Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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.

2

Seismic evaluation of existing reinforced concrete bridges in Karachi (Pakistan) with lightweight concrete in deck slab

Mohammad Aslam Faqeer, Khan Rashid Ahmed, Nasir Raza, Mohammad Hafiz Asher, Iqbal Fasih

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2025

|

Vol. 24, no. 2

193--203

EN

Bridges are lifeline structures and vulnerable to significant damage particularly in earthquake prone region like Karachi. The paper evaluated the seismic response of existing prototype reinforced concrete (RC) bridges in Karachi as a function of their economic and commercial importance. Three case study bridges with different configurations in sub and super-structures were identified from authorized stakeholders and evaluated for overall response with and without lightweight concrete (LWC) in deck slab. A detailed nonlinear finite element model of each case-study bridge has been developed and analyzed through nonlinear static pushover analysis. The behavioral changes were investigated in terms of engineering demand parameters including base shear and displacement in bridge pier along with fragility functions for both the cases. Results showed that seismic demand in terms of base shear and displacement in bridge pier curtailed in case of LWC as compared to normal weight concrete (NWC). The average reduction in base shear is 7% and in displacement it is around 6%. Furthermore, damage capacities obtained from fragility functions for different limit states increased from minor to collapse limit states in LWC as compared to counterpart. This increment 2-7% in Bridge-I, 6-12% in Bridge-II and 3-6% in Bridge-III were observed from minor to collapse damage states.

PL

Mosty to konstrukcje o długotrwałym okresie eksploatacji, które w regionach takich jak Karaczi w Pakistanie narażone są na znaczące uszkodzenia w wyniku występujących tam trzęsień ziemi. W artykule oceniono odporność na zjawiska sejsmiczne aktualnie użytkowanych na terenie ww. aglomeracji konstrukcji mostowych wykonanych z żelbetu RC (ang. reinforced concrete) w kontekście ich znaczenia ekonomicznego. Na podstawie decyzji ich zarządców wytypowano do badań trzy obiekty mostowe o różnych konstrukcjach posadowienia oraz odmiennej konstrukcji płyty pomostowej: wykonanej w części z betonu lekkiego LWC (ang. lightweight concrete) lub w całości z betonu zwykłego NWC (ang. normal weight concrete). Opracowano model MES każdej konstrukcji, a następnie w celu wykazania przydatności wbudowania betonu lekkiego (LWC) w płytę pomostu, przeprowadzono analizę w zakresie nieliniowym aż do zniszczenia konstrukcji (ang. pushover analysis). Wpływ oddziaływań sejsmicznych na trwałość konstrukcji mostowych z płytą pomostową LWC bądź NWC, zbadano pod kątem określenia wymaganych wartości parametrów wytrzymałościowych na ścinanie, przemieszczenie i pękanie filarów. Wyniki badań wykazały, że w przypadku zastosowania w płycie pomostowej - betonu lekkiego LWC, odporność konstrukcji na obciążenia sejsmiczne jest większa w stosunku do wytrzymałości obiektów z pomostem wykonanym w całości z betonu konwencjonalnego NWC. Wykazano, że wytrzymałość na ścinanie zmniejszyła się średnio o około 7%, a przemieszczenie podpór o około 6%. Ponadto, odporność na kruche pęknięcia, określona dla różnych stanów granicznych uszkodzeń, była większa dla mostu z płytą LWC w porównaniu z konstrukcją, w której pomost wykonany był w całości z betonu NWC. Ten wzrost odporności wynosił odpowiednio: 2-7% – w przypadku Mostu-I, 6-12% – w przypadku Mostu-II oraz 3-6% – w przypadku Mostu-III.

3

Assessment of piles reinforcing telescopic water intake

Bashirzade Seymur R., Lipin Andrey A.

Nafta-Gaz

|

2025

|

R. 81, nr 6

408--416

EN

Telescopic water intake structures enable selective extraction of water from the upper layers of a reservoir. These intakes are highly versatile, offer extensive applicability, and are easy to operate. This study investigates the structural performance of telescopic water intake systems externally supported by various pile configurations and cross-sectional profiles. Pushover analysis was used to investigate the influence of pile arrangement (tripod, quadpod, and pentapod), cross-section type (hollow circular, box-, and H-profiles), and operational depth on the lateral load-bearing capacity and material efficiency. The results indicate that the structural performance and steel consumption increase gradually from the tripod to pentapod configurations, with the pentapod presenting the best load resistance owing to its stability improvement and redundancy. Cross-sectional variations in the structural profiles indicate different performance characteristics depending on the depth range and loading conditions. The box-profile exhibited the best stability at various depths because its geometry was closed. The H-profile is effective at shallow depths because the reduced lateral stiffness has less effect on the load-carrying capacity. However, with increasing depth, the H-profile exhibits lower lateral stability owing to the open profile, which decreases the overall capacity of the structural member. In contrast, the hollow circular section shows a higher initial stiffness, but its ultimate strength is not as high, and it behaves differently when a load is applied. Having a lower ultimate strength compared to the others, a high initial stiffness can make it ideal for applications where flexibility is a key consideration. The operational depth has a profound effect on the yielding points; shallow piles exhibit higher base forces and better load resistance. Therefore, the results indicate the need to select the appropriate pile configuration, cross-sectional profile, and depth to optimize structural performance with material efficiency for marine infrastructure applications.

PL

Teleskopowe ujęcia wody umożliwiają pobór wody z powierzchniowych warstw zbiornika. Konstrukcje te cechują się wysoką wszechstronnością, szerokimi możliwościami zastosowania oraz łatwością obsługi. W niniejszej pracy przeanalizowano wytrzymałość konstrukcyjną systemów ujęć wody z czerpnią pływającą z podparciem w postaci różnych konfiguracji pali i profili. Zbadano wpływ rozmieszczenia pali (trójnóg, czwórnóg i pięcionóg), rodzajów zastosowanych profili (rurowy zamknięty, skrzynkowy i dwuteownik) oraz głębokości roboczej na nośność boczną i wydajność materiałową za pomocą analizy pushover. Uzyskane wyniki wskazują, że zarówno nośność konstrukcji, jak i zużycie stali wzrastają stopniowo od konfiguracji trójnogu do pięcionogu, przy czym pięcionóg zapewnia najlepszą odporność na obciążenia dzięki poprawie stabilności i nadmiarowości układu. Różnice w przekrojach poprzecznych profili konstrukcyjnych wskazują na różne charakterystyki wydajności w zależności od zakresu głębokości i warunków obciążenia. Przekrój dwuteowy (przekrój H) sprawdza się na małych głębokościach, gdyż obniżona sztywność boczna ma wówczas mniejszy wpływ na nośność. Jednak wraz ze wzrostem głębokości przekrój H traci stabilność boczną ze względu na otwartą konstrukcję, co zmniejsza całkowitą nośność elementu. Dla porównania, przekrój rurowy zamknięty cechuje się wyższą początkową sztywnością, lecz jego wytrzymałość graniczna jest niższa, a sposób zachowania pod obciążeniem odmienny. Dzięki wysokiej początkowej sztywności przy niższej wytrzymałości granicznej przekrój rurowy sprawdza się szczególnie tam, gdzie kluczowym wymaganiem jest elastyczność konstrukcji. Głębokość eksploatacji ma istotny wpływ na punkty uplastycznienia: płytko osadzone pale wykazują wyższe siły podporowe i lepszą odporność na obciążenia. Wyniki wskazują zatem na konieczność odpowiedniego doboru konfiguracji pali, przekroju poprzecznego oraz głębokości, aby dostosować wytrzymałość konstrukcji do efektywności wykorzystania materiału w zastosowaniach związanych z infrastrukturą morską.

4

Estimating Seismic Performance Factors for a Dual System Comprising Buckling Restrained Brace Frames and Intermediate Moment Frames

Yavarian Sipan, Ahmad Rais

Inżynieria Mineralna

|

2024

|

Vol. 1, no. 2

art. no. 30

EN

Dual structural system is referred when two different lateral systems are combined together to provide the lateral force resisting system for a building structure. For different structural and architectural reasons, dual systems are used in building structures. The most common types of dual systems include special moment resisting frames (SMRF) combined with eccentric braced frames (EBF) or buckling restrained braced frames (BRBF) in steel buildings and special reinforced concrete moment frames combined with special reinforced concrete shear walls in reinforced concrete buildings. Buckling restrained braced frame is a lateral framing system that are being used in high seismic zones. According to American Society of Civil Engineers (ASCE), a dual system is permitted between buckling restrained braced frames (BRBF) and special moment resisting frames (SMRF) where SMRFs must be capable of resisting at least 25% of prescribed seismic force. Conventionally, dual systems are utilized at high seismic zones. For moderate seismic zones intermediate moment resisting frames (IMF) can be used instead of SMRF. But, ASCE does not provide any guideline to assess the structural responses when a dual system combining BRBF and IMRF are used in buildings located at moderate seismic zones. This research, shows a methodology to calculate the seismic parameters like Response Modification Coefficient (R), Over-strength Factor (Ωo) and Deflection Amplification Factor (Cd) which are not described by ASCE or FEMA guideline. Several archetypes of building structures are designed following FEMA guidelines with modified R as trial values for different seismic zones. To validate the trial values for R, system over-strength and period-based ductility, nonlinear 3D static (pushover) analyses were performed.

5

Study on the influence of stiffness of beam-column connections on the seismic behavior of composite moment resisting frames

Khemis Ahmed, Titoum Messaoud, Mazoz Aida, Louzai Amar

Architecture Civil Engineering Environment

|

2021

|

Vol. 14, no. 3

55--67

EN

In the design of steel or composite structures, the connections are usually considered infinitely rigid or perfectly pinned. However, the real behavior of these connections is semi-rigid. Consequently, this semi-rigidity can influence the overall behavior of the composite structures, especially the moment-resisting frames. Seismically, the most critical parameter that characterizes the frames behavior is the response factor R. In this context, the research work consists of studying the semi-rigidity effect of the connections on the behavior of the composite frames by evaluating the response modification factor R by using the Pushover method. To accomplish this task, three types of portal frames of 3, 4 and 5 storeys were analyzed for different degrees of connection (beam-column). An easy and practical solution has been proposed to determine the approximate value of the coefficient behavior R for the composite frames with semi-rigid connections.

6

Effect of setback irregularity location on the performance of RC building frames under seismic excitation

Mouhine Mohamed, Hilali Elmokhtar

Archives of Civil Engineering

|

2020

|

Vol. 66, nr 4

399--412

EN

The setback is a frequent type of irregularity expected in complex-shaped buildings. The main purpose of the present paper is to emphasize the influence of setback location on the performance of reinforced concrete building structures under seismic excitation. In this research study, 68 building models with setback values vary from 0.1 L to 0.5 L, located at various levels, are studied. Non-linear static (pushover) analyses were conducted. All building models are analyzed using a finite element calculation code. The outcomes show that setback irregularity location has a significant effect on the seismic behavior of the structure. Based on the regression analysis of the results obtained in the current study, a mathematical formula is proposed to quantify the effect of setback location on the performance of building structures. The results of this study would aid all professionals in the building sector to anticipate the response of these types of structures during the design phase.

7

Evaluation of seismic behaviour of railway bridges considering track-bridge interaction

Dehghani Ehsan, Najafi Zadeh Maryam, Nabizadeh Azam

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2019

|

Vol. 18, no. 1

51--66

PL

Mosty kolejowe wykazują dużą odporność na trzęsienia ziemi. Pomimo, że ich wytrzymałość była określana pod względem jakościowym w wielu opracowaniach, m.in. Stowarzyszenia AREMA (ang. American Railway Engineering and Maintenance of Way Association), dotychczas nie zaproponowano kryteriów ilościowych tej oceny. Celem niniejszej pracy jest przedstawienie kryteriów ilościowych oceny zachowania się mostów kolejowych poddanych działaniu obciążeń sejsmicznych. W artykule przedstawiono modele MES odpowiedzi dynamicznej mostów w warunkach sejsmicznych, w których uwzględniono oddziaływanie toru kolejowego z mostem lub to oddziaływanie nie było brane pod uwagę. Badane modele oceniane były z wykorzystaniem analizy pushover i dynamicznej analizy przyrostowej na podstawie czternastu zapisów trzęsień ziemi, które miały miejsce w przeszłości. Wyniki analiz wyraźnie pokazują, że zaproponowany model uwzględniający oddziaływanie toru z mostem zachowuje się w warunkach sejsmicznych lepiej pod względem wytrzymałościowym. W przypadku tego modelu parametry takie jak: przemieszczenie pomostu, siła ścinająca pomiędzy torem i pomostem oraz obrót plastyczny przegubów są mniejsze o odpowiednio 70-90%, 20-83% i 85-100%. W pracy zaproponowano równania do szacowania przemieszczenia pomostu oraz siły ścinającej w podstawie toru, bez uwzględnienia oddziaływania toru z mostem, wykorzystując metodę maksimów przyśpieszenia ziemskiego (ang. Peak Ground Acceleration, PGA), zarejestrowanych podczas wstrząsów sejsmicznych.

EN

Railway bridges have historically performed well in the previous earthquakes. Although this performance has qualitatively been studied in some references such as AREMA code, no quantitative criteria has been proposed for it. Thus, this study aims to present quantitative criteria for railway bridge performance under seismic loads. In the paper, seismic behaviour of railway bridges, with and without track-bridge interaction (TBI), is calculated through finite element modeling. Pushover and incremental dynamic analyses, are utilized to assess the proposed method, considering fourteen records of the past earthquakes. The results clearly show superior performance of the proposed model with track system, in which the deck displacement, base shear, and plastic rotation decrease by 70%-90%, 20%-83%, and 85%-100%, respectively. Finally, two equations are proposed to calculate deck displacement and base shear of railway bridges without performing track-bridge interaction (TBI) by Peak Ground Acceleration (PGA) of the applied record approximately.