Analiza drgań kładki kompozytowej wywołanych działaniem wiatru

• Autorzy: Sobczyk B. , Chróścielewski J. , Witkowski W.

Identyfikatory

DOI

10.5604/12345865.1145435

Warianty tytułu

EN

Wind induced vibration analysis of composite footbridge

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy omówiono sposób przeprowadzenia uproszczonej, numerycznej analizy drgań kładki kompozytowej wywołanych działaniem wiatru. Rozważaniom poddano swobodnie podpartą konstrukcję o rozpiętości 16 m i przekroju w kształcie litery U. W pierwszej kolejności przeprowadzono dwuwymiarową analizę opływu niepodatnego kształtu przekroju kładki w poziomym strumieniu wiatru o prędkości 10 m/s. Obliczenia numeryczne przeprowadzono programem ANSYSFLUENT14. Rezultaty analizy opływu - liczbę Strouhala - porównano z wynikami zawartymi w monografii A. Flagi pt. Inżynieria wiatrowa. Podstawy i zastosowania, Arkady, Warszawa, 2008, w celu oceny poprawności obliczeń. W kolejnym etapie zbudowano przestrzenny model konstrukcji w programie ABAQUS6.12-3. Wykonano analizę drgań konstrukcji metodą modalną, w której obciążeniem jest ciśnienie działające na powierzchni pomostu, zmienne w czasie, o wartościach wyznaczonych na podstawie analizy opływu. Dla badanej konstrukcji sprawdzono kryteria komfortu przyszłych użytkowników obiektu, który jest w fazie wytwarzania.

EN

In the work, we describe a simplified method for numerical analysis of a FRP composite footbridge in the field of wind induced vibrations. We consider a simply supported structure with a span length of 16 m and U-shape cross-section. Firstly, a two dimensional flow analysis is performed of the fixed bridge cross-section which is subjected to a lateral wind action with 10 m/s velocity. Calculations are performed using ANSYSFLUENT14 software. Results of the flow analysis (Strouhal’s number) are compared with the results presented in a monograph by A. Flaga, entitled Inżynieria Wiatrowa. Podstawy i zastosowania (Wind Engineering. The bases and applications) (in Polish), Arkady, Warszawa, 2008, in order to validate calculations. After that, a three dimensional spatial model of the footbridge is built in ABAQUS6.12-3 finite element method software. Amodal dynamics problem is solved, where the loading conditions are adopted on the basis of the flow analysis and applied as an evenly distributed pressure on the bridge deck surface. Finally, the users’ vibration comfort criterion is checked for the considered structure.

Słowa kluczowe

PL

powłokowa kładka kompozytowa; opływ wiatru; metoda modalna; drgania kładek dla pieszych

EN

composite shell footbridge; wind flow; modal method; footbridge vibration

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 64, nr 1
• Strony: 91--101
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Sobczyk B.

• Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Katedra Mechaniki Budowli i Mostów, 80-233 Gdańsk, ul. G. Narutowicza 11/12

autor

Chróścielewski J.

• Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Katedra Mechaniki Budowli i Mostów, 80-233 Gdańsk, ul. G. Narutowicza 11/12

autor

Witkowski W.

• Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Katedra Mechaniki Budowli i Mostów, 80-233 Gdańsk, ul. G. Narutowicza 11/12

Bibliografia

• [1] Pomoc do programu ANSYS14.0.
• [2] Benra F.K., Dohmen H.J., Pei J., Schuster S., Wan B., A Comparison of One-Way and Two-Way Coupling Methods for Numerical Analysis of Fluid-Structure Interactions, Journal of Applied Mathematics, vol. 2011, Article ID 853560, 16 pages, 2011.
• [3] Lewandowski R., Dynamika konstrukcji budowlanych, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań, 2006.
• [4] Versteeg H., Malalasekera W., An Introduction to Computational Fluid Dynamics: The Finite Volume Method (2nd Edition), Longman Group Ltd, 1995.
• [5] Badur J., Pięć wykładów ze współczesnej termomechaniki płynów, Wydawnictwo IMP PAN, Gdańsk, 2005.
• [6] Flaga A., Inżynieria Wiatrowa. Podstawy i zastosowania, Arkady, Warszawa, 2008.
• [7] Kreja I., A literature review on computational models for laminated composite and sandwich panels, Cent. Eur. J. Eng., vol. 1, 2011, 59-80.
• [8] Jones R.M., Mechanics of composite materials, 2nd ed., Taylor&Francis, Londyn, 1999.
• [9] Klasztorny M. i in., Badania identyfikacyjne kompozytu BG/F nowego wygrzewanego w temperaturze 20°C, Raport badawczy Nr F/6/2013, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa, 2013.
• [10] Pomoc do programu Abaqus 6.12-3.
• [11] PN-EN 1990 - Eurokod 0: Podstawy projektowania konstrukcji, Załącznik A2: Zastosowanie do mostów.

Uwagi

PL

Artykuł opracowany na podstawie referatu wygłoszonego na XIII Konferencji TKI (Techniki Komputerowe w Inżynierii) 2014, Licheń Stary, 6-9.05.2014 r.