Osvětlovací stožáry – návrh a ověření výpočtem

Použité podklady
Pro provedení kontrolního výpočtu byla vybrána světelná soustava, která byla uvedena do provozu po 1. březnu 2005. Byl použit stupňovitý trubkový stožár s čtyřramenným výložníkem, vyložení 2,2 m, výška svítidla 10 m.

Obr. 1.

Na stožáru ve výšce 8 m jsou instalovány tři světlomety (obr. 1). Rozměry jednotlivých dílů stožáru, výložníku, svítidel a světlometů byly převzaty z katalogů výrobců. Použité normy (pouze výběr): ČSN EN 40-3-1 Osvětlovací stožáry – Návrh a ověření – Charakteristická zatížení, ČSN EN 40-3-3 Osvětlovací stožáry – Návrh a ověření – Ověření výpočtem, ČSN P ENV1991-2-4 Zásady navrhování a zatížení konstrukcí. Výpočtový program: NEXIS 323.50.1.3.

Místo osvětlovací soustavy
Předměstská průmyslová zóna, rovná parkovací plocha bez překážek, kategorie terénu II, referenční rychlost větru 26 m/s.

Zatížení stožáru
Celkové zatížení stožáru se skládá z:

• vodorovného zatížení způsobeného větrem na jednotlivé díly stožáru,
• vodorovného zatížení způsobeného větrem na výložník,
• vodorovného zatížení způsobeného větrem na svítidla a světlomety,
• svislé síly od hmotnosti výložníku a svítidel,
• ohybových momentů (působením vodorovných a svislých sil působících na rameni vzhledem ke kontrolovanému kritickému průřezu),
• krouticích momentů u nesymetrických soustav od zatížení větrem.

Kritická místa stupňovitého stožáru
Kontrolní výpočty byly provedeny pouze ke kritickým místům. U stupňovitých stožárů to jsou místa přechodů jednotlivých stupňů, horní okraj dvířek. Místo vetknutí stožáru.

Návrhové a charakteristické zatížení
Výpočtem, s použitím metody podle ČSN EN 40-3-1, na stožár působí tzv. charakteristické zatížení. Pro stanovení návrhových zatížení, která se použijí pro výpočet únosnosti, se charakteristická zatížení vynásobí součinitelem 1,4 pro zatížení větrem a skupinu A (Mx, My, Tp).

Únosnost průřezu stupňovitého stožáru
Z průřezu materiálu a vlastností materiálu stožáru v jednotlivých místech se výpočtem stanoví únosnost průřezu (Mux, Muy, Tu). Výpočet však stačí provést pro kritická místa.

Vyhodnocení
V kontrolovaných průřezech stožáru podle EN 40-3-3 musí být (Mx/Mux) + (My/Muy) + (Tp/Tu) 1, v místě vetknutí stožáru je tato hodnota rovna 1,1, v místě prvního a druhého přechodu stupňů – 1,88. Podle EN stožár nevyhovuje, může být za určitých okolností nebezpečný a může způsobit škodu na majetku i zdraví.

Obr. 2.

Rozložení napětí stožáru je na obr. 2.

Výpočet kuželového stožáru
Pro výpočet byl vybrán ekvivalent stupňovitého stožáru. Celková délka, horní průměr a hmotnost stožáru jsou shodné s parametry stupňovitého stožáru. Kuželovitost 1/12. Tlouštka stěny 4 mm. Postup výpočtu byl stejný jako u stupňovitého stožáru.

Vyhodnocení
V kontrolovaných průřezech stožáru podle EN 40-3-3 musí být (Mx/Mux) + (My/Muy) + (Tp/Tu) 1, v místě vetknutí stožáru je tato hodnota rovna 0,95, v místě okraje dvířek – 0,92 a směrem nahoru se postupně snižuje. Podle EN stožár vyhovuje.

Obecně
1. Kuželové stožáry mají vzhledem ke své konstrukci ve srovnání s obdobným typem stupňovitých stožárů větší únosnost.
2. Od 1. března 2005 je každý výrobce stožárů povinen svůj výrobek opatřit štítkem s údaji ověřenými certifikační společností: název výrobce, číslo certifikátu, typ výrobku, odolnost proti vodorovnému zatížení (m2 a kg) a pasivní bezpečnost.
3. Projektant by měl navrhovanou osvětlovací soustavu porovnat s údaji odolnosti proti vodorovnému zatížení, jež výrobce pro daný stožár musí uvést (nejlépe v katalogu výrobků), a zvolit takovou sestavu, která bude v dané lokalitě bezpečná, popř. provést kontrolní výpočet.

Skutečnost
V projektu dané stavby byl navržen stožár výšky 8 m (bez určení typu) s výložníkem 4 × 2 500 a typ svítidla ve výšce 10 m. Na kontrolovaném stožáru je na štítku uveden jen výrobce a typ stožáru. Projektant neuvedl typ a zatížení stožáru, stavební společnost využila chyby v projektu a dodala (možná vědomě) stožár malé tloušťky (avšak levný). Výrobce neuvedl zatěžovací údaje stožáru, současný majitel jako vlastník odpovídá za provoz stožáru a následné škody.

Autor článku může doložit veškeré výpočtové údaje.

Společnost ELV.S Morava, s. r. o., pro své výrobky, jestliže o to projektant požádá, zdarma vypracuje kontrolní výpočet a vydá osvědčení o provedení kontrolního výpočtu, které může být součástí projektové dokumentace. Za kontrolní výpočet společnost nese plnou odpovědnost.

Kontakt na autora: Ing. František Kocourek,
ELV.S Morava, s. r. o., 796 01 Prostějov, tel.: 582 335 882, e-mail: elv@volny.cz, www:volny.cz/elv