Аэродинамическая устойчивость
Аэродинамика охватывает аэромеханику и аэроупругость. Аэромеханика – изучает аэродинамические силы, действующие на конструкции при обтекании их ветром. Аэроупругость – изучает процессы возникающие при взаимодействии конструкции с потоком воздуха (поведение конструкции в потоке) – т.е. реакцию сооружения на действие ветра.
Аэродинамическая устойчивость – способность висячих и вантовых мостов противостоятьвоздействиям ветра.
Аэродинамическая устойчивость нарушается при действии на мост равномерного поперечного ветра и развитии колебаний его элементов с чрезвычайно большими амплитудами.
Ветровая нагрузка определяется из уравнения кинетической энергии ветрового потока, где плотность воздуха (масса воздуха заключенная в единице объема) r=1,225 кг/м3, скорость потока воздуха v (максимальная скорость за большой промежуток времени 50…100 лет (здесь следует отметить, что расчет ветровой нагрузки по абсолютному максимуму неэкономичен), тогда давление ветра (скоростной напор) – q=0,5´r´v2, или q=v2 /16.
Величины скорости ветра баллы и основные характеристики ветрового потока приведены в табл. 13.1.
Таблица 13.1.
При реальных скоростях ветра значительные колебания присущи только конструкциям, обладающим относительно малой жесткостью (низкие частоты собственных колебаний), к которым относятся висячие и вантовые мосты, поэтому для них ветровая нагрузка является одной из основных временных нагрузок.
13.3.1. Причины аэродинамической неустойчивости мостов
1. Образование вихрей и вихревых дорожек за обтекаемым воздухом элементом. По имени французского ученого Т. Кармана это явление называется «дорожка Кармана». Вынужденные колебания могут возникнуть даже при равномерном обтекании пролетного строения потоком воздуха;
2. Возникновение автоматических колебаний (автоколебаний)висячих систем.
1. Образование вихрей и вихревых дорожек за элементом (рис. 13.7).
Рис. 13.7. Схемы образования вихрей и вихревых дорожек
(на нижнем рисунке показан фрагмент численного эксперимента воздействия ветра на балки жесткости
Дата добавления: 2016-08-23; просмотров: 2305;