3 Osnove Proracuna Mostovi

8/18/2019 3 Osnove Proracuna Mostovi

1/66

www.gfos.hr 1

Opterećenja mostova

Stalno djelovanje

Vlastita težina

konstrukcije

Vlastita

težina nekonstruk

‐tivnih

dijelova

Opterećenja

zbog

svojstava gradiva

Utjecaji

okoliša Promet

Svojstva

konstrukcije

Prolazno djelovanje

Izvanredno djelovanje

Izvanredne

situacije

Vlastita opterećenja mosta


2/66

www.gfos.hr 2

‐ prednapinjanje‐ skupljanje betona‐ puzanje betona

Opterećenja

zbog

svojstava

gradiva

‐ prednapinjanje


3/66

www.gfos.hr 3

Prednapinjanje armirano‐betonskih nosivih elemenata

‐ Izvodi se radi svojstava betona kao materijala: velika vlastita težina i mala vlačna

čvrstoća‐ Osnovni princip: u konstrukciju unijeti opterećenje suprotnog smjera od opterećenja koja konstrukcija mora prenijeti


4/66

www.gfos.hr 4

Vrste prednapinjanja

‐ Potpuno prednapinjanje

‐ Ograničeno prednapinjanje

‐ Djelomično prednapinjanje

‐ Prethodno prednapinjanje

‐ Naknadno prednapinjanje

‐ Naknadno vanjsko prednapinjanje

Prema veličini unešene sile:

Prema položaju natega:


5/66

www.gfos.hr 5

Vrste prednapinjanja

‐ Potpuno prednapinjanje

‐ Ograničeno prednapinjanje

‐ Djelomično prednapinjanje

‐ Prethodno prednapinjanje

‐ Naknadno prednapinjanje

‐ Naknadno vanjsko prednapinjanje

Prema veličini unešene sile:

Prema položaju natega:


6/66

www.gfos.hr 6

Prethodno prednapinjanje


7/66

www.gfos.hr 7

Naknadno prednapinjanje


8/66

www.gfos.hr 8

Naknadno vanjsko prednapinjanje


9/66

www.gfos.hr 9

Gubici sile prednapinjanja

‐ Gubitak sile zbog trenja

‐ Gubitak sile zbog prokliznuća klina

‐ Gubitak sile zbog elastičnih deformacija betona

‐ Gubitak sile relaksacije čelika za prednapinjanje


10/66

www.gfos.hr 10

‐ prednapinjanje‐ skupljanje betona

‐ puzanje betona

Opterećenja

zbog

svojstava

gradiva


11/66

www.gfos.hr 11

Puzanje betona

‐ Nastaje uslijed dugotrajnog opterećenja

‐ Posljedica je kretanja slobodne i adsorbirane vode u očvrsloj betonskoj masi

‐ Važno za granična stanja uporabljivosti i granična stanja nosivosti (mostovi)

‐Ovisi o:‐ vlažnosti zraka‐ izloženoj ploštini‐ klasi betona‐ konzistenciji‐ starosti betona u trenutku opterećenja‐ količini i vrsti cementa i sl.

‐ Vremenska je deformacija, konvergentna


12/66

www.gfos.hr 12

Skupljanje i bujanje betona

‐ Svojstvo cementnog tijesta da mijenja volumen pri procesu stvrdnjavanja i vezanja

‐ Na zraku se beton skuplja, a u vodi buja

‐Konvergentan je proces, ovisan o vremenu‐ Ovisi o:

‐ sastavu betona‐ vlažnosti okoliša‐ dimenzijama elementa

‐ temperaturi okoliša


13/66

www.gfos.hr 13


Stalno djelovanje

Vlastita težina

konstrukcije

Vlastita

težina nekonstruk

‐tivnih

dijelova

Opterećenja

zbog

svojstava gradiva

Utjecaji

okoliša Promet

Svojstva

konstrukcije

Prolazno djelovanje


Izvanredne

situacije



14/66

www.gfos.hr 14

Utjecaji okoliša

Promet Svojstva konstrukcije

Prolazno djelovanje


15/66

www.gfos.hr 15

Utjecaji

okoliša

‐ vjetar‐ snijeg‐ led‐ temperatura‐ opterećenja od tla i djelovanja vode


16/66


17/66

www.gfos.hr 17

‐ Očekivane referentne maksimalne 10‐minutne brzine vjetra za povratno razdoblje 50 godina (izvor: DHMZ)


18/66

www.gfos.hr 18

Djelovanje snijega

‐ Ovisi o geografskom položaju i nadmorskoj visini‐ Kreće se od 0 kN/m2 do 4 kN/m2

Zone opterećenja snijegom za razdoblje 1961 – 1990.


19/66

www.gfos.hr 19

Djelovanje leda

‐ Rijetko je značajno u smislu vertikalnog djelovanja‐ Mora se uzeti u obzir u slučaju stupova uronjenih u vodotoke kojima plovi led te u slučaju nakupljanja na natege, vješaljke i kabele (viseći i ovješeni mostovi)


20/66

www.gfos.hr 20

Djelovanje temperature

‐ Veličina toplinskih djelovanja ovisna je o klimatskim uvjetima (dnevne i sezonske promjene temperature zraka, sunčevo zračenje)

‐ Značajni utjecaji na statički neodređene konstrukcije – spriječeni pomaci uzrokuju povećanje unutarnjih sila i velika naprezanja u elementima.

‐ Svi materijali pri promjeni temperature mijenjaju volumen te dolazi do deformacija.

ΔL = kt × t × L

kt koeficijent temperaturne promjenekt = 1,0 × 10‐5 za beton

kt = 1,2 × 10‐5 za čelik

T temperaturna promjena [0C]

L duljina

promatranog

elementa

[m]


21/66

www.gfos.hr 21

Promjena temperature može biti:

‐ jednolika promjena temperature: ujednačena promjena duž čitavog presjeka ili konstrukcije izazvana promjenom temperature okoliša (okolnog zraka). Izaziva jednoliku promjenu dimenzija konstrukcije i uzdužne sile.

Primjer: Koliko će se produžiti armiranobetonski most duljine 350 m ako se

temperatura okolnog zraka poveća za 250C?

ΔL = kt × t × L

ΔL = 0,000010 × 25 × 350 × 10

2

= 8,75 cm


22/66

www.gfos.hr 22

Promjena temperature može biti:

‐ jednolika promjena temperature: ujednačena promjena duž čitavog presjeka ili konstrukcije izazvana promjenom temperature okoliša (okolnog zraka). Izaziva jednoliku promjenu dimenzija konstrukcije i uzdužne sile.

‐ nejednolika promjena temperature: događa se uslijed nejednolikog zagrijavanja ili hlađenja dijelova konstrukcije. Jedna ploha nosivog elementa može biti izložena djelovanju sunčevog zračenja, nasuprotna ploha u sjeni.


23/66

www.gfos.hr 23

Klimatske zone najvećih temperatura zraka za razdoblje 1961 – 1990.

Klimatske zone najmanjih temperatura zraka za razdoblje 1961 – 1990.


24/66

www.gfos.hr 24

Primjer:

termalno

optereć

enja

mosta


25/66

www.gfos.hr 25

Primjer:

termalno

optereć

enja

mosta


26/66

www.gfos.hr 26

Jednolika

temperatura Δ

t

=

+

25

0

C


27/66

www.gfos.hr 27

Jednolika

temperatura Δ

t

=

+

25

0

C Dijagram

uzdužnih

sila


28/66

www.gfos.hr 28

Jednolika

temperatura Δ

t

=

+

25

0

C Dijagram

momenata

savijanja


29/66


30/66

www.gfos.hr 30

Nejednolika

temperatura Δ

t

=

+

25

0

C Zagrijavanje

s

gornje

strane


31/66

www.gfos.hr 31

Nejednolika

temperatura Δ

t

=

+

25

0

C Zagrijavanje

s

gornje

strane


32/66


33/66

www.gfos.hr 33

Nejednolika temperatura Δt = + 250C Dijagram ommenata savijanja


34/66

www.gfos.hr 34

Nejednolika temperatura Δt = + 250C Deformacije


35/66

www.gfos.hr 35

Opterećenja od tla i djelovanja vode

‐ Upornjaci i ostali dijelovi mosta mogu biti izloženi djelovanju tla i/ili vode‐ Očituju se kao:

‐ vertikalno opterećenje od tla‐ bočno opterećenje od tla i/ili vode na zidove i krila upornjaka

‐ Razlikujemo: 1. Aktivni pritisak tla2. Pritisak mirne vode3. Pritisak tekuće vode


36/66

www.gfos.hr 36


Stalno djelovanje

Vlastita težina

konstrukcije

Vlastita

težina nekonstruk

‐tivnih

dijelova

Opterećenja

zbog

svojstava gradiva

Utjecaji

okoliša

Promet Svojstva

konstrukcije

Prolazno djelovanje


Izvanredne

situacije



37/66

www.gfos.hr 37

Utjecaji okoliša

Promet Svojstva konstrukcije

Prolazno djelovanje


38/66


39/66

www.gfos.hr 39

Modeli opterećenja pješačkog mosta

‐ Primjenjuju se za pješačke i biciklističke mostove‐ Sastoji se od: 1. Jednolikog kontinuiranog opterećenja qfk

2. Koncentrirane sile Q fwk3. Opterećenje od servisnog vozila Q serv

4. Horizontalna opterećenja Q flk


40/66


41/66

www.gfos.hr 41


42/66

www.gfos.hr 42


43/66

www.gfos.hr 43


44/66

www.gfos.hr 44


45/66

www.gfos.hr 45

Koncentrirana sila Q fwk

‐ Primjenjuje se za proračun lokalnih učinaka na konstrukciju.‐ Djeluje u iznosu Q fwk = 10 kN na površini 0,10 × 0,10 m.

Q fwk = 10 kN

‐ Ne djeluje zajedno ni s jednim drugim vertikalnim prometnim opterećenjem.


46/66


47/66

www.gfos.hr 47

Servisno vozilo Q serv

Qsv1 = 80 kNQsv2 = 40 kN


48/66


49/66


50/66

www.gfos.hr 50

Modeli opterećenja cestovnog mosta

‐ Opisuju opterećenja koja se sastoje od automobila, kamiona i posebnih vozila, uz prisutnost pješaka.

‐ Modeli opterećenja opisuju razne situacije na mostu i koriste se za različite vrste provjera (proračuna).


51/66

www.gfos.hr 51

Modeli opterećenja cestovnog mosta

‐ a) Model opterećenja 1 (engl. Load Model 1 - LM1): koncentrirana i

jednoliko raspodijeljena opterećenja, koja obuhvaćaju većinu učinaka koji

potječu od prometa kamiona i automobila. Ovaj model treba rabiti za općei lokalne provjere.

-b) Model opterećenja 2 (LM2): opterećenje jednom osovinom nanesenona određenu dodirnu plohu kotača i obuhvaća dinamičke učinke običnog

prometa na kratke konstrukcijske elemente.

-c) Model opterećenja 3 (LM3): skupovi osovinskih opterećenja kojipredstavljaju posebna vozila (npr. za industrijski prijevoz) koji može

putovati na pravcima gdje su dopuštena posebna opterećenja. Predviđen je za opće i lokalne provjere.

-d) Model opterećenja 4 (LM4): opterećenje navalom ljudi, namijenjen zaopće provjere.


52/66


53/66


54/66

www.gfos.hr 54

Položaji opterećenja


55/66

www.gfos.hr 55

Model opterećenja 1


56/66

www.gfos.hr 56

Horizontalne sile na cestovnim mostovima

1. Kočna i vučna sila (Q lk): uzdužna sila koja djeluje u razini površine kolnika.

Karakteristič

nu vrijednost

sile

Q lk,

ograni

čenu

na

900

kN

za

ukupnu

širinu

mosta,

treba proračunati kao dio ukupnih najvećih vertikalnih opterećenja koje odgovaraju Modelu opterećenja 1, i treba je nanijeti najvjerojatnije na Vozni trak broj 1, kako slijedi:

( )

( ) kN900kN180

10,026,0

lk1Q

l1kq11k1Qlk

≤≤

+=

Q

Lw q Q Q

α

α α

Tu silu treba uzeti u obzir kao da je smještena duž osi bilo kojeg voznog traka. Stoga, ako učinci ekscentričnosti nisu značajni, smije se uzeti da sila djeluje samo u osi kolnika i da je jednoliko raspodijeljena po opterećenoj duljini.


57/66

www.gfos.hr 57

Horizontalne sile na cestovnim mostovima

2. Centrifugalna i ostale sile poprečne na most

Centrifugalnu silu

Q tk treba

uzeti

kao

popre

čnu

silu

koja

djeluje

u razini

gotovog

kolnika i radijalno (okomito) na os kolnika. Ovisi o osovinskom opterećenju Q v i radijusu krivine u kojoj se nalazi most:

Za silu Q tk treba uzeti da djeluje kao koncentrirano opterećenje u bilo kojem poprečnom presjeku rasponskog sklopa


58/66


59/66

www.gfos.hr 59

Modeli opterećenja željezničkog mosta

Željeznička opterećenja određena su preko modela opterećenja. Dano je pet

modela željezničkih opterećenja:‐ Model opterećenja 71 (i model opterećenja SW/0 za kontinuirane mostove) koji predstavlja obični željeznički promet na glavnim pravcima željeznica‐ Model opterećenja SW/2 koji predstavlja teška opterećenja‐

Model

optereć

enja

HSLM

koji

predstavlja

optereć

enja

od

putnič

kih

vlakova

pri

brzinama većim od 200 km/h‐ Model opterećenja „neopterećeni vlak“ koji predstavlja učinke neopterećenog vlaka


60/66

www.gfos.hr 60

Model opterećenja 71

Model opterećenja 71 predstavlja statičke učinke vertikalnog opterećenja od

običnog željezničkog prometa.


61/66

www.gfos.hr 61

Modeli opterećenja SW/0 i SW/2

Model opterećenja SW/0 predstavlja statički učinak vertikalnog opterećenja od

običnog željezničkog prometa na kontinuiranim gredama.Model opterećenja SW/2 predstavlja statički učinak vertikalnog opterećenja od teškog željezničkog prometa.

Modelopterećenja

q vk[kN/m]

a [m]

c [m]

SW/0

SW/2

133

150

15,0

25,0

5,3

7,0


62/66

www.gfos.hr 62

Model opterećenja “neopterećeni vlak”

Model opterećenja „neopterećeni vlak“ se sastoji od vertikalnog jednoliko

raspodijeljenog opterećenja s karakterističnom vrijednosti 10 kN/m.


63/66

www.gfos.hr 63

Utjecaji

okoliša Promet Svojstva

konstrukcije

Prolazno djelovanje


64/66

www.gfos.hr 64

Opterećenja uslijed svojstava konstrukcije

1. Otpor ležaja

2. Opterećenja pri izgradnji


65/66

www.gfos.hr 65


Stalno djelovanje

Vlastita

težina

konstrukcije

Vlastita

težina

nekonstruk

‐tivnih

dijelova

Opterećenja

zbog

svojstava

gradiva

Utjecaji

okoliša Promet

Svojstva

konstrukcije

Prolazno djelovanje


Izvanredne

situacije



66/66


Izvanredne

situacije

1. Udari vozila‐ udar cestovnog vozila‐ udar vlaka‐ udar plovila

2. Popuštanje ležajeva3. Potres

Documents

3 Osnove Proracuna Mostovi