Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

2 Archives of Civil Engineering

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Comparative analysis of guyed lattice mast computations in terms of American and European standard

Pigoń Renata

Archives of Civil Engineering

2024

Vol. 70, nr 1

289--304

The paper presents an analysis of a 100-meter wind measurement guyed mast located in the north-western part of the United States, in the state of Oregon. Using the RFEM software, the influence of the wind on the mast was analyzed according to the guidelines of two standards:. The purpose of this work is to show the differences between the results of static computations of the mast in terms of the considered standards. Due to the limited content of the work, the icing load on the structure was ignored in the analysis and the focus was on determining the response of the mast only in terms of wind action. The author tried to describe the differences in this respect between the standard guidelines American TIA-22-H and European EN 1993-3-1. The comments and conclusions regarding the analysis of guyed masts presented in the article have some practical aspects and can be used in design practice.

Praca dotyczy statycznej analizy pomiarowego masztu z odciągami wysokości 100 m zlokalizowanego w północno-zachodniej części Stanów Zjednoczonych w stanie Oregon. W obliczeniach wykonanych programem RFEM rozpatrzono oddziaływanie wiatru na maszt według wytycznych dwóch norm: amerykańskiej TIA-222-H i europejskiej EN 1993-3-1. W artykule wykazano różnice między wynikami obliczeń statycznych rozważanego masztu oraz porównano podejścia i wytyczne normowe. Dynamiczną odpowiedz masztu na działanie wiatru uwzględniono z podziałem na obciążenie średnie na całej wysokości konstrukcji i obciążenia odcinkowe. Według normy amerykańskiej, o liczbie przypadków obciążenia wiatrem na maszt decyduje wysokość konstrukcji. W przeprowadzonej analizie na podstawie wytycznych rozważanych norm uwzględniono odpowiednio 4 i 13 odmiennych przypadków obciążenia wiatrem. Różnica w podejściu normy amerykańskiej w stosunku do normy europejskiej jest widoczna również przy przyjmowaniu wartości podstawowej bazowej prędkości wiatru Norma TIA-222-H nakazuje przyjęcie tej prędkości na podstawie 3-sekundowej prędkości wiatru w porywach, mierzonej na wysokości 10 m nad poziomem gruntu przez 50 lat średniego okresu powtarzalności w kategorii narażenia C. Z kolei norma europejska zaleca uwzględnienie tej prędkości jako wartość średnią 10-minutową o prawdopodobieństwie przewyższenia 0,02 co odpowiada średniemu okresowi powrotu 50 lat. Kolejną różnicę między TIA-222-H i EN 1993-3-1 stanowi uzyskanie końcowych wartości sił wewnętrznych do wymiarowania elementów. W przypadku normy amerykańskiej są to maksymalne wartości sił wewnętrznych jako efekt najbardziej niekorzystnych kombinacji obciążeń odczytane bezpośrednio jako wyniki analizy statycznej masztu. Natomiast w przypadku normy europejskiej ostateczne wyniki analizy należy wyznaczyć jako algebraiczną sumę efektów od obciążenia średniego i obciążeń odcinkowych. Do analizy użyto ramowo-kratowy model obliczeniowego trzonu masztu. Obliczenia prowadzono z uwzględnieniem nieliniowej analizy sprężystej II rzędu, z pominięciem wstępnych imperfekcji trzonu masztu. Z przeprowadzonej analizy można zauważyć, że różnice pomiędzy wynikami sił wewnętrznych w krawężnikach trzonu i sił normalnych w odciągach masztu według obu rozważanych norm są bardzo duże. Różnice te w przypadku najbardziej obciążonych elementów są blisko 46% większe w przypadku normy europejskiej w stosunku do normy amerykańskiej. Przy projektowaniu według EN 1993-3-1 należy zatem stosować większe przekroje poprzeczne elementów konstrukcyjnych masztu. W związku z powyższym można stwierdzić, że procedury amerykańskie są znacznie prostsze i mniej rygorystyczne w porównaniu z normą europejską, a zastępcza metoda statyczna przedstawiona w Eurokodzie pozwala na wyznaczenie dynamicznej odpowiedzi masztu z dużym zapasem bezpieczeństwa. Wyniki analiz numerycznych w programie RFEM zostały skonfrontowane z wynikami uzyskanymi w programie SOFiSTiK.

Parametric analysis of mast guys within the elastic and inelastic range

Matuszkiewicz Monika, Pigoń Renata

Archives of Civil Engineering

2022

Vol. 68, nr 1

169--187

The paper concerns the computations of mast guys taking into account both geometric and physical nonlinearities. Experimental studies have been conducted, the aim of which was to determine δ - ε (stress - deformation) relation for steel rope and to determine the value of modulus of elasticity after its pre-stretching. Results of the research were used to create appropriate computational cable models within the elastic and inelastic range in SOFiSTiK software, based on FEM. The computational cable models were then used to perform parametric analyses of single cables with horizontal and diagonal chords and computations of a lattice guyed mast. The computational single cables results obtained in the SOFiSTiK software were confronted with the results obtained by the analytical method, based on the cable equation. The FEM analyses performed for single cables have proven usefulness of presented analytical procedure for computation of structures with cable elements (e.g. guyed masts) taking into account both the geometric and physical nonlinearity of the cables. It has been shown that while using steel ropes without pre-stretching, permanent deformations in the cables may occur, which affect the shape of the cable and may significantly reduce values of forces in the cables. This phenomenon can be particularly dangerous in the case of guyed masts, as it may affect the reduction in rigidity of the mast structure.

Praca dotyczy obliczen odciagów masztu z uwzgędnieniem zarówno nieliniowości geometrycznej, jak i fizycznej. Przeprowadzono badania doświadczalne pewnej liny spiralnej. Celem badań było określenie zależności δ - ε liny (naprężenia - odkształcenia) oraz ustalenie modułu sprężystości liny po jej wstępnym przeciągnięciu. Wyniki badań wykorzystano do utworzenia odpowiednich modeli obliczeniowych cięgien w zakresie spreżystym i pozaspreżystym w środowisku programu SOFiSTiK, opartym o FEM. Modele obliczeniowe cięgna posłużyły do przeprowadzenia parametrycznej analizy porównawczej cięgna płaskiego, cięgna ukośnego oraz kratowego masztu z odciągami. Rezultaty obliczeń pojedynczych cięgien uzyskane w programie SOFiSTiK skonfrontowano z wynikami uzyskanymi metodą analityczną, na podstawie równania cięgna (techniczna teoria cięgna). Uzyskane wyniki okazały się zadowalające - różnice w obliczonych wartościach sił naciągu cięgna S w obu przykładach dla E = const nie przekraczały 1%. Dla E ≠ const różnice były nieco większe (około 2%), co można uzasadnić różnymi iteracyjnymi metodami przybliżonego rozwiązania. Niezależnie od kąta nachylenia cięciwy cięgna do poziomu, wyniki obliczeń cięgien w zakresie liniowo sprężystym i pozasprężystym różnią się istotnie. W pierwszym przypadku cięgna charakteryzują się mniejszymi odkształceniami i większymi siłami naciągu, a w drugim - większymi odkształceniami i mniejszymi siłami naciągu. Ponadto w linach pojawiają się trwałe odkształcenia (im większe obciążenie, tym większe wartości tych odkształceń), które nie znikają po odciążeniu. W przypadku masztów z odciągami zjawisko to może być na tyle niebezpieczne, że może spowodować znaczne zmniejszenie sztywności konstrukcji i utratę jej pionowości, a tym samym niekorzystnie wpłynąć na właściwości użytkowe masztu. Jak pokazuje praktyka projektowa, wstępne rozciąganie nowych lin o dużych długościach i średnicach jest często trudne do wykonania. Dlatego uzasadnione jest przeprowadzenie analiz konstrukcji masztów z uwzględnieniem nieliniowości fizycznej odciągów w przypadku, gdy odciągi wykonano z lin bez wstępnego przeciągnięcia. Przedstawione w artykule wyniki obliczeń dotyczą określonego typu lin stalowych, które były badane w warunkach laboratoryjnych i nie należy ich uogólniać. W przypadku lin stalowych o innej konstrukcji efekty nieliniowe mogą być inne - im więcej drutów w linie, tym charakterystyka naprężenia - odkształcenia jest bardziej nieliniowa. Uniwersalny charakter ma natomiast przedstawiona w pracy metoda postępowania w przypadku wykorzystania do konstrukcji lin bez wstępnego przeciągnięcia.