Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Issues of contemporary wind engineering and aerodynamics of building structures

Lipecki T., Jamińska P.

Budownictwo i Architektura

|

2016

|

Vol. 15, nr 3

29--52

EN

The paper reviews nowadays problems and issues of wind engineering and aerodynamics of building structures. The article mainly focuses on aerodynamics of building structures, shortly characterizing theoretical bases, which one must take into account when assuming wind loads. The three different approaches of collecting information in the field of wind loads are described: in-situ measurements, wind tunnel tests and numerical simulations. Also, a review of the most important contemporary issues of wind engineering is presented.

PL

W artykule opisane zostały aktualne zagadnienia, jakimi zajmuje się inżynieria wiatrowa i aerodynamika budowli. Skoncentrowano się głównie na aspektach związanych z aerodynamiką budowli. W pracy krótko przedstawiono podstawy teoretyczne, które należy uwzględnić przy przyjmowaniu obciążenia wiatrem. Następnie opisano trzy różne instrumenty badawcze służące do opisu obciążenia wiatrem: badania w skali rzeczywistej, badania w tunelach aerodynamicznych oraz symulacje komputerowe. Na zakończenie dokonano przeglądu aktualnych problemów podejmowanych przez inżynierię wiatrową.

2

Analiza statyczna i dynamiczna stalowego mostu kolejowego z dźwigarami łukowymi

Lipecki T., Jamińska P., Panasiuk A.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

4480--4489, CD2

PL

W pracy zamodelowano przejazd lokomotywy oraz pełnego składu pociągu złożonego z lokomotywy i pięciu wagonów osobowych poruszających się z różnymi prędkościami po stalowym wiadukcie kolejowym w kształcie łuku Langera. Obliczenia przeprowadzono w systemie Metody Elementów Skończonych – Autodesk Algor Simulation Professional 2011, w którym stworzono model "szczegółowy" konstrukcji przeznaczony do analizy statycznej i modalnej. Dla potrzeb analizy dynamicznej opracowano model "uproszczony" wiaduktu, dla którego również w celach weryfikacyjnych wykonano obliczenia statyczne oraz analizę modalną. W wyniku przeprowadzenia liniowej analizy dynamicznej wyznaczono zmiany w czasie przemieszczeń węzłów konstrukcji położonych na płycie pomostu i łuku, w zależności od wielkości obciążenia i prędkości przejazdu lokomotywy lub pełnego składu. Zakres analizowanych prędkości dla lokomotywy wynosił 50 – 230 km/h, zaś dla pociągu 50 – 160 km/h.

EN

The paper deals with modelling of the train passage with different speeds over the steel railway bridge with arches of Langer type. The train passage was considered in two cases: only one locomotive and locomotive with five carriages. Calculations were performed in Finite Element System – Autodesk Algor Simulation Professional 2011. "Detailed" model of the structure was created in order to perform static and modal analyses. From the other hand for purpose of dynamic analysis the "simplified" model of the viaduct was also elaborated. Results obtained from "simplified" model were compared with those from "detailed" model in the scope of static and modal response of the structure. Time histories of displacements in several nodes of the structure were calculated as the result of dynamic analyses. Displacements dependencies on the load value as well as velocity of the passage were discussed. The locomotive speed was considered in the range 50 – 230 km/h whereas the whole train set speed was in the range 50 – 150 km/h.

3

Analiza dynamiczna wiaduktu kolejowego o konstrukcji kratowej typu Warrena

Lipecki T., Jamińska P., Wargulak K.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

4490--4498, CD2

PL

W pracy przedstawiono analizę dynamiczną kolejowego wiaduktu betonowo-stalowego o konstrukcji kratownicy w systemie Warrena. Jako obciążenie dynamiczne przyjęto przejazd lokomotywy typu EIC Premium z prędkościami od 80 km/h do 250 km/h. Model elementów skończonych został wykonany w systemie Autodesk Simulation Multiphysics 2012, jako płytowo-prętowy. Dla każdego koła lokomotywy wyznaczono zmienną w czasie siłę wynikającą z prędkości przejazdowej. W wybranych punktach wzdłuż rozpiętości konstrukcji wyznaczono czas aktywacji tego obciążenia. W ten sposób zamodelowano przejazd lokomotywy po wiadukcie. Analizowano przebiegi czasowe przemieszczeń węzłów modelu zlokalizowanych na płycie pomostu i w pasie górnym kratownicy. Praca przedstawia przykład wykorzystania analizy numerycznej do oceny zachowania się obiektu mostowego przy obciążeniu dynamicznym.

EN

The paper presents dynamic analysis of a steel-concrete railway bridge with Warren-type trusses. The dynamic load came from the EIC locomotive passing the bridge with speeds from 80 km/h to 250 km/h. Finite Element Method model was created in Autodesk Simulation Multiphysics 2012, using plate and beam elements. For each wheel of locomotive, a force changing over time and resulting from the passage speed was calculated. At selected points along the span of the railway bridge, load activation time was set. This is how, the passage through the bridge was modelled. The displacements of the few structure’s nodes over time were analyzed. The nodes were located on the bridge deck and on the top chord of the truss. This work shows an example of the use of numerical analysis to evaluate the behaviour of the bridge under a dynamic load.

4

Analiza numeryczna obciążenia wiatrem kopuły o podstawie koła i elipsy

Jamińska P.

Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce

|

2015

|

T. 7, nr 2

27--31

PL

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki symulacji przepływu wiatru wokół trzech kopuł o wysokości 20 m: dwóch o podstawie koła, o stosunku wyniosłości do długości średnicy podstawy (H/D) 0,2 i 0,25 oraz wokół kopuły o podstawie elipsy o wymiarach w rzucie poziomym 100 m x 80 m. Wszystkie kopuły przyjęto jako ustawione bezpośrednio na poziomie gruntu. Wyniki oddziaływania wiatru na kopuły, w postaci współczynników ciśnień, zostały porównane z zaleceniami PN – EN 1991-1-4 sformułowanymi dla kopuł na rzucie kołowym.

EN

The paper presents the results of a CFD simulation of the wind flow past three domes with a height of H = 20 m: two with a circular base with a rise ratio (H/D) 0.2 and 0.25, and one dome with an elliptical base of maximum dimensions 100 m x 80 m. All of the domes were set directly on the ground. Values of a pressure coefficient obtained from the calculations were compared with the recommendations of the PN-EN 1991-1-4 for the domes on a circular base.

5

A comparative study of along-wind and crosswind responses of steel chimneys according to Polish and Eurocode standards

Lipecki T., Bęc J., Jamińska P.

Czasopismo Techniczne. Budownictwo

|

2015

|

Y. 112, iss. 2-B

107--126

EN

An analysis of the response of steel chimneys to wind action is presented in this paper. The approaches presented in the Polish standards and in Eurocode 1 referring to steel chimneys and wind action are shown here. Comparisons of along-wind and crosswind action according to these procedures are made. Responses to the wind action, i.e. displacements of the top of each chimney, are compared. Real chimneys were analyzed. In almost every case, significant vibrations due to vortex excitation was observed. Structural data was obtained from the literature. All chimneys and wind actions were modelled in FEM system – Autodesk Mechanical Simulation 2013. Very significant differences of the crosswind response were observed when analyzing two approaches proposed by Eurocode. Lateral displacements were larger than longitudinal displacements in many analyzed cases.

PL

Przedmiotem analiz przedstawionych w niniejszym artykule jest odpowiedź kominów stalowych na oddziaływanie wiatru, którą wyznaczono na podstawie wytycznych zawartych w Normach Polskich oraz w Eurokodzie 1. Analizowano dwa rodzaje odpowiedzi: wzdłuż średniego kierunku wiatru oraz w kierunku prostopadłym. Odpowiedź konstrukcji wyrażono za pomocą przemieszczenia wierzchołka, któro dla różnych kominów ze sobą porównano. Analizom poddano rzeczywiste kominy stalowe, dla których na przestrzeni lat zaobserwowano znaczące wzbudzenie wirowe. Dane konstrukcyjne określono na podstawie literatury. Wszystkie konstrukcje oraz oddziaływanie wiatru zostały zamodelowane w programie MES – Autodesk Mechanical Simulation 2013. Otrzymano znaczne różnice odpowiedzi poprzecznej kominów, gdy obciążenie przyjmowano zgodnie z dwoma procedurami Eurokodu. Przemieszczenia poprzeczne są w wielu przypadkach większe niż podłużne.

6

Praca statyczna rusztowania pod działaniem rzeczywistego oraz normowego obciążenia wiatrem

Jamińska P.

Budownictwo i Architektura

|

2014

|

Vol. 13, nr 2

341--348

PL

W niniejszej pracy wykonano obliczenia statyczne konstrukcji rusztowania pod oddziaływaniem wiatru przyjętego według zaleceń normowych oraz na podstawie symulacji komputerowych przepływu powietrza wokół budynku prostopadłościennego z rusztowaniem ustawionym przy jednej ze ścian. Na podstawie obliczeń przeprowadzonych dla rusztowania przy różnych kątach natarcia wiatru zestawiono maksymalne wartości: naprężeń w pionowych elementach ram i w stężeniach; sił osiowych w elementach kotwiących. Ponadto wykonano obliczenia stateczności konstrukcji. Przeprowadzone porównanie, wskazuje że siły pochodzące od rzeczywistego obciążenia wiatrem znacznie różnią się kierunkiem, zwrotem oraz wartością od sił zalecanych w normach. Niedoszacowanie obciążenia wiatrem może prowadzić do przekroczenia nośności w elementach rusztowania, a w konsekwencji do katastrofy budowlanej.

EN

This paper presents static analyzes of scaffolding loaded by wind according to Eurocode recommendations and on the basis of computer simulations of air flow around a rectangular building with a scaffolding assembled at one of the walls. On the basis of calculations performed for the scaffold at different angles of wind attack, the maximum values of the stress in the vertical elements of the framework and in the braces are showed, as well as axial forces in the anchors. In addition, critical buckling load analyses were also performed. The comparison indicates that the forces coming from the actual wind loads differ significantly in direction, sense and magnitude from the forces prescribed in the standards. Underestimated wind load can lead to the state of exceeded capacity in scaffolding elements, and consequently to the construction disaster.

7

Oddziaływanie wiatru na kominy stalowe w ujęciu przepisów normowych

Lipecki T., Bęc J., Jamińska P.

Budownictwo i Architektura

|

2014

|

Vol. 13, nr 2

247--256

PL

W artykule przedstawiono analizę odpowiedzi kominów stalowych na oddziaływanie wiatru. Rozpatrzono podejścia zastosowane w normach polskich: dotyczącej kominów stalowych [1] i wiatrowej [2] oraz w Eurokodzie 1 [3]. Porównano oddziaływania w linii wiatru według poszczególnych procedur, a także w kierunku prostopadłym do średniej prędkości wiatru, które jest wywołane wzbudzeniem wirowym oraz odpowiedzi kominów na te obciążenia wyrażone za pomocą przemieszczeń wierzchołków. Do analiz przyjęto istniejące kominy stalowe, które niemal wszystkie uległy awariom, głównie wskutek wzbudzenia wirowego. Wszystkie kominy i oddziaływania zostały zamodelowane w programie MES – Autodesk Mechanical Simulation 2013.

EN

Analysis of the steel chimneys response to the wind action has been presented in the paper. The approaches presented in the Polish standards: referring to the steel chimneys [1] and to the wind action [2], as well as in the Eurocode 1 [3] have been shown here. The comparisons of the inline wind action according to these procedures, as well as in the cross-wind directions have been made. The responses to the wind action, i.e. displacements at the top of each chimney, have been compared as well. The real chimneys have been subjected to the analyses. Almost each of them had collapsed, mainly because of the vortex excitation. All chimneys and wind actions have been modelled by FEM system – Autodesk Mechanical Simulation 2013.

8

Analiza działania wiatru na układ budynek z rusztowaniem

Jamińska P.

Budownictwo i Architektura

|

2013

|

Vol. 12, nr 2

111--118

PL

W niniejszej pracy podjęto próbę określenia wpływu wiatru na układ budynek z rusztowaniem. Analizę przeprowadzono na podstawie symulacji komputerowych w programie ANSYS FLUENT, z wykorzystaniem modelu turbulencji przepływu RNG k-ε. Obliczenia wykonano w przepływie dwuwymiarowym, dla przypadku budynku o przekroju prostokątnym. Zamodelowano opływ samego budynku oraz budynku z rusztowaniem ustawionym przy dłuższej ze ścian, przy czterech różnych kątach natarcia wiatru: 0°, 45°, i 90° 135°. Otrzymane wyniki przedstawiono w postaci wykresów ciśnień na ścianach modelu oraz rozkładów prędkości w domenie i porównano je do zaleceń normowych dotyczących rusztowań. Uzyskane rezultaty wskazują, że opływ rzeczywisty wokół układu budynku z rusztowaniem jest dużo bardziej skomplikowany niż opływ normowy. Oddziaływanie wiatru może powodować siły wywołujące momenty skręcające rusztowanie i w związku z tym prowadzić do zawalenia się rusztowania.

EN

In the present study an attempt to evaluate the effect of wind action on the building - scaffolding system was made. Analysis was based on the CFD simulations using ANSYS FLUENT and RNG k-ε turbulence model. Calculations were performed for 2D case of building of rectangular cross-section. Turbulent wind flow was modelled around the building and the building with a scaffolding set along longer wall. Four different angles of wind attack: 0 °, 45 °, 90 ° and 135 ° were taken into account. The results are shown in the form of pressure distribution on the walls of model and the velocity distribution in the computational domain, and later compared to the standard recommendations for scaffoldings. The analysis indicated that the actual flow around a building with scaffolding is much more complicated than the flow shown in standards. It can even lead to scaffold collapse due to the wind induced torque forces.

9

Influence of wind structure and aspect ratio of circular cylinders on mean wind pressure coefficient

Lipecki T, Jamińska P.

TASK Quarterly : scientific bulletin of Academic Computer Centre in Gdansk

|

2012

|

Vol. 16, No 3-4

203--218

EN

The paper presents analyses of the mean wind pressure coefficient distribution on the surfaces of circular cylinders. The experiment was performed in a boundary layer wind tunnel in the Wind Engineering Laboratory in Cracow, Poland. Three models were examined in the wind tunnel. The influence of the aspect ratio and wind parameters (mean wind speed profile, turbulence intensity profile, power spectral density functions) on the mean wind pressure coefficient distribution and its standard deviation was considered during the tests.

10

Wpływ sposobu zdefiniowania struktury wiatru w modelu turbulencji k-? w wersji standard na rozkład współczynnika ciśnienia na powierzchni ścian prostopadłościanu

Jamińska P.

Budownictwo i Architektura

|

2012

|

Vol. 10, nr 1

93-104

PL

W pracy przedstawiono wpływ sposobu zdefiniowania energii kinetycznej turbulencji k oraz dyssypacji energii kinetycznej turbulencji �Ă na rozkład współczynnika ciśnienia wiatru na powierzchni modelu o przekroju poprzecznym w kształcie prostokąta. Symulacje komputerowe przeprowadzono dla czterech wariantow definicji k i �Ă, najczęściej spotykanych w literaturze. Uwzględniono przypadki, w ktorych część danych na temat struktury wiatru wykorzystanych w analizach pochodziła z badań doświadczalnych w tunelu aerodynamicznym. Wyniki, przedstawione w postaci wspołczynnika ciśnienia, zostały poddane analizie ze względu na ich adekwatności do użycia w inżynierii wiatrowej. Wszystkie obliczenia wykonano w programie ANSYS FLUENT przy użyciu modelu turbulencji przepływu k-�Ă. Obliczenia zostały wykonane dla modelu prostopadłościanu 3D.

EN

The paper deals with the influence of the definition of turbulence kinetic energy k and dissipation of turbulence kinetic energy ĺ on wind pressure coefficient distribution on walls of rectangular model. The investigation includes computer simulations for the four cases of boundary conditions, the most common in the literature. In some analysed cases, the wind structure characteristics used in computations were derived from experimental studies performed in the wind tunnel. The results in the form of pressure coefficients were analyzed on the basis of their relevance to the use in the field of wind engineering. All calculations were performed in ANSYS FLUENT with use of standard k-ĺ model. The 3D model of the flow around the prism was considered in calculations.