HG_2016_pred3

8/18/2019 HG_2016_pred3

1/21

PRORAČUNIHIDROTEHNIČKIHKONSTRUKCIJA

PRORAČUNI FLEKSIBILNIH HK

proračuni "hidrauli č ke"stabilnosti u struji vode obaloutvrda

prokop meandra

prag

obloga gabionskimmadracima

zaštita nožice građevine odpodlokavanja

obloga lukobrana

biološke vodogradnje...

proračuni kod nasuglavnom nisu zakonskipropisani nego seprovode prema opće poznatim pravilima

struke

preporukama strukovnihudruženja

općeprihvaćenimpropisima drugih država

8/18/2019 HG_2016_pred3

2/21

PRORAČUNI KRUTIH HK

 prorač uni nosivosti po gr. st. nosivosti

 prorač uni uporabljivosti  po gr. st.uporabljivosti

 prorač uni trajnosti 

GRANIČNO STANJE – ono kod kojeg konstrukcija više nezadovoljava proračunom zahtijevana svojstva

PRORAČUNI NOSIVOSTI KRUTIHHIDROTEHNIČKIH KONSTRUKCIJA

GRANIČNA STANJA NOSIVOSTI

GRUPA

PRORAČUNA

KONSTRUKCIJE

NAZIV GRANIČNOG STANJA

a) stabilnostgubitak stabilnosti ili pomak konstrukcije razmatrane kao

kruto tijelo (EQU)

b) slom

slom ili pretjerane deformacije konstrukcije (STR)

slom ili pretjerane deformacije temeljnog tla (GEO)

slom uslijed zamora (FAT)

8/18/2019 HG_2016_pred3

3/21

• Provjere sigurnosti za stabilnost 

provjera sigurnosti na klizanjeprovjera sigurnosti na isplivavanjeprovjera sigurnosti na prevrtanjeprovjera sigurnosti na hidraulički slom tla

Ed,destab proračunska vrijednost učinkadestabilizacijskih djelovanja

Ed,stab proračunska vrijednost stabilizacijskih

djelovanjaEd,destab = GK× G +QK1× Q+ QKi× Q×Ψi , G , Q ≥1Ed,stab = GK× G , G ≤1

stab,ddestab,d EE  

Hidrotehničke građevine – pregled djelovanja na HG

8/18/2019 HG_2016_pred3

4/21

Provjere sigurnosti za slom

• Slom ili pretjerana deformacija konstrukcije• Provjera sloma preko unutarnjih naprezanja ili sila• Provjera pretjeranih deformacija elemenata ili cijele

konstrukcije• Provjera prelaska u mehanizam provjerom stvaranja

plastičnih zglobova• Provjera gubitka stabilnosti provjerom izvijanja

elemenata ili poprečnog presjeka• Slom ili pretjerane deformacije temeljnog tla

• Provjera sloma preko unutarnjih naprezanja• Provjera pretjeranih deformacija ili sila• Slom uslijed zamora

• Provjera razlike naprezanja za dugotrajnokratkoperiodički promijenjivo djelovanje

• Provjere sigurnosti za slom

8/18/2019 HG_2016_pred3

5/21

PRORAČUNI UPORABLJIVOSTI KRUTIHHIDROTEHNIČKIH KONSTRUKCIJA

GRANIČNA STANJA UPORABLJIVOSTI

VRSTA

PRORAČUNA

KONSTRUKCIJE

NAZIV GRANIČNOG STANJA

a) deformacije

uporabljivost konstrukcije (uključujući strojeve i instalacije na

njoj), komfor ljudi, izgled, oštećenja završnih radova (žbuke,

stolarije, ...)

b) vibracije komfor ljudi, uporabljivost konstrukcije

c) oštećenje

(uklj. pukotine)trajnost, funkcioniranje, izgled

d) zamor oštećenje konstrukcije

8/18/2019 HG_2016_pred3

6/21

KLASIFIKACIJA DJELOVANJADjelovanje: def.a) sila; t.j. opterećenje (vlastito, i prisilno) iz

umjetnog ili prirodnog okoliša, (izravno dj.)

b) prisilno djelovanje umjetnog ili prir. okoliša,(neizravno djelovanje)

KLASIFIKACIJA ZA FORMIRANJE KOMBINAC.

•  prema promijenjivosti tokom vremena•  prema moguć nosti promjene položaja u

 prostoru

•  prema svojoj prirodi ili odzivu konstrukcije

8/18/2019 HG_2016_pred3

7/21

KLASIFIKACIJA DJELOVANJA PREMA

PROMJENJIVOSTI TOKOM VREMENa) stalna G

b) promjenljiva Q

c) izvanredna djelovanja A

 potresna djelovanja AE 

 G  NOSIVOST: naj č ešć e 1 (stab), 1,35 (slom),

 G  UPORABLIVOST: uvijek 1,

Q NOSIVOST: naj č ešć e 1,5, a y naj č ešć e 0,7 ,

 Q UPORABLIVOST: uvijek 1, a y naj č ešć e 0,7

 A naj č ešć e 1

8/18/2019 HG_2016_pred3

8/21

KLASIFIKACIJA DJELOVANJAPREMA MOGUĆNOSTIPROMJENE POLOŽAJA U

PROSTORU

a) nepomi č na djelovanja,

b) slobodna djelovanja,

8/18/2019 HG_2016_pred3

9/21

KLASIFIKACIJA DJELOVANJA

PREMA SVOJOJ PRIRODI ILIODZIVU KONSTRUKCIJE

a) stati č ka djelovanja,

b) dinami č ka djelovanja,

KOMBINACIJE DJELOVANJA(BEZ PROVJERE ZAMORA)

GRANIČNO STANJE NOSIVOSTI

Kombinacija djelovanja zastalnu ili promjenjivuproračunsku situaciju 

Kombinacija djelovanja zaizvanrednu proračunsku

situaciju

Kombinacija djelovanja zapotresnu proračunsku situaciju

GRANIČNO STANJE UPORABIVOSTI

Karakteristična kombinacija 

djelovanja Česta kombinacija djelovanja

Nazovistalna kombinacija 

kombinacija djelovanja

8/18/2019 HG_2016_pred3

10/21

Prikaz nekih stalnih djelovanja na

hidrotehnič

ke građ

evine

Hidrostatski tlak na branu

Prikaz nekih promjenjivih djelovanja nahidrotehničke građevine

Strujanje ispod temelja

8/18/2019 HG_2016_pred3

11/21

Optereć enje građ evina u struji teku ć ine

Djelovanje opstrujavanja tekućine oko uronjenog tijela rastavlja se na dvijehorizontalne komponente i jednu „vertikalnu”:

horizontalne: sila otpora FDsila inercije FI

poprečna na smjer strujanja: sila hidrodinamičkog uzgona FL

2

v ACF

2

ULL  

2

v ACF

2

DDD  

aVCF II  

U slučaju nestacionarnog jednolikog strujanja tekućine :

[N]

[N]

[N/m’]

Optereć enje vodom cijevi zbog promjene pravca

8/18/2019 HG_2016_pred3

12/21

Promjenjiva djelovanja na konstrukciju iz

prirodnog i umjetnog okoliša

prirodni okoliš: promjenljiva

vjetar, valovi, struje izvanredna

potres, olujni vjetar 

umjetni okoliš: promjenljiva opt.

sile pristajanja i priveza broda manip. ter. – prekrcaj i

skladištenje prometno opt.

izvanredna havarijski udar broda

Djelovanja okoliša - vjetar 

 A)z(v)(C2

1W T

2s31zDLL  

 A)z(v)(C2

1W T

2s31zDTT   [N]

[N]

Općenito sila vjetra na brod proporcionalna je skvadratom brzine vjetra.

Utjecaj vjetra je po prirodi dinamičkog karaktera.

Obično se promatra dvije komponente utjecaja vjetra - jednu uzduž i jednu popreko na konstrukciju.

Maksimalna sila obično nastupa kada vjetar puše okomito na uzdužnu osbroda.

8/18/2019 HG_2016_pred3

13/21

Karta područ ja opterećenja vjetrom prema HRN ENV 1991-2-4-2001

10-minutna srednja brzina navisini 10m iznad tla

1-sekundni udar na visini10m iznad tla

x faktor mahovitosti

cca 1,5

1-sekundni udar na visini težišta

prema vertikalnom profilu brzina

v>50m/s

v

8/18/2019 HG_2016_pred3

14/21

Djelovanja okoliša - valovi 

Maksimalan tlak vala na vertikalni ziddogodit će se u trenutku totalne refleksije

Ukupan tlak na vertikalni zid sastoji se odhidrostatičkog i hidrodinamičkog

Djelovanja okoliša - valovi 

Proračun vrijedi samo zanelomljene valove ispredvertikalnog zida.

Uvjet za nelomljene valove jeda dubina dna pred zidombude: d≥2,5Hdol.

U slučaju loma vala predzidom tlak je višestruko veći iodređuje se po drugimmetodama.

Pa][N/m222

sup

 L

 Dch

 H  g 

 L

 Dch

a g  p   dol dyn

Dinamički tlak nelomljenog

vala prema Sainflou

8/18/2019 HG_2016_pred3

15/21

Privez brodova

Sile priveza nastajuuslijed Utjecaja okoliša

Plovila u blizini

Manevra pristajanja

Na konstrukciju se prenosepriveznim konopima narazne privezne uređaje

Poleri

Bitve i sl.

8/18/2019 HG_2016_pred3

16/21

8/18/2019 HG_2016_pred3

17/21

Seizmič

ki proračun

Potresno djelovanje određuje se prekoproračunskog ubrzanja tla koje odgovarapovratnom periodu potresa od 500 godina.

Proračunsko ubrzanje tla ovisi o stupnjupotresnog rizika (intenzitet potresa ustupnjevima ljestvice MKS-64) određuje se prema usvojenim vrijednostima za

potresna područ ja državnog teritorija

Odnos intenziteta potresa i proračunskog ubrzanja tla ag 

Intenzitet potresa u stupnjevima ljestvice

MKS-64Proračunsko ubrzanje [m/s2]

6 0,1

7 0,5

8 2,0

9 3,0

8/18/2019 HG_2016_pred3

18/21

Seizmički proračun Građevine se proračunavaju na djelovanjehorizontalnih seizmičkih sila u najmanje dva

međusobno okomita smjera. Na djelovanje vertikalnih seizmičkih sila

proračunavaju se: građevine izvan kategorije

energetski objekti instalirane snage preko40MW

visoke brane

građevine kod kojih ovo djelovanjeima značajan utjecaj na dinamičkustabilnost objekta (prema procijeni

projektanta)

Hidrodinamički seizmički utjecaji

sila djelovanja vode uslijed potresa

Uzima se u proračun kod građevina: koje pregrađuju tekućinu:

brane, zidovi kanala, zidovi spremnika, kej

nalaze se u tekućini: stupovi gatova

piloti stupovi mostova.

8/18/2019 HG_2016_pred3

19/21

Hidrodinamički seizmički utjecaji

Hidrotehničke građevine kojepregrađuju/ograđuju tekućinu

Stupovi koji se nalaze utekućini

Spremnici Hidrotehnički tuneli, ukopani

cjevovodi i sl.

Horizontalna hidrodinamička sila različito sedefinira za sljedeće slučajeve:

8/18/2019 HG_2016_pred3

20/21

Seizmički inercijalni tlak tla

Kod hidrotehničkih građevina djelomično ili potpunoukopanih u tlo u proračun je potrebno uzeti i aktivniili pasivni seizmički tlak tla.

Da bi nastao aktivni tlak tla pri proračunskom potresumora doći do dovoljnog pomaka zida, kod savitljivihkonstrukcija njihovim savijanjem, a kod krutih klizanjemili rotacijom.

Kod krutih konstrukcija, kao što su zidovi podruma iligravitacijski zidovi temeljeni na stijeni ili pilotima, dolazi

do tlaka većeg od aktivnog tlaka pa je prikladnijepretpostaviti nepomično (mirno) stanje tla.

Seizmički inercijalni tlak tla

Moguće je nekoliko različitih slučajeva:

Podzemna voda ispod potpornog zida

Dinamički nepropusno tlo ispod razine

podzemne vode

Dinamički propusno tlo ispod razine

podzemne vode

8/18/2019 HG_2016_pred3

21/21

Ea(S+D) aktivni tlak tla, statički i dinamičkiEWD,1,2 hidrodinamička sila prouzročena djelovanjem potresa na vodu