Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of anchoring and bracing system on dynamic characteristics of façade scaffolding

Bęc Jarosław

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 4

493--506

EN

The basic dynamic characteristics of façade scaffolding are natural frequencies of vibrations and corresponding mode shapes. These properties affect the scaffolding safety, as well as comfort and safety of its users. Many of the dynamic actions present at scaffolding are in the low frequency range, i.e. below 10-15 Hz. The first natural frequency of a structure is usually in the range of 0.7 to 4 Hz which corresponds to resonant frequencies of human body and it means that vibrations induced at scaffolding may strongly affect the human comfort. The easiest way of increasing the rigidity of the structure is by ensuring correct boundary conditions (support, anchorage) and bracing of the structure. The numerical analysis was performed for the real scaffolding structure of medium size. The analysis consisted of natural frequencies calculation for the original structure and for models with modified bracing and anchoring systems. The bracing modifications were introduced by reducing or increasing the number of vertical bracing shafts. The anchor system was modified by reduction of the 6 anchors in the top right corner of the scaffolding in three stages or by evenly removing nearly 1/3 of the total number of anchors. The modifications of bracing and anchor systems resulted in changing the natural frequencies. The increase of natural frequencies due to higher number of anchors and more bracing is not even for all mode shapes. Bracing is more effective in acting against longitudinal vibrations, while anchoring against vibrations perpendicular to the façade.

PL

Rusztowania fasadowe to tymczasowe konstrukcje użytkowe wspomagające prace budowlane. Istotne jest zapewnienie bezpieczeństwa konstrukcji i pracowników, a także komfortowych warunków pracy ich użytkownikom poprzez zmniejszenie poziomów drgań docierających do nich. Podstawowe charakterystyki dynamiczne rusztowań fasadowych to częstotliwości drgań własnych oraz odpowiadające im postacie drgań. Pierwsza częstość drgań własnych w przypadku konstrukcji tego typu zazwyczaj mieści się w zakresie od 0,7 do 4 Hz, a więc są to wielkości zgodne z częstościami generowanymi przez wiele urządzeń działających na rusztowaniu, a także są one zbliżone do częstości rezonansowych części ciała ludzkiego. Częstotliwość drgań własnych uzależniona jest od rozmiarów rusztowania, jego masy oraz masy dodatkowej zgromadzonej na rusztowaniu (materiały budowlane, siatki ochronne i plandeki, użytkownicy rusztowania), a także od sztywności konstrukcji. Projektant pojedynczego rusztowania nie ma wpływu na elementy katalogowe systemu rusztowaniowego. Możliwe jest jednak zwiększenie sztywności rusztowania poprzez odpowiednio zaprojektowany system kotwienia konstrukcji rusztowania i przez prawidłowe stosowanie stężeń. Wymagany układ stężeń oraz rozstawy zakotwień w typowych rusztowaniach fasadowych można znaleźć w przepisach normowych lub katalogach producentów systemów rusztowań. Przeprowadzono obliczenia komputerowe przykładowego rusztowania fasadowego o średniej wielkości. Model metody elementów skończonych został stworzony w programie Autodesk Simulation Multiphysics 2013. Oryginalny model zawierał stężenia i zakotwienia zaproponowane przez projektanta konstrukcji rusztowania na podstawie wymagań producenta systemu. W kolejnych wariantach modyfikacji ulegała liczba pionów ze stężeniami, tj. z oryginalnej liczby pionów stężeń (3) pozostawiono 2 (rusztowanie słabo stężone), a następnie liczbę pionów stężeń zwiększono do 5 (rusztowanie przesztywnione). Podobnie, analizie poddano wpływ liczby zakotwień. Założono, że fragment konstrukcji pozostaje niezakotwiony, co wprowadzono do modelu przez eliminację 6 kotew w trzech etapach. Ostatni wariant modyfikacji oryginalnego sytemu zakotwień to równomierne usunięcie 10 spośród 36 ogółem punktów zakotwień. Wyniki obliczeń zostały zebrane w postaci pierwszych dziesięciu częstości drgań własnych. Analizowano także postacie drgań własnych, odpowiadające zbliżonym częstościom drgań. Zwiększenie liczby stężonych pól i większa liczba zakotwień powoduje zwiększenie częstotliwości drgań własnych. Nie jest to jednakowa zmiana dla wszystkich częstości i postaci. Stężenia mają większy wpływ na postaci związane z drganiami poziomymi wzdłuż fasady, podczas gdy liczba zakotwień wpływa istotnie na wartości związane z postaciami z przemieszczeniami prostopadle do fasady. Pozostawienie dużego obszaru pozbawionego zakotwień powoduje znaczne zmniejszenie przede wszystkim pierwszej częstości drgań własnych. Taka sytuacja jest niedopuszczalna, a mimo to spotykana w przypadku rusztowań zlokalizowanych przy istniejących budynkach, gdzie z powodów technologicznych kotwienie części konstrukcji jest utrudnione i czasem przez projektantów zaniedbywane. Należy również mieć na uwadze, że niedostateczne kotwienie i stężenie rusztowań fasadowych ma wpływ nie tylko na ich charakterystyki dynamiczne, ale także na wytężenie elementów konstrukcji. Może to prowadzić do stanów awaryjnych, mimo nieprzekroczenia dopuszczalnych wielkości obciążeń.

2

Wpływ uszkodzeń mechanicznych na nośność głównych elementów konstrukcyjnych systemu fasadowego rusztowań budowlanych

Robak Aleksander

Przegląd Budowlany

|

2022

|

R. 93, nr 7-8

51--57

PL

W pracy dokonano opisu badań laboratoryjnych i symulacji komputerowych przeprowadzonych na głównym elemencie konstrukcyjnym rusztowań ramowych. W rusztowaniach budowlanych głównymi elementami nośnymi są stojaki ram. W elementach tych podczas eksploatacji występuje największe wytężenie. Dlatego ewentualne uszkodzenia występujące w tych elementach powodują największe zagrożenie z punktu widzenia nośności konstrukcji. Badania laboratoryjne podzielono na dwie grupy. Pierwszą grupą badań jest obciążenie wycinka stojaka o długości 50 cm z uszkodzeniem w postaci punktowego wgięcia, osiową siłą ściskającą lub rozciągającą. Druga grupa badań laboratoryjnych została wykonana na całych ramach. W badaniach tych analizowano wpływ uszkodzenia w postaci łukowego wygięcia stojaka. Wszystkie przeprowadzone w laboratorium badania znalazły swoje odwzorowanie w modelach numerycznych.

EN

The paper describes laboratory tests and computer simulations carried out on the main structural element of frame scaffolding. In scaffolding, the main supporting elements are frame standards. The greatest strain occurs in these elements during operation. Therefore, possible damage in these elements causes the greatest threat from the point of view of the bearing capacity of the structure. Laboratory research was divided into two groups. The first group of tests was carried on a 50 cm long section of the standard pipe with damage in the form of a point bend. It was loaded with axial compressive or tensile force. The second group of laboratory tests was performed on the entire frame. In these studies, the impact of damage in the form of arc bending of the standard was analyzed. All the tests carried out in the laboratory were reproduced in numerical models.

3

Façade scaffolding behaviour under wind action

Lipecki Tomasz, Jamińska-Gadomska Paulina, Bęc Jarosław, Błazik-Borowa Ewa

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2020

|

Vol. 20, no. 1

375--389

EN

The main objective of the study was to estimate the mean horizontal wind action on a façade scaffolding on the basis of full-scale data. Measurements of climatic parameters were carried out for a number of façade scaffoldings (120 structures) located in Poland over a 30-month period. The measurement points were located on 2–3 deck levels of each structure and at 2–4 points placed in each level. The measurements were carried out 3–4 times during each day for 5 consecutive days. At each point, two components of wind speed were measured: first with the vane probe directed perpendicular to the façade and then parallel to the façade. Each measurement lasted 60 s, and the data were recorded every 1 s. On the basis of wind speeds, a procedure was suggested that enabled estimation of the static wind action on façade scaffoldings. The responses of structures to this action were computed via FEM simulations. The results were compared with those based on the approaches recommended by the wind and scaffolding codes. Initial analyses, illustrated by three scaffoldings without a protective cover, indicated large discrepancies between the approaches and the possibility of wind action, which is not considered in the codes.

4

Verification of the façade scaffolding computer model

Jamińska-Gadomska P., Bęc J., Lipecki T., Robak A.

Archives of Civil Engineering

|

2018

|

Vol. 64, nr 1

41--53

EN

This paper presents an analysis of natural vibrations of typical façade scaffolding. Three Finite Element Method models with different levels of accuracy of the real structure of the scaffolding representation were used. Modal analysis was carried out for each of these models. The obtained frequencies and mode shapes were compared with the results from the measurements performed on the full-scale scaffolding. The authors of the paper point out the difficulties arise while modelling such structures, and suggest ways to improve the accuracy of scaffolding computational models.

PL

Rusztowania budowlane to konstrukcje tymczasowe wykorzystywane w trakcie wznoszenia obiektów budowlanych, a także podczas prac wykończeniowych. Z uwagi na ich tymczasowy charakter, są one często traktowane w sposób pobieżny. Tymczasem są to konstrukcje złożone, zaś ich niezbyt dokładne modelowanie przyczynia się do istotnych błędów w analizie statycznej i dynamicznej, mogących skutkować potencjalnym stanem awaryjnym konstrukcji rusztowania. W poniższej pracy przedstawiono analizę komputerową i badania in-situ przykładowego rusztowania fasadowego. W ramach obliczeń przeprowadzono analizy modalne trzech wariantów modelu rusztowania, w wyniku których otrzymano częstości i postaci drgań własnych. Podobne wyniki uzyskane zostały w badaniach in-situ przeprowadzonych na rzeczywistej konstrukcji rusztowania. Wyniki z obu źródeł zostały porównane i na ich podstawie dokonano próby identyfikacji częstości i postaci drgań.