Efektywność stosowania zderzaków styropianowych pomiędzy zderzającymi się konstrukcjami stalowymi

• Autorzy: Sołtysik B.

Warianty tytułu

EN

Effectiveness of Styrofoam bumpers placed between colliding steel structures

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Podczas wstrząsów sejsmicznych o różnym natężeniu, wielokrotnie obserwowano zjawisko zderzania się konstrukcji ze sobą sąsiadujących, co mogło prowadzić nawet do ich całkowitego zniszczenia. Na podstawie obserwacji, badań numeryczny i eksperymentalnych, stwierdzono, że przyczyną kolizji była niedostateczna przerwa pomiędzy konstrukcjami. Ponadto czynnikami, które również mogą doprowadzić do zderzeń są różnice w masach lub sztywnościach budynków, które wpływają na przesunięte w fazie drgania, doprowadzając do kolizji. Celem niniejszej pracy jest przedstawienie wyników badań eksperymentalnych trzech sąsiadujących ze sobą modeli konstrukcji stalowych, o różnych charakterystykach dynamicznych, które na skutek obciążeń sejsmicznych zderzają się ze sobą. Ponadto przeanalizowano wpływ zastosowanych zderzaków styropianowych o grubości 10 mm, umieszczonych w przerwie dylatacyjnej, na odpowiedź poszczególnych konstrukcji. Przeprowadzono wielokrotne pomiary dla różnych wartości dylatacji oraz dwóch wariantów obciążenia modeli, jednak w pracy zostały przedstawione wyniki dla przerwy dylatacyjnej A = 30 mm oraz Wariantu 2 obciążenia wież. Wyniki badań eksperymentalnych wskazują na istotny wpływ zderzeń pomiędzy sąsiadującymi konstrukcjami na ich odpowiedź, prowadząc zarówno do jej zmniejszenia, jak i zwiększenia. Ponadto zastosowanie zderzaków styropianowych, doprowadziło do zmniejszenia przerwy dylatacyjnej, czego efektem była zmiana ekstremalnych wartości przyspieszeń poszczególnych wież.

EN

During moderate to strong ground motions, collisions between neighbouring structures. were repeatedly observed. This phenomenon (called pounding) between insufficiently separated structures may lead to its damages or total collapse. Based on the observations. numerical and experimental analysis, it was found that the mayor reason of collisions was inadequate gap between structures. Furthermore, the differences in mass or stiffness of the buildings may lead to the out-of-phase vibrations, which are identified as main factors of pounding. The aim of this papcr is to show the results of experimental study of collisions of three neighbouring steel structures, with different dynamic characteristics, under seismic excitation. Additionally, the influence of styrofoam bumpers (10 mm thickness) on the structural response was taken under consideration. The tests were provided for changing value of gap distance and for to configuration of the structures. In this paper, only the gap distance of 30 mm and variant 2 of mass configuration was analyzed. The results of the experimental study clearly indicate the influence of earthquake-induced pounding on the structural response, which may lead to its increase. but also its decrease. In addition, the use of styrofoam bumpers lead to reduction of the gap distance, which resulted in change of extreme acceleration values of each tower, as well.

Słowa kluczowe

PL

konstrukcja stalowa; zdarzenia; trzęsienia ziemi

EN

steel structures; collisions; earthquake

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Gdańskiej. Inżynieria Lądowa i Wodna
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 3 (637)
• Strony: 95--103
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sołtysik B.

• Katedra Konstrukcji Metalowych i Zarządzania w Budownictwie

Bibliografia

• [1] Anagnostopoulos S.A. (1994) Earthquake induced pounding: State of the art, Proceedings of 10lh European Conference on Earthquake Engineering: s. 897-905.
• [2] Anagnostopoulos S.A. (1988) Pounding of buildings in series during earthquakes. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 16: s. 443-456.
• [3] Anagnostopoulos S.A., Spiliopoulus K.V. (1992) An investigation of earthquake induced pounding between adjacent buildings, Earthquake Engineering and Structural Dynamics. Vol. 21: s. 289-302.
• [4] Jankowski R. (2003) Nieliniowa analiza zderzeń między budynkiem a wolnostojącą klatką schodową podczas trzęsień ziemi, X Sympozjum „Wpływy Sejsmiczne i Parasejsmiczne na Budowle": s. 177-184.
• [5] Jankowski R. (2009) Non-linear FEM analysis of earthquake-induced pounding between the main building and the stairway tower of the Olive View Hospital. Engineering Structures, Vol. 31, No. 8, s. 1851-1864.
• [6] Jankowski R., Wilde K., Fujino Y. (2000) Reduction of pounding effects in elevated bridges during earthquakes. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 29: s. 195-212.
• [7] Kasai K., Maison B. 1997. Building pounding damage during the 1989 Loma Prieta earthquake. Engineering Structures 19(3): s. 195-207.
• [8] Mahin S.A., Bertero Y.Y., Chopra A.K., Collins R.G. (1976) Response of the Olive View Hospital main building during the San Fernando earthquake. Raport No. EERC 76-22, Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley, USA.
• [9] Maison B.F., Kasai K. (1992) Dynamics of pounding when two buildings collide. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 21: s. 771-786.
• [10] Rosenblueth E., Meli R. (1986) The 1985 earthquake: causes and effects in Mexico City. Concrete Int. 8(5): s. 23-34.
• [11] Sołtysik B., Jankowski R. (2012) Numeryczna analiza zachowania się kolidujących ze sobą budynków stalowych poddanych obciążeniom sejsmicznym. XIII Sympozjum Wpływy Sejsmiczne i Parasejsmiczne na Budowle: ss 1-12.
• [12] Sołtysik B., Jankowski R. (2013) Non-linear strain rate analysis of earthquake-induced pounding between steel buildings. International Journal of Earth Sciences and Engineering, Vol. 06, No. 3, ISSN 0974-5904, 2013, s. 429-433.
• [13] Zembaty Z., Cholewicki A., Jankowski R., Szulc J. (2005) Trzęsienia ziemi 21 września 2004 r. w Polsce północno-wschodniej oraz ich wpływ na obiekty budowlane, Inżynierii i Bu-downictwo, Nr 1/2005, s. 3-9.