Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Construction and dynamic identification of aeroelastic test models for flexible roofs

Rizzo Fabio, Sadhu Ayan, Abasi Ali, Pistol Aleksander, Flaga Łukasz, Venanzi Ilaria, Ubertini Filippo

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 1

art. no. e16, 2023

EN

The aeroelastic wind tunnel testing of flexible roofs made of hyperbolic paraboloid cable nets is a challenging task for designers and researchers, with very limited documented experiences in the literature. The reduced-scale model construction and its dynamic identification are the main issues to address when approaching this problem, mainly because of (i) the very small mass of the roof, (ii) the strict aeroelastic criteria to satisfy and (iii) a large number of very closely spaced significant natural frequencies. To suggest an approach to follow to investigate the wind-structure interaction for this structural typology, this paper discusses the aeroelastic scaling, the aeroelastic model construction, the dynamic modal identification and the FEM predictive numerical modelling of hyperbolic paraboloid roofs (HPRs) with square, rectangular and circular plan shapes and two different curvatures. Modal identification is especially challenging due to the presence of several closely spaced modes and it is here tackled by different methods such as Welch’s method, random decrement technique (RDT), Empirical mode decomposition with a time-varying filter (TVF-EMD) and frequency domain decomposition method (FDD). The satisfying accuracy of the aeroelastic scaling has been verified by comparing the wind-induced vertical displacements of the prototypes against those of the experimental models. Furthermore, an extensive qualitative investigation of the natural mode shapes has been carried out revealing that test models reproduce most of the prototype modes.

2

Numerical analysis of cable net structure with application of different pretensioning methods

Budziński Rafał

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

|

2019

|

z. 66, nr 3

47--64

EN

Tension roofs based on cable systems are suitable for covering long span buildings. Such structures are considered to be economic, modern and aesthetic solutions in various multi-functional arenas. Development of materials and construction technologies resulted in an increased number of applications of cable systems in recent years. However, the origin of such structures dates back to 1953, when the cable net supported roof over Raleigh Arena in North Carolina was completed. Designed as self-balanced, the system was eventually pretensioned in order to provide greater stiffness. This implementation became an indispensable part of cable nets construction. A unique method of pretension was applied in one of the first and most recognizable Polish examples of tensile structure, which is the cable net roof over the open-air theater in Koszalin. The system was pretensioned through the outward rotation of simply supported edge arches, which induced tensile forces in roof cables. This simple and effective concept became an inspiration for the introduced study, which focused on the numerical application of such a solution. In this paper, the results of comparative finite element analysis of introduced cable net structure with different methods of pretensioning are presented. The investigation was preceded by the analysis of net shape, concentrated on the value of cable sags in the saddle point of parabolic hyperboloid surface. Effectiveness of the presented solutions was assessed through comparison of internal forces distribution and model deformation. Numerical verification of consecutive concepts led to a gradual reduction of directly prestressed members from 16 suspension cables to 6 cable stays in the analysed roof.

3

Synergia kubicznych form budynków z ustrojami cięgnowymi

Krzaklewski S.

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

|

2016

|

z. 63, nr 2/I

115--119

PL

Ustroje cięgnowe występują jako układy samodzielne lub są łączone z innymi systemami konstrukcyjnymi. Generalnie kształty ustrojów cięgnowych zależne są od sposobu zamocowania i obciążenia cięgien. Opierając się na typowych schematach obciążeń i mocowań można rozróżnić wśród nich krzywe łukowe czy wieloboki sznurowe, natomiast w przypadku gdy siły przenoszone są między dwoma ustrojami sztywnymi, a cięgna stanowią elementy naciągowe przybierają one kształty idealnie proste. Przez układy wielo-cięgnowe otrzymujemy z kolei ustroje o kształtach złożonych, będące uformowaniami np.w postaci wielokreślnych powierzchni namiotowych, które zawieszone na masztach, umożliwiają efektowne przekrycie praktycznie dowolnych powierzchni. Tak charakterystyczne dla układów cięgnowych krzywizny, jak i idealna prostoliniowość elementów naciągowych, zastosowane niezależnie lub łączone, decydują o ostatecznej formie układu. Przez specyficzną statykę konstrukcji cięgnowych, których istota polega na przenoszeniu sił rozciągających, uzyskuje się konstrukcje lekkie i materiałooszczędne. Prezentując różnorodność realizacji, możliwych zastosowań projektowych i wielości rozwiązań technicznych, autor przedstawia w formie graficznej, wizję przestrzennego zestawienia konwencjonalnych (kubicznych) form budynków, z charakterystyczną ażurową geometrią określonych ustrojów cięgnowych. Przez to architektoniczno-konstrukcyjne spojenie zróżnicowanej materii powstaje specyficzny efekt, swoista synergia form.

EN

Tensile structures, basically designed to carry tensile forces, are used independently or in combination with other construction systems. Generally, shapes of tensile structures depend on both the method of fastening and loading of tension members. Based on typical patterns of loading and fastening it is possible to distinguish among them arch-shaped curves and string polygons; on the other hand if the forces are carried between two rigid systems and the tension members constitute the pulling elements, the structures assume perfectly straight shapes. Furthermore, by applying systems of multiple tension members we can obtain structures with complex shapes, taking such forms as multi-spanned tent-like surfaces, which are suspended on masts and make it possible to provide attractive cover for practically any surfaces; example – the roof of the Olympic Stadium in Munich Fig. 1. The characteristic features of tensile structures such as curvatures and perfectly rectilinear pulling elements, used independently or in combination, impact the final form of the construction. The specific statics of tensile structures, whose purpose is to carry tensile forces, makes it possible to obtain light-weight and material-saving constructions. Starting with the variety of executed projects, feasible design applications and multiple technological solutions, the author presents, in a graphic form, the vision of spatial combination utilizing conventional (cubic) forms of buildings with the characteristic openwork geometry of selected tensile structures. These buildings simultaneously provide support for mounting the tension systems. This architectural and structural fusion of varied materials makes it possible to create a unique effect, a specific synergy of forms Fig. 2 and Fig. 3.

4

Przekrycia z tkaniny w klimacie umiarkowanym w aspekcie korzyści i problemów wykorzystania

Gerlic K.

Czasopismo Techniczne. Architektura

|

2011

|

R. 108, z. 2-A/2

247-255

PL

W artykule przedstawione zostały problemy, z jakimi musi zmierzyć się architekt przy projektowaniu lekkich zadaszeń z tkaniny w klimacie umiarkowanym. W krajach, w których występują częste opady deszczu oraz śniegu, konieczne jest stosowanie specyficznych rozwiązań. W naszej strefie klimatycznej dużo ważniejsza jest ochrona przed opadami atmosferycznymi niż przed promieniowaniem słonecznym. Badania przeprowadzono na podstawie wybranych realizacji z terenu Polski. Analizowano sposoby odprowadzania wody z dachu. Jest to istotne, ponieważ większe opady powodują wyraźne ugięcie zadaszenia, a to może doprowadzić do powstania worków wodnych, a w konsekwencji do destrukcji przekrycia. Poszukiwano też sposobów zabezpieczenia przed zsuwaniem śniegu.

EN

In the paper has been presented problems which should be solved by an architect when designing light roofing made of textile in a moderate climate. In countries, where rains and snows are frequent, specific solutions are necessary. In our climate zone, protection before precipitation is more important than before solar radiation. Researches were conducted on basis of chosen realization from terrain of Poland. The ways of accompanying from roof the water were analyzed. This is essential, because larger falls cause a deflection of roofing, and this can bring rise of water bags and in consequence a destruction of roof. The ways of protection were also sought before falling down the snow.