Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Construction disasters caused by wind load assessment errors

Rumińska Martyna, Szer Jacek

Budownictwo i Architektura

|

2026

|

Vol. 25, no. 1

art. no 26009

EN

This article discusses the nature of wind loads on building structures and the consequences of errors in assessing these loads, which may lead to structural failures. Various methods for determining aerodynamic actions are analyzed (normative models, wind tunnel tests and CFD simulations). Examples of failures caused by wind action are presented, emphasizing the importance of dynamic analysis in the design process. Conscious consideration of the dynamic wind influence is crucial for ensuring the durability and safety of building structures. Structural catastrophes are an ever-present element accompanying facilities, during both the construction and service life phases. The possibility of such phenomena occurring in both cases is equally high and may originate from random causes associated with natural forces (floods, seismic shocks). Nevertheless, human factors and related design errors must also be acknowledged. This article presents the characteristics of wind-induced actions, with particular attention to the essence of dynamic analysis. The methods for determining aerodynamic actions and discrepancies in the obtained results are also described.

2

Experimental determination of dynamic and static elastic modulus of high-performance lightweight concrete

Abramowicz Małgorzata, Szewczyk Piotr, Fedorowicz Karol

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2026

|

Vol. 20, no. 2

65--77

EN

This article focuses on the study of the elastic modulus of modern high-performance lightweight concrete. A characteristic feature of concrete, a brittle and composite material, is that its stress-strain characteristics are not exactly linear. This causes some problems in the definition of the Young's modulus. This paper compares a statically determined modulus, called the secant modulus, with a dynamically determined modulus. The obtained results show that the proportions between static and dynamic moduli are significantly different from the ratios known from the literature for normal concretes. For comparison, the results of similar tests for normal concrete with similar strength properties are presented.

3

Investigating effectiveness of tuned mass damper (TMD) on control vibration of wind turbine-soil interaction

Vatanshenas Ali

Structure and Environment

|

2025

|

Vol. 17, no. 1

18--27

EN

Soil-structure interaction (SSI) effects were investigated on structural responses of wind turbine. Force versus deformation (i.e., p-y curves) was simulated by multilinear elastic springs. The whole system, including the structure, control vibration system and soil nonlinear effects are simulated within a single three-dimensional finite element model. Modeling accuracy was verified using available results related to a 65 kW wind turbine discussed in the literature. Pushover analysis results indicated a fixed-base assumption ends up with overestimation of stiffness compared to the case where SSI effects are considered. Moreover, it is observed that the performance of tuned mass damper (TMD) is highly dependent on its tuned frequency domain, and its efficiency decreases significantly after SSI effects are considered. Lateral deformations of a wind turbine are much higher compared to the fixed-base condition. Therefore, SSI effects play a crucial part in designing wind turbines and should not be neglected in practice.

PL

Zbadano wpływ interakcji konstrukcji z podłożem gruntowym (SSI) na zachowanie konstrukcji turbiny wiatrowej. Zależność siły od odkształcenia (tj. krzywe p-y) zasymulowano za pomocą wieloliniowych sprężyn elastycznych. Cały system, w tym konstrukcja, system kontroli wibracji i nieliniowe efekty podłoża, jest symulowany w ramach jednego trójwymiarowego modelu elementów skończonych. Dokładność modelowania została zweryfikowana przy użyciu dostępnych wyników dla turbiny wiatrowej o mocy 65 kW, omówionych w literaturze. Wyniki analizy statycznej (pushover) wykazały, że przy założeniu o nieruchomej podstawie dochodzi do przeszacowania sztywności w porównaniu z przypadkiem, w którym uwzględniono efekty SSI. Ponadto zaobserwowano, że wydajność tłumika TMD jest silnie zależna od jego dostrojonej domeny częstotliwości, a jego efektywność znacznie spada po uwzględnieniu efektów SSI. Odkształcenia poziome turbiny wiatrowej są znacznie większe w porównaniu z warunkami nieruchomej podstawy. Dlatego efekty SSI odgrywają kluczową rolę w projektowaniu turbin wiatrowych i nie powinny być pomijane w praktyce.

4

Wykorzystanie sprężystego podłoża Winklera do analizy dynamicznej mostu pontonowego

Czajkowski Jakub, Majcher Krzysztof

Przegląd Budowlany

|

2025

|

R. 96, nr 5

29--32

PL

W artykule przedstawiono uproszczony model analizy mostu pontonowego, oparty na sprężystym jednoparametrowym podłożu Winklera. Na podstawie prawa Archimedesa wyznaczono parametr zastępczej więzi sprężystej podłoża, co przy jednoczesnym wykorzystaniu programu SOFiSTiK (model numeryczny MES) umożliwiło szybkie i efektywne określenie reakcji konstrukcji pod wpływem obciążeń statycznych i dynamicznych. Metoda została zweryfikowana na przykładzie realizacji rzeczywistej przeprawy przez rzekę Odrę.

EN

This paper presents a simplified model for the analysis of a floating bridge, based on an elastic one-parameter Winkler substrate. Based on Archimedes’ law, the substitute elastic link parameter of the substrate was determined, which, while using the SOFiSTiK program (FEM numerical model), allowed to quickly and efficiently determine the response of the structure under static and dynamic load. The method was verified on the example of the implementation of an actual crossing over the Oder River.

5

Influence of the Structural Condition on the Dynamic Characteristics of a Building

Stolarska Aleksandra, Kowalska-Koczwara Alicja

Inżynieria Mineralna

|

2025

|

Vol. 2, no. 2

art. no. 130

EN

Over time, the technical condition of buildings deteriorates due to material fatigue, environmental effects, and structural damage. These processes lead to a decrease in stiffness, which directly affects the dynamic characteristics of the structure. This study investigates the influence of stiffness degradation on the natural frequencies and mode shapes of a single-storey masonry building located on the campus of the Cracow University of Technology. Two numerical models were developed using the Finite Element Method (FEM): an intact model and a weakened model with locally reduced stiffness simulating wall cracks and material losses. The modal analysis revealed that a 20% reduction in the Young’s modulus of masonry resulted in a 3–8% decrease in the natural frequencies. Moreover, the weakened model exhibited a visible modification of vibration mode shapes, with higher local displacement amplitudes in the cracked zones. These results confirm that the dynamic response of a building is highly sensitive to local stiffness changes. From a practical perspective, the observed decrease in natural frequencies can be used as a quantitative diagnostic indicator of the structural condition. Tracking changes in modal parameters over time allows early detection of stiffness degradation and supports preventive maintenance strategies. The study confirms that modal analysis, combined with numerical modelling, provides an effective, non-destructive method for assessing the technical state and dynamic stability of existing and renovated masonry buildings.

6

Model belki na podłożu lepkosprężystym w zagadnieniu mechaniki nawierzchni i podtorza drogi szynowej

Zbiciak Artur, Szczygieł Mateusz

Inżynieria i Budownictwo

|

2025

|

R. 81, nr 1

58--64

PL

W artykule omówiono zagadnienie modelowania drogi szynowej jako belki odwzorowującej szynę na podłożu lepkosprężystym złożonym z pozostałych elementów nawierzchniowych, takich jak przytwierdzenia, podkłady, podsypka oraz podtorze. Przedstawiono analizę rzeczywistej nawierzchni wraz z podtorzem kolejowym na podłożu sprężystym i lepkosprężystym w podejściu quasistatycznym oraz dynamicznym. Wyznaczono parametry mechaniczne założonej nawierzchni kolejowej, a następnie przeprowadzono obliczenia, których efektem są wartości ugięć, momentów zginających oraz sił poprzecznych. Przeprowadzone obliczenia wykazały, że dla podłoża sprężystego wartości ugięć i sił wewnętrznych, w przypadku quasi-statycznym i dynamicznym są bardzo zbliżone, a dla modelu lepkosprężystego w przypadku dynamicznym występuje zjawisko usztywnienia podłoża. W zagadnieniu dynamiki belki na podłożu lepkosprężystym wartości maksymalne ugięć zmniejszają się wraz z prędkością, wzrastają zaś wartości ujemnych ugięć, co jest istotne przy analizie zmęczeniowej nawierzchni kolejowej.

EN

The paper discusses the problem of modelling a railway track as a beam representing the rail on a viscoelastic foundation composed of other superstructure elements such as fastening systems, sleepers, ballast, and substructure. An analysis of the actual track superstructure along with the railway substructure on elastic and viscoelastic foundations in quasi-static and dynamic approaches is presented. Mechanical parameters of the assumed railway track superstructure were determined, followed by calculations yielding values of deflections, bending moments, and shear forces. The conducted calculations showed that for an elastic foundation, the values of deflections and internal forces in both quasi-static and dynamic cases are very similar, whereas for a viscoelastic foundation in the dynamic case, a phenomenon of foundation stiffening occurs. In the dynamic analysis of the beam on a viscoelastic foundation, the maximum values of deflections decrease with speed, while the values of negative deflections increase, which is significant in the fatigue analysis of the railway track superstructure.

7

Investigation of the temperature impact on the operation of a nonlinear electromagnetic vibration energy harvester

Kulik Marcin, Gabor Rafał

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2025

|

Vol. 73, nr 3

art. no. e153836

EN

This paper presents a detailed study of the impact of temperature on the performance of a nonlinear electromagnetic vibration energy harvester, which is applied in autonomous power systems. The variability of material properties under the influence of temperature, such as stiffness, damping, and magnetic induction, significantly affects the operational characteristics of the device. A mathematical model accounting for these factors, including linear and quadratic temperature coefficients, optimized using a genetic algorithm, is presented in the article. The simulation results were compared with experimental data, showing good agreement, particularly in the range of frequency bandwidth and output voltage. It was demonstrated that higher temperatures lead to a reduction in mechanical and magnetic stiffness, resulting in decreased energy conversion efficiency.

8

Shaping the joints of steel multi-story plane frames to mitigate their progressive collapse mechanism with regard to internal column loss scenario

Kukla Damian, Kozłowski Aleksander

Archives of Civil Engineering

|

2025

|

Vol. 71, nr 1

415--434

EN

The continuation of a multistage research project based on experimental and numerical analysis is presented, focused on the robustness of the steel frame structure with bolted end-plate joints. An advanced FE model, validated on previously performed experimental tests of steel bolted joints and steel subframe structure, was used. A dynamic numerical analysis of planar steel structures was performed under a sudden internal column loss scenario using Abaqus software. An attempt was made to increase structural robustness in the event of a sudden removal of the internal column at the ground level of the steel frame with flush bolted end-plate joints. The application of a strategy based on the change of types of joints at the selected level of the structure was shown. Two main structural changes were implemented by using bolted extended end-plate joints, instead of flush end-plate, or by using the novel joint with additional rings. To check the behaviour of the structure and assess its robustness, a change of the joints was applied at the lower and upper levels of the structure. The use of bolted extended end-plate joints only in one level of the structure leads to progressive collapse of part of the structure. The application of the novel joint with additional double rings at one level of the frame in both analyses leads to obtain a required level of robustness and mitigates collapse of the structure.

PL

Przedstawiono kontynuację wieloetapowego projektu badawczego, opartego na analizie eksperymentalnej i numerycznej, skupiającego się na odporności konstrukcji ramy stalowej z węzłami śrubowymi z blachą doczołową. Zastosowano zaawansowany model MES, zweryfikowany na podstawie wcześniej przeprowadzonych badań eksperymentalnych stalowych połączeń śrubowych i stalowej podkonstrukcji ramowej. Przeprowadzono dynamiczną analizę numeryczną płaskich konstrukcji stalowych w scenariuszu nagłej utraty słupa wewnętrznego przy użyciu oprogramowania Abaqus. Podjęto próbę zwiększenia odporności ram stalowych z węzłami śrubowymi z blachą doczołową zlicowaną na wypadek nagłego usunięcia słupa wewnętrznego na poziomie posadowienia. Zaprezentowano zastosowanie strategii polegającej na zmianie rodzaju połączeń na wybranym poziomie konstrukcji. Wprowadzono dwie główne zmiany konstrukcyjne poprzez zastosowanie połączeń z wystającą blachą czołową zamiast wpuszczonej blachy czołowej lub poprzez zastosowanie nowatorskiego połączenia z dodatkowymi pierścieniami. Aby sprawdzić zachowanie konstrukcji i ocenić jej odporność, zastosowano zmianę węzłów na dolnym i górnym poziomie konstrukcji. Zastosowanie śrubowych doczołowych węzłów z blachą wystającą tylko na jednym poziomie konstrukcji prowadzi do postępującego zawalenia się części konstrukcji. Zastosowanie nowatorskiego połączenia z dodatkowymi podwójnymi pierścieniami na jednym poziomie ramy w obu analizach prowadzi do uzyskania wymaganego poziomu odporności i zatrzymuje zawalenie się konstrukcji.

9

Roll prediction and parameter identification of marine vessels under unknown ocean disturbances

Lee Sang-Do, Kim Hwan-Seong, You Sam-Sang, Yeon Jeong-Hum, Bui Duc Hong Phuc

Polish Maritime Research

|

2024

|

nr 1

4--15

EN

This paper deals with two topics: roll predictions of marine vessels with machine-learning methods and parameter estimation of unknown ocean disturbances when the amplitude, frequency, offset, and phase are difficult to estimate. This paper aims to prevent the risky roll motions of marine vessels exposed to harsh circumstances. First of all, this study demonstrates complex dynamic phenomena by utilising a bifurcation diagram, Lyapunov exponents, and a Poincare section. Without any observers, an adaptive identification applies these four parameters to the globally exponential convergence using linear second-order filters and parameter estimation errors. Then, a backstepping controller is employed to make an exponential convergence of the state variables to zero. Finally, this work presents the prediction of roll motion using reservoir computing (RC). As a result, the RC process shows good performance for chaotic time series prediction in future states. Thus, the poor predictability of Lyapunov exponents may be overcome to a certain extent, with the help of machine learning. Numerical simulations validate the dynamic behaviour and the efficacy of the proposed scheme.

10

Dynamic modelling and experimental analysis of an offshore crane payload positioning system with a parallel cable-driven method

Ren Zhaopeng, Huang Zhe, Zhao Tingqi, Wang Shenghai, Sun Yuqing, Chen Haiquan, Fang Nan

Polish Maritime Research

|

2024

|

nr 2

29--45

EN

The violent swinging motion of a payload imposes significant safety problems for the operation of offshore ship-mounted cranes (offshore cranes). We therefore propose a stable experimental hoisting platform for an offshore crane payload positioning system with a parallel cable-driven method (PP-PCDM), and an adaptive cable-drive anti-swing tension (ACAT) control method based on the PP-PCDM is developed to resolve the problem of swinging of the payload by limiting its spatial position. The PP-PCDM enables synchronous tracking of the movement of the payload when the crane is working. When the payload deviates from a stable state due to an external disturbance, the anti-swing cables are immediately retracted or released based on the feedback signal. The spatial position of the payload is then limited by adjusting the length and tension of the parallel cables until the payload appears stationary from the perspective of the ship’s deck. Operational safety and efficiency is substantially improved, and the proposed PP-PCDM structure and ACAT control method can be applied to a variety of different types of cranes. The results of simulations and physical experiments show that the anti-swing effect exceeds 89.86%. The PP-PCDM enables excellent performance of synchronous tracking and hoisting assistance, and ensures that the rated lifting weight of the offshore crane is not affected.

11

Wybrane zagadnienia obliczeniowe w procesie projektowania kolejowego mostu łukowego z wieszakami w układzie siatkowym

Górski Nikodem, Łucki Mariusz, Stalmirski Michał, Kalitowski Przemysław, Żółtowski Krzysztof

Mosty

|

2024

|

nr 2

34--38

PL

W artykule opisano proces projektowania mostu łukowego nad Dunajcem w ramach modernizacji linii kolejowej nr 104. Wybór konstrukcji łukowej z siatkowym układem wieszaków zamiast kratownicy umożliwił optymalizację zużycia materiałów i zwiększył walory estetyczne. W ramach zadania wykonano szerokie studium koncepcyjne i kompleksowe analizy MES dotyczące: nośności, rozkładu wieszaków, stateczności łuku i dynamiki przęsła. Przeanalizowano również detale konstrukcyjne za pomocą modeli wycinkowych, a także sprawdzono poziom wzbudzenia wieszaków w trakcie przejazdu. W efekcie zaprojektowany obiekt spełnia szeroką gamę wymagań normowych.

EN

The article describes the design process of an arch bridge over the Dunajec River as part of the modernisation of railway line No. 104. The choice of an arch construction with a network hanger system instead of a truss has allowed to optimise material consumption and enhanced aesthetic values. The task involved an extensive conceptual study and comprehensive FEM analyses regarding load-bearing capacity, hanger distribution, arch stability, and span dynamics. The construction details were also analysed using sectional models, and the level of hanger excitation during transit was checked. As a result, the designed structure meets a wide range of standard requirements.

12

Dynamic analysis of passively damped bar structures using visco-elastic layers embedded in nodes

Pawlak Zdzisław Mikołaj, Yavas Civan, Pozorski Zbigniew

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 12

1--10

EN

Visco-elastic materials are used to reduce excessive vibrations, in passive damping systems for tall buildings loaded with wind or in seismic areas. This paper considers frame structures at the nodes of which layers of visco-elastic material are used. The proposed approach makes it possible to adopt any rheological model to describe the bonds in the connection and to include in the calculations bonds acting only in selected directions.

PL

Materiały lepko-sprężyste są stosowane w systemach tłumienia pasywnego budynków wysokich, obciążonych wiatrem lub na terenach sejsmicznych w celu redukcji nadmiernych drgań. W artykule analizowane są konstrukcje ramowe, w węzłach których zastosowano warstwy z materiału lepko-sprężystego. Proponowane podejście umożliwia przyjęcie dowolnego modelu reologicznego do opisu więzów w połączeniu oraz uwzględnienie w obliczeniach więzów działających tylko w wybranych kierunkach.

13

Dynamic analysis of the wheel suspension arm

Sapieta Milan, Sapietová Alžbeta, Svoboda Martin

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2024

|

Vol. 23, nr 3

74--85

EN

This article is focused on the creation of a model and its dynamic analysis. The model analyzed is a part of the car wheel suspension mechanism. Input load effects are entered as nonlinear waveforms of individual components of forces and moments determined experimentally. Load curves in the pin are defined as a function of time in a three-component force. The load in the bushings is implemented in a six-component force bond (three force components and three moments) as a function of deformation. The output of the simulation process are defor-mations as well as reaction effects in bushings. In order to verify the results, the task was modelled in two simulation programs, namely in Adams and Matlab R2020b Simscape multibody. The monitored parameters of force effects and displacements differed minimally.

14

Innowacyjny, modułowy system budowy mostów kolejowych z jazdą dołem

Wiśniewski Dawid, Mikoda Krystian, Polechoński Ryszard, Stempin Patryk, Majka Michał, Kamiński Tomasz

Inżynieria i Budownictwo

|

2024

|

R. 80, nr 7

433--441

PL

Niniejszy artykuł przedstawia nową, innowacyjną, modułową technologię budowy mostów kolejowych z jazdą dołem z elementów prefabrykowanych - ASECon CTB (Composite half-Through Bridge) Modular System. System ten został opracowany z myślą o budowie mostów z jednym torem i dla rozpiętości w zakresie 10-20 m. Wszystkie elementy prefabrykowane w opracowanym systemie charakteryzują się wagą i wymiarami umożliwiającymi łatwy transport na plac budowy oraz ich montaż za pomocą powszechnie dostępnych dźwigów mobilnych. Montaż na miejscu nie wymaga żadnych specjalistycznych narzędzi, technik czy rusztowań, co sprawia, że technologia jest relatywnie łatwa do zastosowania. Artykuł przedstawia szczegóły opracowanej technologii oraz omawia wybrane, najistotniejsze zagadnienia projektowe.

EN

This paper presents a new innovative modular technology for construction of half-through railway bridges with prefabricated elements - ASECon CTB (Composite half-Through Bridge) Modular System. This new system was developed for construction of bridges with one track only and for spans in the range of 10-20 m. All the prefabricated elements in the developed system have weight and dimensions, which allow to transport them easily to the construction site and lift them using commonly available movable cranes. Assembly on site does not require any special tools, techniques or scaffolding, making the technology very easily applicable. The paper presents various details of the developed technology and also discusses selected, most relevant design topics.

15

In-field Verification of the Applicability of MEMS-IMU Accelerometers for Monitoring of Mining-induced Seismic Activity

Stolecki Lech, Fuławka Krzysztof, Frühwirt Thomas, Schimmel Martin

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2024

|

Vol. 34, no. 4

563--581

EN

Measurements of seismic activity induced by mining operations are a basic tool for assessing the level of dynamic load associated with the occurrence of tremors. Knowledge of the location of the source of vibrations and the nature of seismicity is the basis for the safe planning of operations and design of both underground and surface infrastructure. The key parameter influencing the quality and reliability of seismic measurements is the coverage density of the analysed area with measurement stations. Unfortunately, the cost of seismic networks using standard devices is so high that in most cases the density of the network is much lower than needed for a good resolution and low event detection threshold. A certain breakthrough in this area may be the introduction of cost-effective measuring devices based on MEMS technology. This study compares the seismic data collected with the use of MEMS-IMU accelerometers with standard accelerometers for field seismic monitoring. The basis for the comparison was the analysis of data recorded by both devices located on the same site for two months. The comparison was carried out in terms of the characteristics of seismic waveforms, their amplitude distribution, frequency characteristics and effective duration of vibrations. Based on the results of the analysis, it was shown that MEMS-IMU accelerometers can be successfully used to monitor seismicity induced by mining activities in the near wave field.

16

Analiza dynamiczna chłodni kominowych

Ejsymont Michał, Prusiel Jolanta Anna

Przegląd Budowlany

|

2023

|

R. 94, nr 11-12

192--198

PL

Określenie wpływu obciążeń dynamicznych na oddziaływanie wiatru na powierzchnię płaszcza powłoki chłodni kominowej oraz optymalizacja kształtu powłoki w celu uzyskania jak najmniejszych sił wewnętrznych - sił południkowych i równoleżnikowych. Zmiennymi parametrami są: grubość powłoki żelbetowej i lokalizacja przewężenia powłoki.

EN

Determination of the effect of dynamic loads on the effect of wind on the surface of the cooling tower shell and to optimize the shell shape in order to obtain the lowest possible internal forces - longitudinal and latitudinal forces (meridional and hoop stresses). The variable parameters are thickness of the reinforced concrete wall and location of the throat of the shell.

17

Predictive model of seismic vibrations’ peak value induced by multi-face blasting

Fuławka Krzysztof, Stolecki Lech, Mertuszka Piotr, Szumny Marcin, Anderko Arkadiusz

Journal of Sustainable Mining

|

2023

|

Vol. 22. iss. 3

248--256

EN

The seismicity level induced by blasting in the Polish copper mines is very important inlight of the efficiency of active rockburst prevention and safe conduct of blasting operations in the vicinity of the mining infrastructure such as shafts, workings, or function chambers (e.g., workshops, storages, etc.). Knowledge of the seismic vibrations' peak value might be the basis for designing blasting works in a way that ensures desired seismic effect. However, current experiences show that Peak Particle Velocity prediction models developed so far do not apply to multi-face blasting, where there are many vibrations’ sources at the same time dotted across the mining panel. This paper presents the assumptions of a new empirical model with validation data gathered in the underground trials of group blasting. This new method allows for determining the vibration level generated by firing a single face and the value of amplitude amplification resulting from the increased number of faces fired simultaneously in the group. Preliminary analysis shows that this newly developed predictive model is characterized by a high level of reliability and therefore was applied to assess the effectiveness of blasting works in the selected panel in one of the mines belonging to KGHM Polska Miedz S.A.

18

Analiza parametryczna skuteczności stosowania zewnętrznego tłumika i wzmocnienia na ograniczenie odpowiedzi dynamicznej kładki nad kanałem Portu Praskiego w Warszawie

Żółtowski Krzysztof, Kalitowski Przemysław

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 7-8

384--390

PL

W artykule przedstawiono rezultaty analiz dynamicznych zespolonej, łukowej kładki dla pieszych nad kanałem Portu Praskiego w Warszawie. W odpowiedzi na negatywny wynik badań odbiorczych przeprowadzono alternatywne analizy i badania konstrukcji. W ramach prac wykonano symulacje oraz koncepcyjne związane ze zwiększeniem tłumienia za pomocą tłumików oraz modyfikacji sztywności. Analizy wykazały istotne zmniejszenie odpowiedzi dynamicznej w wyniku modyfikacji.

EN

The article presents the results of dynamic analyses of a S-C composite, arched footbridge over the Vistula River in Warsaw, Poland. In response to unfavorable outcomes from acceptance tests, alternative analyses and structural investigations were conducted. As part of the work, simulations and conceptual studies related to increasing damping using dampers and modifying stiffness were carried out. The analyses showed a significant reduction in the dynamic response as a result of the modifications.

19

Analysis of scaffolding harmonic excitation

Bęc Jarosław, Błazik-Borowa Ewa, Szer Jacek

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2023

|

Vol. 71, nr 1

art. no. e144577

EN

Scaffolding is equipment usually used at construction sites. A scaffolding structure is lightweight and made of elements used many times. The characteristics of scaffolding make it susceptible to dynamic actions present at the structure or occurring nearby. A scaffolding structure of medium size was subjected to analysis in this paper. The structure FEM model was loaded with single force harmonic excitation with various frequencies ranging from 1 Hz to 12 Hz applied in one of many selected points on the scaffolding façade. In the first step, natural frequencies and mode shapes of the analyzed structure were calculated. Then the full dynamic analysis was carried out to obtain maximum displacements of selected control points. The relation of excitation force frequency and location to the amplitudes of generated displacement was observed. It was found that low excitation frequencies close to the natural frequencies of the structure produced vibrations ranging to large areas of the scaffolding surface. Higher excitation frequencies are usually less propagated at the scaffolding but still may produce some discomfort to the structure users in the vicinity of the excitation force location. Scaffolding is equipment usually used at construction sites. A scaffolding structure is lightweight and made of elements used many times. The characteristics of scaffolding make it susceptible to dynamic actions present at the structure or occurring nearby. A scaffolding structure of medium size was subjected to analysis in this paper. The structure FEM model was loaded with single force harmonic excitation with various frequencies ranging from 1 Hz to 12 Hz applied in one of many selected points on the scaffolding façade. In the first step, natural frequencies and mode shapes of the analyzed structure were calculated. Then the full dynamic analysis was carried out to obtain maximum displacements of selected control points. The relation of excitation force frequency and location to the amplitudes of generated displacement was observed. It was found that low excitation frequencies close to the natural frequencies of the structure produced vibrations ranging to large areas of the scaffolding surface. Higher excitation frequencies are usually less propagated at the scaffolding but still may produce some discomfort to the structure users in the vicinity of the excitation force location.

20

Numerical investigation of steel frame robustness under external sudden column removal

Kozłowski Aleksander, Kukla Damian

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 2

177--193

EN

Numerical analysis of robustness assessment of steel planar framed structures under sudden external column removal is presented. The analysis is based on the previous experimental and numerical analyzes conducted in the Ph.D. project. Advanced and validated finite element models of steel structures with bolted end plate joints were used using Abaqus software. Six different cases of analysis using flush and extended bolted end-plate joints were performed. The actual results of the axial forces and rotations of the joints, failure models, and other important factors about structure behaviour are presented. The clear division of the results obtained depended on the type of joint used in the structure. In the cases of application of extended end-plate joints in frame analysis, the required level of robustness was reached in all cases and stopping of collapse development was obtained. In all cases of frame analysis with flush end-plate joints, an insufficient level of robustness on progressive collapse was obtained and partial failures of the structures were reached. Due to the location of the external column, the catenary actions to mitigate progressive collapse were very limited.

PL

Przedstawiono analizę numeryczną oceny odporności stalowych płaskich konstrukcji ramowych pod wpływem nagłego usunięcia słupa zewnętrznego. Przeprowadzono analizy w oparciu o wcześniejsze badania eksperymentalne i analizy numeryczne przeprowadzone w ramach pracy doktorskiej pierwszego autora. Wykorzystano zaawansowane i zwalidowane modele elementów skończonych konstrukcji stalowej z połączeniami śrubowymi z blachą czołową przy użyciu oprogramowania Abaqus. Przeprowadzono sześć różnych przypadków analizy, w których zastosowano połączenia śrubowe doczołowe z blachą wpuszczoną i wystającą. Przedstawiono dokładne wyniki sił osiowych i obrotów połączeń, modele zniszczenia i inne ważne czynniki dotyczące zachowania konstrukcji. Wyraźny podział otrzymanych wyników zależny jest od rodzaju zastosowanego węzła w konstrukcji. W przypadku zastosowania w analizie ram połączeń doczołowych z blachą wystającą, we wszystkich przypadkach osiągnięto wymagany poziom odporności i zatrzymano rozwój katastrofy. We wszystkich przypadkach analizy ram z połączeniami doczołowymi z blachą wpuszczoną uzyskano niewystarczający poziom odporności na postępującą katastrofę i obserwowano częściowe uszkodzenia konstrukcji. Ze względu na usytuowanie słupa zewnętrznego działanie akcji cięgnowej mające na celu złagodzenie postępującego zawalenia było znacznie ograniczone. Na koniec przedstawiono zalecenia dotyczące kształtowania doczołowych połączeń śrubowych w celu zwiększenia odporności konstrukcji.