Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Dynamic response of the Stuttgart TV Tower measured by classical instruments and GPS technology

Breuer Peter, Chmielewski Tadeusz, Górski Piotr

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 1

7--38

EN

This paper compares the measurement results of dynamic characteristics, including natural frequencies, damping ratio, and wind-induced responses of the Stuttgart TV Tower (TV Tower), obtained by Lenk in 1959 using classical instruments with those obtained by the authors a few decades later using Global Positioning System (GPS). The objective of this paper was to monitor the response of the TV Tower under wind loading, which is an important tool for the validation of its design, construction, and structural health. During the authors’ GPS measurements, weak and moderate wind speeds occurred most of the time. Only in 2007, the stronger wind observed (90 < V < 100 km/h) at the head of the TV Tower (H=157 m), which caused displacements in the decimetre range. Further measurements in 2011 were carried out, using additional GPS receivers with a higher data rate. The results achieved by the GPS prove that the cross-wind response was larger than the along-wind component for all ranges of wind speed, which occurred during the measurement periods, i.e. from 2002 to 2015. The authors of this paper extended Lenk’s results, by the static and along-wind components, confirmed the first natural frequency, and damping ratio, evaluated by the Random Decrement technique. Mounting a GPS receiver, on the steel antenna mast tip, enabled detection of the second natural frequency fs2 = 0.800 Hz, which is the frequency of the mode shape of the TV Tower steel antenna mast. Lenk did not measure this frequency.

PL

Wieża telewizyjna w Stuttgarcie została oddana do użytkowania w dniu 5 lutego 1956 roku. Konstrukcja wieży składa się z dwóch części: (a) trzonu żelbetowego z głowicą o wysokości 161 m i (b) stalowego masztu antenowego o wysokości 56 m. Całkowita wysokość wieży to 217 m. Średnica zewnętrzna trzonu żelbetonowego wynosi 10,8 m u podstawy trzonu i 5,04 m w górnej części trzonu (poniżej głowicy trzonu). Grubość ściany trzonu zmienia się od 60 cm do 19 cm. W latach 1953-1954 Leonhard zaproponował koncepcję i projekt wieży telewizyjnej. Biuro projektowe Pieckert zaprojektowało system konstrukcyjny. Koncepcję wieży telewizyjnej, jej układ konstrukcyjny, wszystkie założenia do obliczeń statycznych, oszacowanie nakładów finansowych i pierwsze pomiary osiadań fundamentów podane zostały w jednej z prac Leonhardta. W tej pracy zasugerowano także potrzebę pomiaru odpowiedzi wieży telewizyjnej na działanie wiatru. Jako pierwszy dokonał tego Lenk w 1959 roku. W latach 1977 i 1995 stwierdzono pionowe pęknięcia w żelbetowym trzonie wieży, które następnie zostały naprawione. Przyczyny tych pęknięć wyjaśniono jako konsekwencje promieniowania słonecznego i dobowych zmian temperatury powietrza działających na trzon wieży telewizyjnej, wywołujących deformacje płaszcza trzonu. Naprężenia termiczne spowodowały zmienną w czasie „owalizację” trzonu wieży, która z biegiem lat doprowadziła do zmęczenia materiału, czego skutkiem były wyraźnie widoczne podłużne pęknięcia po przeciwnych stronach trzonu wieży telewizyjnej. Autorom niniejszego artykułu nie są znane wcześniejsze pomiary charakterystyk dynamicznych wieży telewizyjnej związane z naprawą powstałych pęknięć. W związku z tym, w 1999 roku autorzy przeprowadzili pierwszą serię pomiarów przemieszczeń wierzchołka wieży telewizyjnej z zastosowaniem techniki satelitarnej GPS. Metodologia pomiarów była podobna do metodologii stosowanej przez innych badaczy. Na tej podstawie autorzy potwierdzili możliwość zastosowania systemu GPS do monitorowania przemieszczeń statycznych, quasi-statycznych i dynamicznych oraz do określania podstawowych charakterystyk dynamicznych (częstotliwości drgań własnych i współczynników tłumienia drgań) istniejących dużych konstrukcji w skali naturalnej. Autorzy cyklicznie monitorowali przedmiotową wieżę telewizyjną do roku 2015. Jednak pomimo podjętego wysiłku w celu zebrania dodatkowych danych pomiarowych, niestety w 2013 i 2015 r. nie było możliwości pomiaru przemieszczeń wieży telewizyjnej pod wpływem silnego wiatru. Niemniej jednak autorzy dokonali analizy danych pomiarowych zgromadzonych w latach 2002, 2005, 2006, 2007, 2008 i 2011, które obejmowały pomiary w zakresie prędkości wiatru od małej do dużej. W dniach 18-19 stycznia 2007 r. w pobliżu wieży zarejestrowano porywy wiatru o prędkości 26 m/s, co spowodowało jej przemieszczenia w zakresie decymetrów.

2

Investigation of monotonic and cyclic behavior of soft clay using direct simple shear apparatus

Benchanukrom Sutera, Lailak Chitsirin, Konkong Nirut

Engineering Transactions

|

2019

|

Vol. 67, iss. 3

369--386

EN

The purpose of this research was to study the monotonic and cyclic simple shear mode behavior of Bangkok clay, using direct simple shear apparatus. The monotonic specimens were prepared in a saturated condition and were K0 consolidated before being undrained sheared. The specimens were sheared at the shear strain rate of 5% per hour until the shear strain reached 20%. The Stress History and Normalized Soil Engineering Properties (SHANSEP) method was applied to analyze the monotonic test data, and the CK0DSS SHANSEP equation was proposed, based on the results. The results from the CK0DSS SHANSEP equation were in a good correlation with Qu, CK0CU and CK0EU . The cyclic specimens were tested at different frequencies of 0.1, 1 and 5 Hz and the vertical stress was varied at 200, 300, and 400 kPa. The shear strain amplitude was controlled at ±0.5% for the first 100 cycles, and then was increased to ±1.5% for the next 100 cycles, and finally it was increased to ±3% for the last 100 cycles. The results showed that the shear modulus increased when the maximum vertical effective stress increased and the damping ratio increased when the strain amplitude increased.

3

Charakterystyka dynamiczna mostu drogowego wykonanego z polimerowych kompozytów włóknistych FRP

Siwowski T., Rajchel M., Kaleta D.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2017

|

z. 64, nr 2/I

227--238

PL

Przęsło kompozytowe mostu drogowego ma zazwyczaj wysoki stosunek obciążeń ruchomych do stałych (ciężaru własnego), co czyni je znacznie bardziej wrażliwym na oddziaływanie poruszających się pojazdów niż mosty konwencjonalne ze stali i betonu. To m.in. powoduje, że charakterystyka dynamiczna przęseł mostów kompozytowych jest obecnie jednym z najważniejszych aspektów, koniecznych do analizy w procesie projektowania, budowy i eksploatacji mostów kompozytowych. W badaniach dynamicznych obiektu mostowego jego charakterystykę otrzymuje się zazwyczaj z bezpośredniego pomiaru przyśpieszeń, odkształceń lub przemieszczeń określonych punktów konstrukcji, wymuszonych w czasie rzeczywistym przez poruszające się po nim z różną prędkością pojazdy. Ta metoda została zastosowana również w badaniach pierwszego polskiego mostu drogowego, którego zarówno dźwigary główne jak i płytę pomostu wykonano z kompozytów FRP. Na podstawie pomiarów przemieszczeń wybranych punktów przęsła pod wpływem obciążenia przejeżdżającymi pojazdami wyznaczono podstawowe charakterystyki dynamiczne mostu: współczynniki dynamiczne, częstości drgań własnych oraz współczynnik tłumienia. Otrzymane wartości potwierdziły właściwe parametry dynamiczne mostu kompozytowego w świetle wymagań stawianych drogowym obiektom mostowym w Polsce.

EN

In the first decade of XXI century the new structural material, fibre reinforced polymer composites (FRP), promulgate remarkably in bridge engineering. FRP composite bridge superstructure characterizes usually the high live load / dead load ratio, which makes FRP bridges more sensitive to moving vehicles than conventional bridges. Therefore the dynamic characterization of FRP superstructure has become recently one the most important issues in its design, construction and maintenance. Dynamic characterization of a bridge is usually identified by direct measurement of accelerations, strains or displacements in relevant structural points, induced by moving vehicles with various velocities. This method has been applied in the dynamic test of the first Polish allcomposite bridge. On the basis of displacements measurement in relevant points of the FRP superstructure during bridge loading the basic dynamic parameters have been identified: dynamic coefficients, natural frequencies and damping ratio. The values established during the test confirmed the FRP composite bridge has the adequate dynamic characterization according to the Polish requirements for road bridges.

4

Development on technique regarding change of resonance frequency on machine tool for optimization of cutting condition

Da Cruz J. R., Tanabe I., Inoue Y.

Journal of Machine Engineering

|

2014

|

Vol. 14, No. 3

35--47

EN

Establishment and selection of proper cutting condition can improve tool life and final cutting result. Cutting speed, feed speed, depth of cut and selection of tools are conditions of cutting that determined the cutting accuracy. However, when the optimum cutting condition with selected cutting speed coincides with machine resonance frequency, large vibration will occur. Consequently, even small periodic of driving forces can produce large amplitude vibrations. The simple technique to lower resonant frequency of machine tool was developed in previous research by using mixture of water and polymer with 6wt% concentration. As it was difficult to obtain damping ratio when the concentration is larger than 6wt%, therefore, the aim of this paper is to change machine resonant frequency for optimizing cutting condition by improving mixture concentration of water and polymer. It is concluded from the results that (1) By controlling machine tool resonance frequency enable cutting speed to be used for processing at its optimum cutting condition (2) New damping value of polymer mixed with water was presented, (3) Machine vibration reduced as resonance of machine was successfully avoided and surface roughness was also improved.

5

Damping parameters of suspension of passenger vehicle equipped with semi-active dampers with by-pass valve

Ślaski G.

Transport Problems

|

2011

|

T. 6, z. 2

35-42

EN

The paper presents results of experimental tests of characteristics of semi-active dampers with by-pass valve and results of calculations evaluating suspension damping ratio taking into consideration also installation ratio and vehicle sprung mass changes. The asymmetry of damper characteristic is also investigated and changes in damper damping coefficients versus damper velocity. The papers also compares these values of passive damper used in this car with tested semi-active damper.

PL

Artykuł prezentuje wyniki badań eksperymentalnych amortyzatorów półaktywnych z zaworem obejściowym, a także wyniki obliczeń oszacowujących bezwymiarowy współczynnik tłumienia zawieszenia z uwzględnieniem przełożenia kinematycznego zawieszenia oraz zmian masy resorowanej pojazdu. Rozpatrzono także asymetrię charakterystyki amortyzatora oraz zmiany współczynnika tłumienia amortyzatora w funkcji prędkości jego pracy. Artykuł porównuje także te wartości dla amortyzatora pasywnego używanego w tym samochodzie z amortyzatorem półaktywnym.