Lávky pro pěší tvořené plochým obloukem
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební
Abstract
Tématem disertační práce je studium lávek pro pěší tvořených plochým obloukem. Pro pochopení základního statického působení plochého oblouku byla vypracována studie zabývající se návrhem přímého plochého oblouku jako lávky pro pěší o velkém rozpětí a vlivu tuhosti na jejím vzepětí. Pro matematické modelování byl použit MKP systém ANSYS. Bylo prokázáno, že k návrhu čistě betonového plochého oblouku je nezbytná obrovská ohybová tuhost, čehož lze dosáhnout pouze pomocí masivního průřezu. Získané poznatky byly dále použity při návrhu unikátní lávky pro pěší tvořené půdorysně zakřiveným plochým obloukem, kde k přenosu velkých ohybových momentů byla navržena ocelová trubka. Bylo testováno hned několik variant s rozdílným rozpětím a půdorysným vzepětím oblouku. Z testovaných variant byla následně vybrána lávka o rozpětí 45 m a půdorysném vzepětí oblouku 10 m, která se jevila nejlépe a dále byla detailně analyzována. Studovaná konstrukce je tvořena betonovou deskou, která je prostřednictvím ocelových konzol na vnitřní straně ztužena ocelovou trubkou s odstupňovanou tloušťkou stěny. Vnější kabely, které jsou vedeny v trubce zábradlí, vyrovnávají účinky kroucení od vlastní tíhy. Navržená konstrukce a postup statické analýzy byly experimentálně ověřeny na plně funkčním zmenšeném modelu konstrukce v měřítku 1:6. V práci je popsána použitá modelová analogie a dále je podrobně dokumentován návrh a realizace modelu. Provedené zatěžovací zkoušky modelu prokázaly správnost návrhu půdorysně zakřivené lávky, její vysokou únosnost a správnost vyvinutého postupu statické analýzy. Získané výsledky a zkušenosti z návrhu konstrukce a realizace modelu tvoří základ pro realizaci studovaných konstrukcí v inženýrské praxi. Poslední část disertační práce se zabývá možností náhrady ocelových komponent betonem u lávky tvořené půdorysně zakřiveným plochým obloukem. Z této studie vyplývá, že využití betonu je značně limitováno rozpětím lávky.
This doctoral thesis focuses on the research of the pedestrian bridges formed by the flat arch. To understand the basic static behaviour of the flat arch it was necessary to make a study of the development of the direct flat arch as footbridge with large span and the impact of stiffness on its camber. For the mathematical modeling FEM software ANSYS were used. The calculation has shown that a design of purely concrete flat arch would demand enormous bending stiffness, which can be achieved only through a massive cross-section. The findings gained in this chapter were further used to design a unique pedestrian bridge formed by the curved in plan flat arch, where to transfer of the large bending moments a steel pipe was designed. Several variants with different span and rise of the arch in plan were tested. From the tested variants was then selected footbridge with a span of 45 m and with the rise of the arch 10 m, which seemed to be the best solution according to the calculations and it was further analyzed in detail. The studied structure is formed by curved concrete slab that is stiffened through the steel brackets on the inner side of a steel tube with a graded thickness. The external cables that are situated in the handrail pipe balance the dead load torsional moment. Designed structure and the static analysis procedure were verified on a fully functional 1:6 scale model. The thesis describes the model analogy used for the design of the model, its structural design and its implementation. Load tests on the model confirmed correctness of the design of the proposed curved in plan pedestrian bridge, its high carrying capacity and the accuracy of the developed procedure of static analysis. Results and experiences acquired from the design and the realization of model are the basis for a practical realization of studied structures. The last part of the thesis deals with the possibility of replacement of the steel components with concrete in pedestrian bridges formed
This doctoral thesis focuses on the research of the pedestrian bridges formed by the flat arch. To understand the basic static behaviour of the flat arch it was necessary to make a study of the development of the direct flat arch as footbridge with large span and the impact of stiffness on its camber. For the mathematical modeling FEM software ANSYS were used. The calculation has shown that a design of purely concrete flat arch would demand enormous bending stiffness, which can be achieved only through a massive cross-section. The findings gained in this chapter were further used to design a unique pedestrian bridge formed by the curved in plan flat arch, where to transfer of the large bending moments a steel pipe was designed. Several variants with different span and rise of the arch in plan were tested. From the tested variants was then selected footbridge with a span of 45 m and with the rise of the arch 10 m, which seemed to be the best solution according to the calculations and it was further analyzed in detail. The studied structure is formed by curved concrete slab that is stiffened through the steel brackets on the inner side of a steel tube with a graded thickness. The external cables that are situated in the handrail pipe balance the dead load torsional moment. Designed structure and the static analysis procedure were verified on a fully functional 1:6 scale model. The thesis describes the model analogy used for the design of the model, its structural design and its implementation. Load tests on the model confirmed correctness of the design of the proposed curved in plan pedestrian bridge, its high carrying capacity and the accuracy of the developed procedure of static analysis. Results and experiences acquired from the design and the realization of model are the basis for a practical realization of studied structures. The last part of the thesis deals with the possibility of replacement of the steel components with concrete in pedestrian bridges formed
Description
Keywords
Půdorysně zakřivený plochý oblouk, lávka pro pěší, geometricky nelineární výpočet, statická a dynamická analýza, modelová podobnost, zkouška modelu, zatěžovací zkouška., Curved in plan flat arch, pedestrian bridge, geometrically nonlinear analysis, static and dynamic analysis, model analogy, model test, load test.
Citation
JURÍK, M. Lávky pro pěší tvořené plochým obloukem [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební. 2012.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Konstrukce a dopravní stavby
Comittee
Date of acceptance
2012-11-23
Defence
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení