Vysoké učení technické Brno Stavební fakulta Studentská vědecká odborná činnost Školní rok 2005/2006
Vliv změny geometrie mostní konstrukce a tvaru zábradlí na účinky větru
Jméno a příjmení studenta :Filip Fedorik Ročník, obor
: 5. ročník, obor konstrukce a dopravní stavby
Vedoucí práce
: Ing. Jiří Kala, Ph.D.
Ústav
: Ústav stavební mechaniky
1.
ÚVOD
Práce se zabývá změnou silového působení větru na účastníky provozu a samotnou mostní konstrukci, vlivem změny geometrie mostovky a tvaru zábradlí. Jedná se o vyšetření statického působení větru. Výpočet je proveden na dvou základních typech mostních konstrukcí. Typickém profilu lávky pro pěší a silničním mostním profilu ocelobetonového mostu Litol. Most je konstrukce vedená nad terénem, často ve značné výšce. Je-li komunikace před resp. za mostem ve větrem chráněné oblasti (v lese, nebo chráněna okolními budovami) při vjezdu vozidla na most, kde by bylo vystaveno účinkům silného bočního větru (vysoko nad terénem, údolí, jiné otevřené oblasti), dochází vlivem změny proudění větru k náhlé změně boční síly působící na vozidlo. Tato nenadálá změna může prudce vychýlit přímý směr jízdy, což je velice nebezpečná situace pro provoz a může v krajním důsledku vést až k havárii. Z tohoto důvodu je důležité analyzovat účinky větru nejen na konstrukci, ale také uvažovat působení větru na dopravu na mostě. Provoz na lávce pro pěší je řešen převážně s ohledem na jeho komfort. Na výpočtových modelech jsou analyzovány pro jednotlivé činitele hodnoty statického působení tlaků od větru a sledován průběh proudění kolem konstrukce. Tento výpočet tlaků větru je proveden pomocí programového modulu FLOTRAN, který je součástí systému ANSYS, na jednotlivých modelech.
2
2.
POPIS MODELU
Podstatou řešení proudění větru, je vytvoření vzdušné oblasti (fluidního pole) kolem zkoumaného tělesa. Ta představuje proudící kontinuum, v našem případě vzduch. Samotné těleso, které je tvořeno okrajovými podmínkami na obrysu jeho geometrie, tedy tvoří překážku, kterou musí proud překonat. Vzhledem k tomu, že je tu řešena externí aerodynamika, tzn. že není jasně definován objem proudu, volí se vhodná velikost oblasti. Ve většině případů odpovídá přibližně 7x délce profilu, před sledovaným objektem a cca. 20-30x délce profilu za ním. Na výšku odpovídá oblast asi 15x výšce profilu nad i pod ním. Je však nutné dbát na to, aby okrajové podmínky fluidní oblasti neovlivňovali proudění vzduchu uvnitř. Je tedy zřejmé, že velikost pole je závislá na velikosti a tvaru zkoumaného tělesa.
2.1
STANOVENÍ OKRAJOVÝCH PODMÍNEK
Při řešení úloh externí aerodynamiky je, mimo vhodnou volbu velikosti řešené oblasti, důležité také správné stanovení okrajových podmínek (ukázka je na obr. 2.1.1). Podmínky zadané v této studii jsou popsány v následujících bodech: ¾ Pro vstup (inlet), byla zvolena referenční rychlost větru 1 m/s ve směru osy x. Ta byla zadána do uzlů, jež tvoří čelní stěnu fluidní oblasti. ¾ Výstup (outlet) na koncové stěně předepsáním tlaků nulové rychlosti. Umožní výstup proudu z oblasti. ¾ Symetrická okrajová (symetri) podmínka na bočních okrajích oblasti (na obrázku horní a dolní hrana). Ta je tvořena nulovými rychlostmi ve směru kolmém k proudu. Umožňuje klouzání větru po okraji oblasti, ale zabraňuje jeho unikání. ¾ Okrajové podmínky na tělese jsou dány nulovými rychlostmi ve směru proudu a kolmo k němu. Jsou vloženy do povrchových uzlů tělesa. To způsobí zpomalení a následné zastavení větru na konstrukci.
obr. 2.1.1
3
3.
STATICKÝ VÝPOČET PŮSOBENÍ VĚTRU
3.1
VLIV ZÁBRADLÍ NA PŮSOBENÍ NA KONSTRUKCI A DOPRAVU
Cílem této studie je zjištění, v jaké míře geometrie a vybavení mostu ovlivňuje konstrukci a dopravu na něm. Níže v tab.1-10. jsou uvedeny hodnoty tlaku větru ve směru proudění a ve směru kolmém k proudění fluidního pole. Hodnoty tlaků se vztahují na chodce, vozidla (osobní, nákladní) a na příčný profil konstrukce mostu. Byly modelovány v SI jednotkách a bylo na ně působeno fluidním polem o počáteční rychlosti 1m/s v horizontální rovině, tzn. 0°. Hodnoty tlaků, spočítaných pro tuto rychlost lze extrapolovat pro jiné rychlosti proudění větru dle vztahu: 1 (1.1) F = Ac d ρv 2 , 2 kde F je výsledný silový účinek na těleso získaný integrací tlaků na povrchu, A je plocha, která odpovídá příčnému řezu objektu kolmo ke směru proudu, cd je tvarový součinitel, ρ je hustota a v je rychlost větru. Tyto hodnoty byly analyzovány na dvou průřezech konstrukcí. Na příčném profilu lávky pro chodce a na mostním profilu Litol. Bylo vytvořeno celkem 43 modelů z nichž bylo věnováno 13 pro chodce, 8 pro auta (osobní+nákladní) a 22 pro změny účinků na celý profil.
3.2
PŮSOBENÍ TLAKU VĚTRU NA CHODCE
LÁVKA X [N/m] Y [N/m] M [N] lávka, chodec vlevo, bez zábradlí 1,43930640 0,132534559 -1,51825736 lávka, chodec vlevo, zábradlí 0,91128934 0,128866741 -1,11191767 lávka, chodec vpravo, bez zábradlí 1,31439539 0,178396294 -1,17237303 lávka, chodec vpravo, zábradlí 0,43283623 8,74E-02 -0,47082361 lávka, piško, chodec vlevo, bez zábradlí 1,43201284 0,143276334 -1,51710295 lávka, piško, chodec vlevo, zábradlí 1,04396705 7,71E-02 -1,19016483 LITOL litol, chodec vlevo, bez zábradlí 1,424459690 1,68E-01 -2,67856908 litol, chodec vpravo, bez zábradlí 0,210995825 6,17E-02 0,16387800 litol, chodec vlevo, zábradlí 0,701667201 8,44E-02 -1,43697755 litol, chodec vpravo, zábradlí 0,232795656 7,07E-02 0,20333155 tab. 1 Z tab. 1 je patrné, že účinky na chodce na lávce (vyhodnocované z rovinného modelu), se výrazně mění, jeli použito zábradlí (modelované jako plné neprůvzdušné). Jednotlivé geometrie profilů (vč. profilu chodce) jsou na obr. 3.2.1. Je-li chodec na straně bližší k počátku působení větru je rozdíl tlaků, bez a se zábradlím ve směru působení 36,7 % a kolmo k proudění 2,8 %.Při poloze chodce na vzdálenější straně od počátku působení, tento rozdíl vzroste na 67,3 % ve směru proudu a 51,1 % kolmo ke směru proudu. Při změně geometrie mostovky lze pozorovat také změnu působení fluidního pole na chodce. Aerodynamičtější tvar mostovky urychlí pohyb proudícího pole pod mostem a tím způsobí pomalejší tok nad konstrukcí. Rozdíl je však nepatrný 0,5 %. Takže s ohledem na komfort chodců není
4
nutné dbát na tvar mostovky. U mostního profilu Litol byly rozdíly hodnot s a bez zábradlí následovné. V prvním případě byl rozdíl 50,7 % a ve druhém případě 66,8%. Odlišné hodnoty změn tlaku na chodce jsou způsobené jiným tvarem konstrukce.
obr. 3.2.1
obr. 3.2.2 – Rychlostní pole v okolí konstrukce lávky piško s chodcem a plným zábradlím
3.3
PŮSOBENÍ TLAKU VĚTRU NA AUTA
LITOL litol, os. auto vlevo, bez vybavení litol, os. auto vlevo, s vybavením litol, os. auto vpravo, bez vybavení litol, os. auto vpravo, s vybavením litol, nákl. auto vlevo, bez vybavení litol, nákl. auto vlevo, s vybavením litol, nákl. auto vpravo, bez vybavení litol, nákl. auto vpravo, s vybavením tab. 2
X [N/m] 0,92210878 0,11621477 0,82717627 0,30535058 2,79329351 2,26068010 2,82975624 1,80717702
5
Y [N/m] 0,70141161 0,32579988 0,57946213 0,44450763 1,48074303 1,18716806 1,10768783 0,95742249
M [N] -2,76931145 -0,96608959 0,38577308 0,63657569 -9,76183241 -7,88798752 -3,29736124 -1,77241535
Při pozorování působení fluidního pole na osobní a nákladní automobil na mostním profilu Litol bez a s vybavením mostu (zábradlí, svodidlo) viz. obr. 3.3.1, zjistíme také značné snížení tlaku na vozidlo. Hodnoty výslednic tlaků na osobní a nákladní automobil ve směru a kolmo ke směru působení proudu jsou uvedeny v tab. 2. Je-li os. vůz na straně mostu bližší k počátku působení, změní se hodnota o 87,4 % v ose proudění a 53,6 % kolmo k ose proudění. V případě, že je toto auto na vzdálenější straně mostu od vzniku proudu je rozdíl 63,1 % a 23,3 %. Rozdíly výslednic působících na nákladní auto jsou 19,1 % a 19,8 % v první případě a ve druhém 36,1 % a 13,6 %.
obr. 3.3.1
obr. 3.3.2 – Rychlostní pole v okolí profilu Litol s osobním automobilem
6
3.4
PŮSOBENÍ VĚTRU NA PROFIL – LÁVKA
LÁVKA X [N/m] Y [N/m] M [N] lávka, plný kryt 1,1450679 1,26334266 -0,13460386 lávka, 10x zvětšený model 8,01E-02 3,71E-03 -2,43E-02 lávka, skutečná velikost modelu 1,74E-02 3,64E-03 -4,74E-04 4.lávka, bez zábradlí 2,09E-01 8,43E-02 -1,64E-01 5.lávka, zábradlí 0,9035315 0,25213486 0,44311842 6.lávka, lichoběžník, bez zábradlí 3,89E-02 -3,06E-03 8,79E-04 7.lávak, lichoběžník, zábradlí 4,48E-02 1,75E-02 1,15E-03 8.lávka, piško, bez zábradlí 2,17E-01 -3,91E-01 -6,96E-03 9.lávka, piško, zábradlí 8,86E-01 4,17E-01 4,31E-01 tab. 3 Dále je v této studii pojednáno o změně působení výslednice tlaku na konstrukci při změně geometrie mostovky a použití zábradlí (obr. 3.4.2). Použité geometrie jsou vypsány v tab. 3. Plný kryt je lávka krytá ze všech stran pro dokonalý komfort chodců. Tímto se ovšem zvýšilo celkové působení zatížení na konstrukci. V ose působení větru dosáhla hodnota 1,145 N/m a kolmo k ose působení 1,263 N/m. Následující model byl vytvořen na základě výkresové dokumentace modelu příčného profilu lávky. Ten byl podroben zkouškám v aerodynamickém tunelu. Byl řešen ve velikosti skutečného modelu. Zbylé modely už odpovídají velikosti skutečné lávky. Liší se od sebe změnou geometrie mostovky (viz. obr. ). Pro zjištění hodnot tlaků od působení větru a vlivu zábradlí byly u každého případu vytvořeny dva modely (s a bez zábradlí). Pro přehlednost byly tyto modely očíslovány. Vlivem změny geometrie došlo ke změně působení tlaku, u profilů bez zábradlí od modelu 4 o 81,4 % ve směru působení větru, o 136,3 % kolmo k působení větru pro model 6 a pro model 8 byly tyto hodnoty 3,8 % a 583,7 %. Hodnoty tlaků v tomto případě byly velmi malé. Je tedy zřejmé, že některé vysoké hodnoty změn působení nejsou směrodatné pro řešení a výběr geometrie profilu mostovky. V případě změn působení na různé geometrie mostovky, při uvažování zábradlí byly rozdíly následující: Pro model 7 odpovídá změna, vztažená k modelu 5, -95,3 % ve směru působení, -93,2 % kolmo ke směru působení. Pro model 9 (opět porovnání s modelem 5) jsou hodnoty: -2 % ve směru působení a 65 % kolmo k působení větru. Rozdíly hodnot tlaků pro jednotlivé modely, vlivem uvažování zábradlí jsou: 332,0 % a 199,2 % pro případ 4 a 5, 15 % a 472,6 % pro 6 a 7, 308,3 % a 207,1 % pro 8 a 9.
obr. 3.4.1 – Rychlostní pole v okolí lávky s plným kruhovým krytem 7
obr. 3.4.2
3.5
PŮSOBENÍ VĚTRU NA PROFIL – LITOL
LITOL X [N/m] Y [N/m] M [N] litol, bez vybavení 0,5570034 -1,7079364 -2,19462855 litol, s vybavením 1,3576162 -2,45328459 -1,79554694 litol, zaoblené větrolamy, v = 3m 1,8178945 -0,50879959 5,34924253 litol, zaoblená mostovka, bez vybavení 0,3782191 -1,69858723 -0,95313784 litol, zaoblená mostovka, s vybavením 1,1963350 -2,78044553 -1,52857346 litol, komor-lichoběžník, bez vybavení 0,2560150 -4,05919839 -1,41117148 litol, komor-lichoběžník, s vybavením 1,0497967 -5,23022924 -1,33574163 tab. 4 V tomto případě jsou modely ve skutečné velikosti dle výkresové dokumentace mostu Litol. Opět zde byl kladen důraz na rozdíly mezi profilem s, anebo bez zábradlí (viz. obr.3.5.1). Hodnoty tlaků jsou uvedeny v tab. 4. U modelu skutečného průřezu Litolu došlo vlivem zábradlí ke zvýšení hodnoty výslednice tlaku na profil o 143,7 % a ve směru kolmo na proudění 43,6 %. V případě, že se geometrie mostovky změnila zaoblením rohů, pak došlo ke zvýšení vlivem zábradlí o 216,3 % a ve směru kolmém o 63,7 %. Pokud by mostovka byla komorového průřezu se skloněnými vnějšími stěnami, pak by došlo ke snížení výslednice tlaku o 310,0 % ve směru proudu a o 28,8 %. U všech těchto případů se odstranilo pro výpočet nejen zábradlí, ale i svodidla a část hlavních nosníků. Profil se zaoblenými větrolamy je tvořen skutečným profilem Litol a následně doplněn okrouhlými protihlukovými stěnami výšky 3 m. Tyto stěny značně ovlivní proudění vzduchu a umožní chodcům a vozidlům komfortnější provoz. Důsledkem toho, je zvýšení celkového tlaku na konstrukci cca o 33,9 % ve směru proudu a ve směru kolmém k proudu se sníží o 20,7 %. 8
obr. 3.5.1
obr. 3.5.2 – Rychlostní pole v okolí profilu mostu Litol s zaoblenými větrolamy
3.6
SPOLUPŮSOBENÍ CHODCE S KONSTRUKCÍ
LÁVKA X [N/m] Y [N/m] M [N] lávka, chodec vlevo, bez zábradlí 1.4096897 -2.0108052 1.0483332 lávka, chodec vpravo, bez zábradlí 1.5151823 -3.2246064 1.3444681 lávka, chodec vpravo, zábradlí 1.2129478 -1.4089717 0.46867852 lávka, chodec vlevo, zábradli 1.3550456 -1.2706989 0.64151468 lávka, piško, chodec vlevo, bez zábradlí 1.4006192 -1.8620967 1.07350927 lávka, piško, chodec vlevo, zábradlí 1.2894362 -1.4440910 0.80308670 lávka, chodec vlevo, zábradlí - klapky 1.4127181 -1.6724947 0.95906045 lávka, chodec vlevo, zábradlí - klapky dva 1.4675856 -1.7938594 1.0503965 lávka, chodec vlevo, zábradlí - klapky jedna 1.4658604 -1.8202103 0.98844969 lávka, chodec vlevo, zábradlí - klapky tri 1.4778621 -1.6909442 0.96408023 litol, chodec vlevo, bez zábradlí 1.7416457 -1.6245385 3.08010751 litol, chodec vlevo, zábradlí 1.6274059 -0.8205610 1.90588678 tab. 5 V této části kapitoly se uvažuje spolupůsobení chodce s konstrukcí lávky, resp. mostu. Výpočet proběhl na modelech znázorněných na obr. 3.2.1. V tab. 5 jsou
9
znázorněny hodnoty tlaků ve směru a kolmo k působení větru a momenty vztažené ke středu globálního souřadného systému. Výsledné hodnoty tlaků ve všech uvedených případech se od sebe liší jen velmi málo. Je-li uvažováno zábradlí, hodnoty tlaků, jak ve směru, tak kolmo ke směru proudu, klesají. To je způsobené, plynulejším tokem proudu kolem konstrukce. V případě, kdy je chodec blíže k počátku působení větru, klesne hodnota o 3,9 % ve směru proudu a o 36,8 % kolmo ke směru proudu. Za použití jiné geometrie lávky (lávka tvaru piško), jsou tyto hodnoty 7,9 % a 22,4 %. Při uvažování chodce na straně vzdálenější od čela fluidního pole, dosahují rozdíly hodnot tlaků: 19,9 % a 229,0 %. Jsou zde také uvedeny hodnoty tlaků působících na konstrukci lávky s použitím částečně prodyšného zábradlí a chodcem umístěným na straně bližší k počátku působení. V případě umístění chodce na model mostního profilu Litol, dosahovali rozdíly hodnot, s a bez použití zábradlí a svodidel hodnot: 6,6 % a 98,0 %.
3.7
SPOLUPŮSOBENÍ AUTOMOBILU S KONSTRUKCÍ
LITOL X [N/m] Y [N/m] M [N] litol, os. auto vlevo, bez svodidel 1.35995166 -2.89388272 17.4495634 litol, os. auto vlevo, svodidla 1.26914819 -1.12021355 -0.6605158 litol, os. auto vpravo, bez svodidel 1.34095976 -5.70726992 17.3315815 litol, os. auto vpravo, svodidla 1.23817557 -1.38666647 0.7762248 litol, nákl. auto vlevo, bez svodidel 3.08920142 -4.96629636 22.1269089 litol, nákl. auto vlevo, svodidla 2.54367310 -3.86250439 20.1201265 litol, nákl. auto vpravo, bez svodidel 3.23331477 -9.65914720 28.2549795 litol, nákl. auto vpravo, svodidla 2.34149142 -6.25210137 20.0003593 tab. 6 V tab. 6 jsou uvedeny hodnoty výslednic působení tlaku na konstrukci příčného řezu mostního profilu Litol s uvážením spolupůsobení vozidla s konstrukcí . Výpočet byl proveden na modelech znázorněných na obr. 3.3.1. Je-li vozidlo umístěno na mostě, na straně bližší k počátku působení jsou rozdíly hodnot, s a bez uvažování svodidel: 6,7 % a 158,0 %. Při umístění automobilu na stranu vzdálenější od čela fluidního pole klesne výslednice tlaku o 7,7 % a 312,0 %. Stejné případy byly řešeny i s vozidlem nákladním. V prvním případě byly rozdíly 17,7 % a 28,6 % a ve druhém 38,1 % a 54,5 %.
3.8
VLIV ZMĚNY TVARU ZÁBRADLÍ
Je tu sledována změna působení větru při použití různých tvarů zábradlí. Byly vytvořeny 4 typy polopropustného zábradlí a k porovnání i jedno nepropustné. Tyto typy zábradlí byly vloženy na lávku a modelovány v plošném prostředí prvku FLUID141. TYP 1, využívá lamely ve tvaru slzy, pod sklonem 45°, viz. obr.3.10.1a. TYP 2 a TYP 3 se skládají z lamel obdelníkového průřezu s proměnným sklonem a měnící se propustností po výšce, využívající charakter reverzibilního proudu, viz.obr.3.10.1b,c. Sklon lamel se pohybuje od –20° do 65°. TYP 4 využívá tvar, inspirovaný tvarem křídla a ohnutý tak, aby vedl proud nad konstrukci a umožnil tak komfortnější provoz na lávce, viz.obr.3.10.1d. TYP 5 tvoří nepropustné zábradlí, které bylo vytvořeno obdelníkem, viz. obr.3.10.1e.
10
3.9
PŮSOBENÍ ZÁBRADLÍ
VĚTRU
NA
CHODCE
–
POLOPROPUSTNÉ
LÁVKA X [N/m] Y [N/m] M [N] TYP 1 1,21368142 0,143713686 -1,32548198 TYP 2 1,27811996 0,145466305 -1,34064337 TYP 3 1,32392306 0,133079592 -1,40236181 TYP 4 1,21570883 0,139457760 -1,31351765 TYP 5 0,91128934 0,128866741 -1,11191767 tab. 7 Z tab. 7 Vyplývá, že rozdíl působení tlaku větru na chodce od typu 1 je 5,3 % pro typ 2, 9,1 % pro typ 3 a 0,2 % ve směru proudění větru. Kolmo ke směru proudění jsou rozdíly1,2 % pro typ 2, –7,4 % pro typ 3 a -3,0 % pro typ 4. Je zřejmé, že za použití plného zábradlí je tlak na chodce nižší. To však neznamená, že je to nejvhodnější řešení. Plné zábradlí způsobuje tvoření vírů v okolí chodce, což je velice nekomfortní. Oproti tomu částečně propustné zábradlí umožňuje plynulý tok proudu kolem chodce. Lze tedy usoudit, že z hlediska komfortu pro chodce je vhodnější, použít částečně propustné zábradlí.
obr. 1.9.1 – Rychlostní pole v okolí konstrukce lávky s chodcem a typem zábradlí 1 (obr. 3.10.1)
11
3.10 PŮSOBENÍ NA CELÝ PROFIL – POLOPROPUSTNÉ ZÁBRADLÍ LÁVKA TYP 1 TYP 2 TYP 3 TYP 4 TYP 5 tab. 8
X [N/m] 0,794504012 0,706982052 0,801492943 0,911476230 0,903531510
Y [N/m] -0,92682827 -0,61818100 -0,94674707 -0,98176092 0,25213486
M [N] 0,614964207 0,678929664 0,883614073 0,992134697 0,443118426
Při vyčíslení hodnot tlaků působících na celou konstrukci (viz. Tab. 8), jsou rozdíly od typu 1: -11,0 % pro typ 2 , 0,9 % pro typ 3 a 14,7 % pro typ 4. Kolmo ke směru proudění jsou rozdíly: -33,3 % pro typ 2, 2,1 % pro typ 3 a 5,9 % pro typ 4, přičemž záporné hodnoty rozdílů, vyjadřují snížení tlaku. Při porovnání došlo u lávky s nepropustným zábradlím ke snížení působení tlaku ve směru působení proudu na chodce o 24,9 % až 31,2 %, ale oproti tomu se zvýšil tlak na celou konstrukci lávky o 12,7 % až 27,8 %, kromě typu 4, kde je u nepropustného zábradlí tlak nižší o 0,9 %.
a obr. 3.10.1
b
c
d
e
Na obr. 3.10.2 jsou znázorněny proudnice v okolí konstrukce lávky za použití těchto typů zábradlí (obr. 3.10.1). Vírová struktura se projevuje u většiny typů zábradlí. Rozdíl spočívá ve velikosti víru a rychlosti proudění větru. Při použití částečně propustného zábradlí (obr. 3.10.2 a-d) jsou víry mnohem menší, než vír vytvořený prouděním přes lávku s plným nepropustným zábradlím (obr. 3.10.2 e). Tím se také zmenší příčné rozkmitávání konstrukce. Z toho lze tedy usoudit, že polopropustného zábradlí lze využít pro stabilizaci konstrukce, vzhledem k dynamickým účinkům větru.
12
a) Proudnice - lávka se zábradlím TYP1
b) Proudnice - lávka se zábradlím TYP2
c) Proudnice - lávka se zábradlím TYP3
13
d) Proudnice - lávka se zábradlím TYP4
e) Proudnice - lávka s plným zábradlím TYP5 obr. 3.10.2
14
4.
PROSTOROVÉ ŘEŠENÍ
Zábradlí dělené svislými prvky (sloupky), uložené na modelu lávky resp. mostu byly řešeny v této části (obr. 4.1a,b). Zábradlí bylo tvořeno madlem podpíraným sloupky po osové vzdálenosti 15 cm. Pro získání představy o chování vzdušného proudu a hodnot tlaků, byl zvolen výsek konstrukce délky 30 cm. Řešení bylo vytvořeno pomocí prvku FLUID142 (viz. kap. ). Hodnoty tlaků, vyčtené přímo z řešených modelů, jsou uvedeny v tab. 9. V tab. 10 jsou hodnoty odpovídající tlakům působících na 1 m2. PROSTOROVÉ MODELY lávka, piško, zábradlí litol, zaoblení, zábradlí tab. 9 PROSTOROVÉ MODELY lávka, piško, zábradlí litol, zaoblení, zábradlí tab. 10
X 6,47E-02 1,08E-01
Y -4,93E-02 -1,24E-01
M 5,28E-02 6,46E-01
X [N/m2] 2,16E-01 3,60E-01
Y [N/m2] -1,64E-01 -4,12E-01
M [N/m2] 1,76E-01 2,15E+00
a) lávka, piško, zábradlí
b) litol, zaoblení, zábradlí obr. 4.1
15
5.
ZÁVĚR
Zábradlí a jeho tvar výrazně ovlivňuje tvar proudu větru kolem mostní konstrukce. Řešené změny geometrie a uspořádání ukázaly i značné rozdíly v hodnotách silových účinků vzdušného proudu na konstrukci i na vozidla a chodce. Spočítané hodnoty tlaků mohou významně pomoci při kvalitním a komplexním návrhu mostní konstrukce. Ukázalo se, že mimo výslednice silových účinků je nutné analyzovat i směr a rychlost proudícího větru kolem konstrukce. Studie provedené v rámci této práce ukazují možnosti numerické simulace, které nám za příznivou cenu dokáží poskytnou řadu cenných výsledků, které mohou posloužit při úpravách a zlepšování tvaru mostních konstrukcí. Podstatnou roli při navrhování konstrukce vystavené účinkům větru je analýza vzniku a charakteru tvorby vírů v úplavu konstrukce, které způsobují příčné rozkmitávání konstrukce. Touto částí se autor zabývá v současné době.
6.
Použitá literatura
Fischer O., Koloušek V., Pikner M. AEROELASTICITA STAVEBNÍCH KONSTRUKCÍ; Academia 1977 Kala J. Analýza účinků větru na stavební konstrukce, Disertační práce, Brno, 2003
16