Dynamisk responsanalyse på Light*House på baggrund af aerodynamisk vindmodellering
Studenteropgave: Kandidatspeciale og HD afgangsprojekt
- Per Kjærsgaard Andersen
- Phu Do Tran
4. semester, Bygge- og anlægskonstruktion, Kandidat (Kandidatuddannelse)
I dette projekt er det dynamiske respons af højhuset Light*House
som følge af vindlast undersøgt. Dette omfatter modellering af
såvel den bærende og stabiliserende konstruktion, den
underliggende jord og vindlasten.
Konstruktionen er gennem hele projektet modelleres vha. finite
element metoden. Først indføres en bjælkerepræsentation
bestående af Bernoulli Euler bjælkeelementer. Denne model er
programmeret af gruppen selv, og kan i vidt omfang
konfigureres, så den kan modellere en given bjælkekonstruktion i
rummet. Det er i forbindelse med strukturmodelleringen
undersøgt, hvilken betydning det har for responset, om massen
fra etagedækkene påsættes som punktlaster eller som en jævnt
fordelt last over kernen. Efterfølgende er konstruktionen
modelleret vha. en plade‐skivemodel i Abaqus, hvor der er
gennemført en systemanalyse angående egensvingningsformer
og –frekvenser. Denne undersøgelse skal klarlægge, hvilken
betydning det har, at kunne modellere konstruktionen mere
præcist mht. stivhed og massefordeling.
Vindlasten er modelleret vha. to forskellige modeller. Først har
det været ønsket at implementere en lastmodel, som er direkte
afhængig af konstruktionsresponset uden særlig hensyntagen til
modellens fysiske berettigelse. Dette er foretaget med den
såkaldte Wakemodel, som er udviklet med henblik på estimering
af strømkræfter på offshore rørledninger. Efterfølgende er der
foretaget et parameterstudie af relevante fysiske størrelsers
indflydelse på vindlasten vha. en 2d CFD‐analyse foretaget i
ANSYS CFX. Heri er det identificeret, hvilke hovedkomponenter
lastsignalet består af, og hvad disse afhænger af. Denne
undersøgelse er foretaget for både et cirkulært referencetværsnit
og det faktiske, parallelogramformede tværsnit. Resultatet fra
analysen er herefter implementeret i gruppens
beregningsprogram.
Bygningens interaktion med jorden er først modelleret uendelig
stiv, hvorefter der er forsøgt indført den såkaldte Lumped
Parameter Model, som vha. diskrete mekaniske systemer
kalibreret efter jordens frekvensafhængige stivhed, udgør en
jordmodel med kun ringe beregningsbyrde. Dette er imidlertid
ikke lykkedes grundet tidspres i projektets slutfase. Dog er det
tilhørende teoriafsnit omkring LPM medtaget i rapporten.
Sprog | Dansk |
---|---|
Udgivelsesdato | 2008 |
Antal sider | 151 |
Udgivende institution | AAU, byggeri og anlæg |