту (Vv).

Када говоримо о хидростатичком притиску, разматра се релативан притисак, без атмосферског притиска.

У хидростатички притисак спада део од коте воде, до контакта линије терена и ХК. Део притиска воде који делује на површине ХК испод линије терена, припада узгону.

Ако је реч о раванском задатку хидростатике (када је оптерећење исто у свим попречним пресецима ХК), довољно је одредити силу која делује на један дужни метар површине ХК.

Сл.1. Хидростатички притисак на непреливну ламелу

Хидростатичка сила представља интеграл притиска по површини на коју притисак делује и једнака је производу површине и притиска који влада у тежишту површине. Хидростатичка сила једнака је површини дијаграма оптерећења и делује у тежишту овог дијаграма.

9.1. Шема оптерећења хидростатичког притиска

Прво треба усвојити тачке у којима је пун притисак воде, тј. у којима почиње и завршава се филтрација.

Сл.2. Шема оптерећења од хидростатичког притиска

мало да цртамо заједно

9.2. Вода на коти нормалног успора

Ниво воде у акумулацији (Znu) може бити испод Zkp

на коти круне прелива, и изнад Zkp, ... слика 3.

још мало да цртамо заједно

Сл. 4. Хидростатички притисак ако је Znu = Zkp

9.3. Вода на коти максималног успора

Ако је ниво воде у акумулацији на Zmu, преливна контура је неоптерећена.Притисак воде у слапишту се занемарује, јер не спада у хидростатички притисак (велике пулзације).

Притисак на слапиште се не преноси на преливну ламелу преко разделнице.

и даље цртамо заједно

Сл. 5. Преливна ламела ГББ – вода на Zmu

Сл. 6. Насута брана са глиненим језгром – вода на Zmu

То је механичко деловање воде која тече на ХК.

10. ДИНАМИЧКИ ПРИТИСАК ВОДЕКада је вода на Znu, спада у основно оптерећење 5), акада је на Zmu, онда је изузетно оптерећење 20).

Разликујемо следеће случајеве: • вода тече по (низ) конструкцији • вода удара у конструкцију • вода оптиче конструкцију

Динамички притисак воде строго гледано јесте и • деловање таласа услед ветра • деловање таласа услед земљотреса (цунами таласи) • сеизмички притисак воде услед осциловања ХК • филтрациони притисак услед струјања воде.

10.1. Вода тече по конструкцији

Овде се разматра само течење великом брзином којеможе изазвати значајне динамичке силе (преливи,брзотоци, слапишта и сл.)

Тада је течење турбулентно, тј. • велико мешање делића воде из различитих слојева • струјнице су неправилне • струјна слика се мења сваког тренутка • велике пулзације брзине и притисака.

Као последица оваквог течења може настати вакуум, тј. подпритисак на површини ХК, који може изaватикавитациону ерозију и вибрације.

Одређивање динамичких притисака електронски,мерењем на хидрауличком моделу, или емпиријски.

Запис динамичких пулзација притиска Р у великомброју тачака (i), одређивање осредњене вредностипритиска и пулзационог дела за сваку тачку.

Укупна осредњена хидродинамичка сила за читаву површину по којој вода тече износи

Уколико нема мерења, најједноставнији приближни израз гласи

где су уведени коефицијенти притиска и пулзације.

10.2. Вода удара у конструкцију

опет мало цртамо заједно, Сл. 7.

10.3. Вода оптиче конструкцију

Пример непокретне плоче, или прага слапишта:

Пример зуба у слапишту, мостовских стубова, и сл. где се уводи коефицијент оптицања: