Predavanje broj 8

12. ДЕЛОВАЊЕ ТАЛАСАТаласи су осцилаторна периодична кретања при којима се честице воде померају, описујући при томе приближно затворене путање.

Зависно од сила које их изазивају деле се на: • таласи изазвани ветром • таласи плиме (услед привлачења Месеца и Сунца) • анемобарични таласи (услед наглих промена атм. притиска - олује, тајфуни, циклони) • сеизмички таласи (услед померања Земљине коре, одроњавања и подводних ерупција вулкана) • таласи од бродова.

12.1. Таласи настали деловањем ветра

Таласи услед ветра спадају у основно оптерећење 6) (вероватноћа 20%), или изузетно бр. 21) (1 до 0,1%)

Пошто су таласи изазвани ветром значајни и збогодређивања Zkb, важно је уз који ниво воде се узима.

Поделе таласа услед ветра према: • стабилности - стационарни и нестац. у току t • премештању врха таласа - прогресивни, стојећи и комбиновани • силама – капиларни (у почетку и у танком површ. слоју воде) и гравитациони (услед сила трења и гравитације)

12.2. Елементи таласа

Гравитациони таласи се деле на: • принудни – услед спољашњих сила ветра • слободни – по инерцији, после престанка ветра • принудно-слободни – настали суперпозицијом

Разматрају се слободни гравитациони регуларни таласи (елементи const. током времена) у рекама и језерима.

1958. год. на Анктартику: h=25m, λ=500m, v=30 m/s

Слика 1. Елементи таласа – цртамо заједно ...

Параметри таласа

Параметри таласа су: • w10 = kz·wz (m/s) – брзина ветра на 10 m изнад Znu

где је kz – коефицијент корекције kz = 1,10 за z = 5m и kz = 0,90 за z ≥ 20m

• t (h) – непрекидно деловање ветра (ако се не зна, усваја се t = 6 h) • H (m) – дубина воде испред ХК • D (km) – дужина развијања таласа тражи се max Di · wi · cosαi

Слика 2. Дужина развијања таласа – цртамо заједно ...

Одређивање висине таласа

Висина таласа (h) одређује се емпиријским изразима уз велику непоузданост.

Према СНиП, h се добија са дијаграма у функцији елемената таласа: апсциса g·D/w2

ордината g·τ/w

Према Смит-у значајна висина таласа је: hТ = 0,00513 · v1,06 ·(K·L0)0,47 , у (m) где је v – брзина ветра у (km/h)

L0 – дужина правца у (km) К = f(W0/L0) – коефицијент акумулације

W0 – средња ширина акум. у (km)

12.3. Вертикална узводна површина

Ово је најчешћи случај, када вода делује на зид, узводну контуру бране, и сл.

Слика 3. Дијаграми оптерећења од таласа, вертикална површина ХК, цртамо заједно ...

Ордината притиска таласа зависи од дубине воде, γv и коефицијента Ki који је функција апсциса h/λsr

ордината λsr/H

12.4. Koса узводна површина

Ордината притиска таласа зависи и од угла нагиба косе површине: p3hα = p3h (α/45 - 1) p3h = ps (p0 + ps) (1 - 3h/H) ps – притисак на вертикалну површину за z=H p0 – притисак на вертикалну површину за z=0

Слика 4. Дијаграми оптерећења од таласа, коса површина ХК, цртамо заједно ...

13. ДЕЛОВАЊЕ ЛЕДАПри нормалном атмосферском притиску вода мрзнена 0 0С и прелази у чврсто агрегатно стање.

Густина леда је приближно 9% мања од густине леда, па лед плива по води.

Запреминска тежина леда је 8,98 до 9,00 кN/m3 па од1 m3 воде настаје око 1,09 m3 леда

Деловање леда спадају у основно оптерећење 7), илиизузетно бр. 22).

Деловање леда може бити: • статичко • динамичко.

13.1. Статичко деловање леда

Наши пројектанти га обично рачунају према СНиП-у.

Тражи се да одговарајући подаци буду засновани на осматрањима која грају најмање 5 година.

Према Архимедовом закону: hL·F·γL = (hL - xL)·F·γv

xL = (1 - γL/γv)·hL

xL ≈ hL/12

Слика 5. Статичко деловање леда – хоризонтална сила, цртамо заједно ...

Хоризонтални притисак леда

Настаје услед термичког ширења леденог покривача.Веома компликовано за прорачун, јер изрази садрже 16 параметара.

Сила хоризонталног притиска леда: q = hL1% ·KL·pгде је hL1% - највећа дебљина леденог поља вероватноће појаве 1%

KL – коеф. смањења силе q због повећања дужине леденог поља

KL = 1 за L = 50m и KL = 0,6 за L ≥ 150m p = 150 kN/m2 – сила притиска од леда

Вертикални притисак леда

Постоји само када се ниво воде промени, а ледено поље је залепљено за ХК.Јавља се и моменат савијања!

Слика 6. Статичко деловање леда – вертикална сила, цртамо заједно ...

Случај када ниво воде опада.

Случај када ниво воде расте.

13.2. Динамичко деловање леда

Настаје када се • поље леда • санте леда • нагомилани ледкрећу при течењу воде (или налетима ветра), паударе у ХК.

Разликују се • вертикална узводна површина • коса узводна површина • ред стубова.