Výpočet stavu napětí a porušení Karlova mostu v Praze
Rozcestník:
Zatížení
Zatížení konstrukce bylo zvoleno s ohledem na vnější klimatické a provozní vlivy. Dnes, kdy je most zatěžován již pouze běžným provozním zatížením, se stává hlavním zatížením vlastní tíha konstrukce a oteplování, popřípadě ochlazování povrchu objektu, zapříčiňující odpovídající objemové změny. Most je opakovaně podrobován extrémním tlakům vodních proudů Vltavy ve spojení s případným podemíláním podzákladí pilířů. Tento problém však není předmětem příspěvku.
Zatížení teplotou bylo aplikováno diskrétně do jednotlivých vrstev klenby a poprsních zdí s ohledem na jeho skutečné průběhy.
V obecném případě by pro určení velikosti a prostorového rozložení teplotních změn bylo nutné provést řešení sdružené úlohy nestacionárního vedení tepla a vlhkosti s nelineárními materiálovými charakteristikami na segmentu mostu se zahrnutím slunečního záření a přestupu tepla prouděním. To je však vzhledem k rozsahu řešené úlohy nereálné, a proto byl výpočet založen na extrapolaci dvojrozměrných průběhů teplot určených pomocí konečněobjemového programu DELPHIN, který poskytuje nástroje pro realistické modelování sdružených transportních jevů, a s ohledem na výsledky měření pro další detaily. Z těchto hodnot byly určeny teploty na povrchu mostu a ve vnitřku výplně klenby pro nejnepříznivější letní a zimní období. Tyto hodnoty tak byly využity jako vstupní parametry pro okrajové podmínky pro řešení stacionární úlohy pro 3D vedení tepla s materiálovými charakteristikami. Výsledné rozložení teplotních změn je shrnuto na obr.
Zatížení změnou teploty. (a) Letní období, tref = 12°C, (b) Zimní období, tref = 6°C