damwand

[ukster]

parabolische damwand 1528 keer bekeken

g=9,8m/s²  ρ=1000 kg/m³

Zou het kunnen dat de totale kracht op de damwand ongeveer 59,3 miljoen Newton bedraagt? beetje veel?

[Jan van de Velde]

dat is het wel ongeveer hoor. 
ruim 600 m² damwand x ca 90 000 N/m² (ruw gemiddeld) en dan kom je inderdaad ergens tegenaan de 60 miljoen N uit. 

[ukster]

Ik ben uitgegaan van een 3-krachtenevenwicht. (één van de vele benaderingen van het probleem)

parabolische damwand 1524 keer bekeken

kracht op damwand 1524 keer bekeken

 

[boertje125]

Het schema is mij niet helemaal duidelijk
Maar als dat groene grond is moet je je actieve krachtenschema anders om definiëren
Dan is de grond het element dat je moet tegenhouden (water is immers niet zo zwaar).
 
Als het een dijk betreft moet je die in je schema betrekken
Het omslagpunt voor het evenwicht bevind zich lager dan de bodem van de sloot.

[ukster]

Zonder enige twijfel zie ik bepaalde (belangrijke) zaken over het hoofd
ik ben geen constructeur of weg-en waterbouwer.
 
Het is een parabolisch gevormde damwand (of dijk),en het gaat om de totaalkracht die het water op de dam uitoefent.
 
wat bedoel precies je met 'Het omslagpunt voor het evenwicht bevind zich lager dan de bodem van de sloot'?
18m diep water kun je geen sloot noemen.
 
De achtergrond (groen) speelt in de berekening van de totaalkracht van het water op de dam geen rol. (misschien in de praktijk wel,maar daar heb ik verder geen inzicht in )  

[CoenCo]

Waterdruk is alzijdig, op een niveau h onder de waterspiegelnis de druk rho*g*h. Onafhankelijk van de orientatie van het vlak waar deze druk op werkt.

Waarom gebruik je dan pythagoras om een horizontale en vertikale druk bij elkaar op te tellen?

[ukster]

G, F_pressureen F_damzijn allemaal krachten.
Pythagoras omdat de krachtcomponenten G en Fpressure loodrecht op elkaar staan.
 
De gemiddelde waterdruk (van rechts) oefent een horizontale kracht (Fpressure) uit welke aangrijpt op 1/3h vanaf de bodem.
 
Ergens onderin de parabool gaan deze drie krachten door 1 punt (3-krachten evenwicht)

[CoenCo]

Check. Had even niet gezien dat je het gewicht van de parabolische watermassa had genomen.

Dan lijkt het wel te kloppen.

[ukster]

Ja, om de kracht op zo'n onderwaterwand te berekenen zijn er een stuk of 4 (verschillende) methodes,
deze (relatief eenvoudige) methode geeft snel resultaat

[CoenCo]

Het ligt er een beetje aan wat je met het resultaat wilt, maar je hebt nu de resultante van de waterdruk bepaald, en niet de volledige druk van het water op de wand. Deze zal hoger zijn.
Zie onderstaand voorbeeld.

IMG_1958 1524 keer bekeken

[ukster]

Je bedoelt dat ik de resultante kracht F_dam(Newton) op de wand heb berekend maar niet de krachtverdeling op (langs) de wand.

[CoenCo]

Inderdaad.
Men neme een ballon, en blazen deze op.
Wat is de kracht op de ballon?
 
Als je globaal kijkt, dan zeg je... Er is amper kracht op de ballon, hij zweeft immers.
Als je kijkt naar de druk op het membraan, dan is die toch danig aanwezig. Het uitrekken van dat rubber kost immers best wat kracht/energie.
 
Afhankelijk van wat je uit wilt rekenen, gebruik je het ene of het andere.

[ukster]

Aha, nu weet ik weer waarom ik lang geleden koos voor Elektrotechniek en niet voor werktuigbouw of weg- en waterbouw...

[CoenCo]

Hier nog een puzzeltje om het duidelijk te maken:
Vraag A: Wat is de massa van het water in dit Tvormige opject?
Vraag B: Wat is de totale druk van het water op de bodemplaat?
Vraag C: Verklaar het verschil m.b.v. (verticaal) krachtenevenwicht.
 

IMG_1959 1525 keer bekeken

[boertje125]

Wat betreft de druk uit het water zit je wel goed
Maar in de echte wereld heb je niet nodig hooguit het hoogte verschil met het grondwater aan de ander kant.
Want daar zit ook water + grond de resultante daarvan zal gemiddeld rond de 15kN/m³ wegen en de belasting uit het water dus ruimschoots overtreffen.
 
het is die afglijdende grondscherf die je damwand moet tegenhouden
(daarom werken lange trekankers die achter de grondscherf is de stabiele grond verankerd zijn)
 
die grondscherf heeft zijn glijvlak een paar meter onder de bodem van het water.
daar moet je damwand een flink stuk doorheen om evenwicht te maken in de bodem van van het water
 
Indien aan de landzijde de dijk ook hoog is moet je aan die kant ook rekenen aan de gelijvlakken
 
 
Jouw berekening zou je wel op een aquaduct toepassen daar is de waterdruk bepalend.
 
uierraad zijn parabolische damwanden puur theorie damwanden zijn op praktische redenen recht
(zelfs dijken hebben een grotendeels recht profiel met een paar overgangshoeken)