Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Amplification factors in the case of beam under moving force – theoretical analysis

Ataman M.

Archives of Civil Engineering

|

2019

|

Vol. 65, nr 1

83--96

EN

The impact of a moving load speed on the dynamic overload of beams, assuming that the track of the load has no unevenness, is examined. First the problem of a visco-elastic beam on a Winkler foundation subjected to a force moving at a constant speed will be solved. Using the Bubnov-Galerkin method, the deflections of the beam, and then the bending moments and shear forces will be determined. The solution of the problem will be obtained both for the case of a forced vibration and the case of a free vibration after the moving force has left the beam. Using these solutions, dynamic amplification factors will be determined for the deflections, bending moments, and shear forces, which are different for the two cases. The magnitude of the amplification factors increases and decreases alternately as a function of the speed. In the case of a single force on a beam, the dynamic overloads are limited, and do not exceed 60%. There is no resonance phenomenon in the beam subjected to the single moving force. The dynamic amplification factors determined in this way can be used as correction coefficients when designing engineering structures subjected to moving loads by static methods.

PL

W niniejszej pracy przeanalizowany został wpływ prędkości pojazdów na wielkość współczynników dynamicznych, określonych wzorami (1.3), przy założeniu, że nawierzchnia jest bez nierówności. Wpływ ruchomego obciążenia na drgania nawierzchni drogowej i kolejowej oraz mostów drogowych i kolejowych przedstawiono rozwiązując zadanie belki swobodnie podpartej spoczywającej na podłożu odkształcalnym, obciążonej siłą poruszającą się ze stałą prędkością. Wyznaczono współczynniki dynamiczne, które są różne w przypadku ugięć, momentów zginających i sił poprzecznych (wzory (3.1) – (3.3)). W analizie uwzględniono zarówno drgania wymuszone jak również drgania swobodne, kiedy obciążenie jest już poza belką. Położenie siły opisane jest bezwymiarową współrzędną η=vt/l. Zatem przy η≤1 ruchoma siła znajduje się na przęśle (drgania wymuszone), zaś przy η>1 siła jest już poza belką (drgania swobodne). Przytoczono z monografii [6] wzory uogólniające, określające górne granice współczynników dynamicznych, uzyskane na podstawie obliczeń przeprowadzonych przy różnych wartościach parametru opisującego położenie ruchomej siły vt/l. W przypadku współczynnika dynamicznego maksymalnego ugięcia i momentu zginającego środka pojedynczego przęsła są to odpowiednio wzory (3.4) i (3.5). Z kolei współczynnik dynamiczny siły poprzecznej tuż przy podporze dany jest wzorem (3.6).

2

Wpływ szybkości utraty słupa na dynamiczną odpowiedź konstrukcji żelbetowej

Kokot S.

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

|

2017

|

z. 64, nr 2/I

97--106

PL

W konstrukcjach ramowych, nagła utrata słupa spowodowana na przykład eksplozją ładunku wybuchowego czy uderzeniem pojazdu powoduje dynamiczną odpowiedź, która w przypadku niewystarczającej odporności konstrukcji może prowadzić do częściowej lub całkowitej katastrofy. Pojęcie "nagłości" jest nieprecyzyjne i dlatego warto zbadać jak szybkość utraty słupa wpływa na maksymalne przemieszczenie i jak to przemieszczenie odnosi się do przemieszczenia statycznej utraty słupa. W tym celu przeprowadzono symulacje numeryczne odpowiedzi żelbetowego budynku słupowo-belkowego, który wcześniej został poddany eksperymentalnej quasi-statycznej utracie słupów. Symulacje polegają na stopniowym wydłużeniu czasu trwania utraty słupa od zera do wartości, która asymptotycznie zbliża się do odpowiedzi statycznej. Ze względu na różne rozpiętości przęseł, rozważono trzy scenariusze utraty słupa. Stwierdzono, że wpływ szybkości utraty słupa zależy od możliwości przeniesienia obciążeń przez pozostałą część konstrukcji, a to przejawia się w wartościach okresu drgań własnych dla postaci w kierunku pionowym konstrukcji bez danego słupa. Podano także czasy trwania utraty słupa, dla których odpowiedź jest na umownym poziomie 95% maksymalnej odpowiedzi dynamicznej oraz wartości znormalizowanego czasu w stosunku do odpowiedniego okresu drgań własnych, co może posłużyć jako wskazówka przy dobieraniu kroku czasowego całkowania równań ruchu w obliczeń dynamicznych przy użyciu metody elementów skończonych.

EN

In frame structures, a sudden column removal, which can be triggered by a blast of an explosive material or a vehicle impact, causes dynamic response, which in case of insufficient structural capacity can lead to partial or total progressive collapse. The notion of suddenness is imprecise and therefore it is worth to evaluate how the rate of column removal influences the maximum displacement and how this displacement refers to the displacement produced by static column removal. To this end, the response from numeric simulations of a reinforced concrete column-beam structure has been evaluated. This real structure had been earlier tested experimentally for quasistatic column removals. The numerical simulations consist in progressive increase of time of column removal from zero to the value, which asymptotically approaches the static response. Since the lengths of frame spans are not equal, three column removal scenarios have been investigated. It should be noted that the impact of rate of column removal depends on the ability of the remaining structure to withstand the lack of column and this reflects in the natural period for mode corresponding to the vertical downward motion of the model without the column. It is also interesting to compare the time duration of column removal for which the response is in the range of 95% of maximum dynamic response for three column removal scenarios and the normalized time related to the corresponding natural period. This indication can be useful when selecting the time step in numerical integration of equations of motion in dynamic analysis using finite element method.

3

O wpływach obciążeń ruchomych na przepusty ze stalowych blach falistych

Bęben D.

Inżynieria i Budownictwo

|

2016

|

R. 72, nr 11

590--594

PL

Przedstawiono analizę wpływu obciążenia ruchomego (drogowego i kolejowego) na przepusty z blach falistych. Określono doświadczalnie wpływ obciążenia eksploatacyjnego (drogowego i kolejowego) na tego rodzaju przepusty. Ustalono także współczynniki dynamiczne i zweryfikowano założenie dotyczące nieuwzględniania wpływów dynamicznych na przepusty, w których naziom przekracza 1,0 m.

EN

The paper presents an analysis of the impact of moving load (road and railway) on the corrugated steel plate culverts. The impact of the service loads (road and railway) for this type of culverts has been determined experimentally. It was also established the dynamic amplification factors and the assumption regarding not taking account the dynamic influences on culverts where the soil cover exceeds 1.0 m has been verified.

4

Dynamics of an orthotropic railway bridge in the light of European Sandards

Zbiciak A., Oleszek R., Michalczyk R.

Archives of Civil Engineering

|

2016

|

Vol. 62, nr 2

265--282

EN

The paper presents selected aspects of dynamic numerical simulations of an orthotropic steel railway bridge loaded by high-speed trains. The model of moving loads was adopted in accordance with the models set out in the applicable standards. The current European code requirements are referred in which the computer calculations of the dynamic response of the structure are the basis for assessing the suitability of the structure to carry high-speed rail traffic ( v > 160 km/h ). In this research the calculations are based on the author's method of generating traffic roads in Abaqus FEM environment. lt is emphasized in the paper that in most commercial FEM codes (including Abaqus), moving loads are not implemented in modules responsible for defining of loads. The author's approach to this issue allowed to obtain results confirming its adequacy. In the longer term, the authors will develop a plan to adapt this algorithm in order to generale traftic loads on bridges discretized as spatial and plane numerical models.

PL

Zagadnienia modelowania i symulacji mostów obciążonych pociągami szybkobieżnymi są istotne w świetle obowiązujących wymagań dotyczących obiektów inżynieryjnych na liniach kolejowych dużych prędkości. W konstrukcjach nowoprojektowanych lub przystosowywanych do nowych warunków eksploatacji, współczesne przepisy, oprócz rozwiązania zagadnienia własnego (analiza modalna), wymagają wykonania obliczeń dynamicznej odpowiedzi ustroju na obciążenia kolejowe (tzw. analiza czasowa). Analizy tego typu są konieczne, gdyż metody quasi-statyczne nie dają możliwości przewidywania skutków rezonansowych wywołanych pociągami poruszającymi się z dużymi prędkościami. W pracy przedstawiono pokrótce literaturę dotyczącą problematyki ruchomych obciążeń. Zagadnienia sprężystych belek i płyt są wykorzystywane w dynamice konstrukcji mostowych, a także w szacowaniu wytężenia nawierzchni kolejowych i drogowych, gdzie dodatkowo uwzględnia się dyskretne lub ciągłe modele podłoża, na których spoczywają wymienione elementy konstrukcyjne, przenoszące obciążenia. Rozpatrywane są siły o charakterze inercyjnym albo bezmasowym, zarówno skupione jak i rozłożone. Bardziej zaawansowane aplikacje dotyczą obciążeń w postaci ruchomych oscylatorów. W przypadku analiz czasowych wzory ścisłe znane z dynamiki budowli dotyczą elementarnych modeli konstrukcji i nieskomplikowanych schematów obciążeń. W realnych ustrojach, z uwagi na złożoność normowych modeli obciążeń pociągami dużych prędkości, do rozwiązania równań ruchu niezbędne są metody numeryczne. Przedstawiono sformułowanie podstawowych zadań w dynamice mostów kolejowych, obciążonych pociągami szybkobieżnymi oraz zasady opracowywania modeli fizycznych i matematycznych układu most-tor-pociąg (MTP), w którym uwzględnia się interakcję jego składników. W tym zakresie współczesne normy PN-EN dopuszczają pewne uproszczenia, które wynikają z trudności w określaniu dokładnych charakterystyk dynamicznych pojazdów szynowych.

5

Ruchome obciążenia kolejowe według PN-S-10030:1985 i PN-EN 1991-2

Płudowska M., Szołucha Ł., Zobel H.

Inżynieria i Budownictwo

|

2014

|

R. 70, nr 8

462-467

PL

Do określania ruchomych obciążeń kolejowych wykorzystuje się obecnie dwie normy. Nowa norma PN-EN 1991-2 wprowadza m.in. dodatkowe schematy obciążeń, inne wartości sił od hamowania i przyśpieszania taboru oraz analizę dynamiczną konstrukcji. Porównano obciążenia określane na podstawie obu norm oraz wskazano różnice wynikające ze znaczącego rozwoju kolejnictwa w ostatnich latach.

EN

In Poland, for determining the moving train loads, we have two standards: PN-S-10030:1985 which has been used for many years and the new standard: PN-EN 1991-2. The new standard introduces, among other things, additional load diagrams, different values of deceleration and acceleration forces of the rolling stock and the construction dynamic analysis. The article presents a comparison of different types of loads on bridge structures and identifies differences resulting from the significant development of the railroads in recent years.

6

Obliczanie współczynnika konstrukcyjnego cscd w projektowaniu kominów stalowych

Rykaluk K.

Inżynieria i Budownictwo

|

2014

|

R. 70, nr 9

506--510

PL

Przedstawiono sekwencyjnie normową procedurę obliczania współczynnika konstrukcyjnego cscd kominów stalowych, który jest konieczny do ustalenia oddziaływania wiatru. Podano tablice ułatwiające obliczanie – osobne współczynnika rozmiarów budowli cs i osobne współczynnika dynamicznego cd. Procedurę zilustrowano przykładem liczbowym.

EN

The paper presents a sequential standard procedure for calculating the structural factor cscd, which is necessary to assess of the wind action. Tables are given to facilitate the calculation – a separate for the size building factor cs and separate for the dynamic factor cd. The procedure is illustrated numerical example.

7

Wpływ przejeżdżających pociągów w sąsiedztwie projektowanego obiektu na obiekt oraz na przebywających w nim ludzi i urządzenia techniczne

Gnyp K

Budownictwo i Architektura

|

2014

|

Vol. 13, nr 1

29--40

PL

Przyśpieszony rozwój miejskiej infrastruktury komunikacyjnej, a w szczególności kolejowej wymusza szukanie nowych przestrzeni pod inwestycje. Przestrzeń infrastruktury komunikacyjnej przenika się z przestrzenią użytkową (konsumpcyjną) tworząc wzajemne oddziaływania symbiotyczne. Rozwój ten niesie ze sobą wzrost oddziaływań na otaczające środowisko. W artykule przedstawiono wpływ infrastruktury kolejowej na nowo projektowany budynek handlowo – biurowo - usługowy usytuowany na estakadzie nad torem kolejowym oraz na przebywających w nim ludzi i urządzenia techniczne. Celem przeprowadzonych badań oraz analiz było uzyskanie przyśpieszeniowego spektrum odpowiedzi budowli położonej w sąsiedztwie torów, co z kolei pozwoli prognozować przebiegi czasowe drgań projektowanej budowli z wymuszeniem kinematycznym w poziomie posadowienia. Dla potrzeb obliczeń statyczno-wytrzymałościowych sprawdzono wpływ drgań podłoża gruntowego wywołanych przejazdem taboru kolejowego na dynamiczny przyrost naprężeń w konstrukcji oraz określenie współczynnika dynamicznego, a co za tym idzie uwzględnienie wzrostu i zmienności naprężeń w rozwiązaniach konstrukcyjnych. Przeprowadzenie analizy oddziaływania dynamicznego na poziomie projektowym pozwala wyeliminować wpływ obciążenia drganiami poprzez zastosowanie odpowiedniego systemu tłumiącego drgania w najbardziej optymalnym miejscu drgającego ośrodka.

EN

An accelerated development of urban communication infrastructure, especially that of railway, forces search for new space for investment. The area of communication infrastructure interpenetrates usable space creating mutual symbiotic interaction. This development carries the growth of influence on the surrounding areas. This article presents the influence of a railway infrastructure on a newly designed commercial and office center situated on the flyover over the railway track, as well as on technical devices and people staying there. The aim of the research and the analysis was to gain information about acceleration spectrum of the response of the building that is situated near the railway track and thus to forecast vibration timings of a designed building together with kinematic excitation at the level of foundation. For static strength calculations, the research investigated the influence of subsoil vibrations caused by rolling stock on a dynamic stress increase in the structure as well as on the specification of a dynamic factor and thus on taking into consideration the growth and stress variation in design approach. The analysis of the dynamic factor at the designing level enables us to eliminate the influence of vibration exposure by introducing vibration damping system in the most optimal location of vibration centre.

8

Analiza wpływu obciążenia udarowego na wartość współczynnika dynamicznego elementów obudowy górniczej

Brodny J.

Przegląd Górniczy

|

2009

|

T. 65, nr 11-12

76-82

PL

Jednym z najpoważniejszych zagrożeń powodującym uszkodzenia i zniszczenia obudowy górniczej jest obciążenie dynamiczne wynikające z dynamicznego oddziaływania górotworu. Parametrem charakteryzującym wielkość tego obciążenia jest współczynnik dynamiczny. W niniejszym opracowaniu przedstawiono metody określania współczynnika dynamicznego w zależności od analizowanego obiektu oraz sposobu jego obciążenia. Zdefiniowany został współczynnik dynamiczny przy udarowym działaniu obciążenia, przedstawiono metodę wyznaczania tego współczynnika oraz wyniki jego obliczeń dla wybranych elementów obudowy korytarzowej poddanej obciążeniu udarowemu (impulsowemu). Zdefiniowany i wyznaczony został także współczynnik restytucji określający charakter uderzenia. Dokonano również przeglądu obecnie stosowanych metod doboru obudowy korytarzowej do wyrobisk zagrożonych dynamicznym oddziaływaniem górotworu w zakresie uwzględniania współczynnika dynamicznego.

EN

One of the most serious hazards causing failures and damages of the mining support is the dynamic load resulting from dynamic action of the rock mass. The dynamic factor is the parameter characterizing quantity of this load. The methods of the dynamic factor determination depending on analysed object and the way of its load action are presented. The dynamic factor is defined at impact action of the load, the method of this factor determination and results of it calculation for selected elements of the narrow workings support subjected to the impact load (impulse) are presented. The coefficient of restitution, determining the impact character, is defined and determined. Review of presently used methods of the narrow workings support selection for the dynamic rock mass interaction hazardous workings in the range of dynamic factor is made.