Analiza drgań kładki kompozytowej wywołanych działaniem wiatru

W pracy omówiono sposób przeprowadzenia uproszczonej, numerycznej analizy drgań kładki kompozytowej wywołanych działaniem wiatru. Rozważaniom poddano swobodnie podpartą konstrukcję o rozpiętości 16 m i przekroju w kształcie litery U. W pierwszej kolejności przeprowadzono dwuwymiarową analizę opływu niepodatnego kształtu przekroju kładki w poziomym strumieniu wiatru o prędkości 10 m/s. Obliczenia numeryczne przeprowadzono programem ANSYSFLUENT14. Rezultaty analizy opływu - liczbę Strouhala - porównano z wynikami zawartymi w monografii A. Flagi pt. Inżynieria wiatrowa. Podstawy i zastosowania, Arkady, Warszawa, 2008, w celu oceny poprawności obliczeń. W kolejnym etapie zbudowano przestrzenny model konstrukcji w programie ABAQUS6.12-3. Wykonano analizę drgań konstrukcji metodą modalną, w której obciążeniem jest ciśnienie działające na powierzchni pomostu, zmienne w czasie, o wartościach wyznaczonych na podstawie analizy opływu. Dla badanej konstrukcji sprawdzono kryteria komfortu przyszłych użytkowników obiektu, który jest w fazie wytwarzania.

In the work, we describe a simplified method for numerical analysis of a FRP composite footbridge in the field of wind induced vibrations. We consider a simply supported structure with a span length of 16 m and U-shape cross-section. Firstly, a two dimensional flow analysis is performed of the fixed bridge cross-section which is subjected to a lateral wind action with 10 m/s velocity. Calculations are performed using ANSYSFLUENT14 software. Results of the flow analysis (Strouhal’s number) are compared with the results presented in a monograph by A. Flaga, entitled Inżynieria Wiatrowa. Podstawy i zastosowania (Wind Engineering. The bases and applications) (in Polish), Arkady, Warszawa, 2008, in order to validate calculations. After that, a three dimensional spatial model of the footbridge is built in ABAQUS6.12-3 finite element method software. Amodal dynamics problem is solved, where the loading conditions are adopted on the basis of the flow analysis and applied as an evenly distributed pressure on the bridge deck surface. Finally, the users’ vibration comfort criterion is checked for the considered structure.