Obciążenia w zaporze łukowej

W zaporze łukowej mamy do czynienia z większą ilością obciążeń. Oprócz tych wywołanych przez parcie wody oraz ciężar własny występuje również obciążenie, które wywierane jest przez siły wewnętrzne o pochodzeniu termicznym. Siły pochodzące od czynników termicznych mogą powstawać poprzez wahanie temperatury zewnętrznej. Innym sposobem ich powstania jest następstwo po skurczu lub pęknięciu betonu. Podczas uwzględniania zmian temperatury zewnętrznej uwzględnia się jedynie sezonowe wahania temperaturowe. Mają one zdolność do przenikania na głębokość wynoszącą od 3 do 6 metrów.[segregator uprawnienia budowlane]

Obciążenia w zaporze łukowej
Obciążenia w zaporze łukowej

Zastępowanie naprężeń

Naprężenia, które wywoływane są przez skurcz lub przez pęcznienie betonu można zastępować naprężeniami równoważnymi, które powstają od obniżania się lub podwyższania temperatury zapory. Przyrost tej temperatury określa się jako At. Jest to powodem, dlaczego w zaporach łukowych możliwe jest zastąpienie wahania temperatury zewnętrznej, pęcznienia betonu oraz skurczu jednym sumarycznym wahaniem temperatury o wyznaczonej amplitudzie.[uprawnienia budowlane testy] Przykładowo dla współczynnika rozszerzalności liniowej dla betonu wynoszącego 0,00001 i współczynnika skrócenia od skurczu wynoszącego 0,002 skurczowa wartość równoważna jest równa spadkowi temperatury betonu o 20 stopni. Podczas praktycznych obliczeń mając na uwadze własności plastyczne jakie wykazuje beton przyjmuje się równoważnik spadku temperatury wynoszący 15 stopni. Należy pamiętać, że proces pęcznienia betonu może mieć wpływ tylko dla ściany odwodnej danej konstrukcji.[akty uprawnienia budowlane]

Pierwsze obliczenia zapór łukowych

Pierwsze powstające zapory łukowe były obliczane przy wykorzystaniu najprostszych wzorów, które stosuje się w przypadku obliczeń dotyczących kotłów cylindrycznych, które są zewnętrznie obciążone. Podczas tych obliczeń niezbędne było wcześniejsze poczynienie szeregu założeń. Jednym z tych założeń jest umiejscowienie poszczególnych łuków na poziomach zapory, aby pracowały niezależnie. Powinny posiadać one podparcie przegubowe. Co do wartości ich grubości powinna być ona nieznaczna w stosunku do rozpiętości. We wzorze nie uwzględnia się również temperatury, skurczów występujących w betonie oraz ciężaru własnego obliczanej zapory. Wzór ten obecnie stosowany jest jedyne do wstępnego wyznaczenia wymiarów danej zapory w sposób orientacyjny.[uprawnienia budowlane]

Metoda walcowa obliczania zapór łukowych

Kolejno powstałe obliczenia dotyczące zapór łukowych traktowały całą konstrukcję jako zespół niezależnych od siebie łuków poziomych. Opierają się ona na stokach doliny. Samo oparcie powinno traktować się jako pełne zamocowanie. Powstaje jednak tym sposobem układ równań, który jest potrójnie statycznie niewyznaczalny. Metoda ta zwana jest  metodą czystych łuków sprężystych. Występują w niej powiększone wartości naprężeń dopuszczalnych dla betonu, lecz nie mogą one przekroczyć wartości 45-48 kg/cm2.[egzamin na uprawnienia budowlane]

Metoda oparta na równaniach W.Caina

Kolejna z metod oparta jest na równaniach stworzonych przez W. Caina. Przy jej użyciu można określić grubość danego łuku zamocowanego. Po obliczeniach można zauważyć, że największe wartości naprężeń ściskających w łuku, który posiada stałą grubość występują w jego zamocowaniu od wewnętrznej, czyli odpowietrznej, strony. Taka sytuacja jest bardziej ekonomiczna dla mniejszych grubości łuków w kluczu a większej w miejscu podparcia. Aby uprościć tą metodę możemy założyć, że grubość łuku na całej długości jest stała. Dla tej metody możliwe jest stworzenie wykresów. Liniami przerywanymi oznacza się na nich obszary, gdzie występują naprężenia rozciągające. Rozciąganie samego łuku następuje w miejscu znajdującym się ponad przerywaną linią.[uprawnienia budowlane konstrukcyjno-budowlane]

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *