IV.9. Klasyfikacja wpływów dynamicznych, charakterystyki dynamiczne konstrukcji, uwzględnienie wpływów dynamicznych w konstrukcjach budowlanych.

I. Klasyfikacja wpływów dynamicznych.

• Drgania pochodzące od maszyn (maszyny na stopach, maszyny na fundamentach wolnostojących, uderzenia o konstrukcję).

• Przepływ powietrza wokół budowli (porywy wiatru, wzbudzenia wirowe, galopowanie i trzepotanie, falowanie wody w zbiorniku).

• Drgania przekazywane przez podłoże (wpływy sejsmiczne i parasejsmiczne).

II. Charakterystyki dynamiczne konstrukcji - cechy konstrukcji niezależne od obciążenia dynamicznego; ich wyznaczenie polega na rozwiązaniu tzw. zagadnienia własnego. Rozwiązaniem zagadnienia własnego nazywamy w dynamice ustalenie okoliczności, w których równanie ruchu pozbawione składników reprezentujących siłę wzbudzającą i opory ruchu może mieć niezerowe rozwiązanie.

Są to:

1. Liczba dynamicznych stopni swobody - liczba niezależnych współczynników uogólnionych niezbędnych do określenia położenia wszystkich punktów masowych w danej chwili względem położenia równowagi statycznej (stanu odniesienia). (Ilość dodatkowych więzów jakie musimy nałożyć na masę, aby ją całkowicie unieruchomić).

2. Okres drgań własnych konstrukcji, T - czas, jaki jest potrzebny konstrukcji, do wykonania pełnego drgania.

3. Częstotliwość, f - ilość pełnych drgań w ciągu sekundy f= 1/T [Hz]

4. Częstość kołowa,
   ilość pełnych drgań w 2
   sekund
   = 2
   
   

5. Częstotliwość własna.

6. Współczynnik tłumienia
   
   gdzie:
   -jest wymiarowym parametrem tłumienia masowego, mierzonym w jednostkach na sekundę.

7. Postacie drgań własnych odpowiadające częstotliwością własnym

III. Uwzględnienie wpływów dynamicznych w konstrukcjach budowlanych.

Wpływ dynamiczny uwzględnia się głównie w konstrukcjach, gdzie będzie ustawiona maszyna powodująca drgania; w budowlach wysokich narażonych na niebezpieczne działania wiatru (porywy zawirowania itp.), np. kominy, maszty, wieże, wysokie budynki; budowle obciążone pojazdami (tunele, mosty); budynki posadowione na terenach sejsmicznych i parasejsmicznych.

W obliczeniach należy uwzględnić siły bezwładności proporcjonalne do masy i przyspieszenia ruchu tej masy. Są dwie metody rozkładu masy na konstrukcji:

• układ ciągły - (układ o nieskończonej liczbie stopni swobody dynamicznej) masa przyporządkowana jest każdemu punktowi konstrukcji.

• Układ dyskretny - (model o skończonej liczbie stopni swobody) masa skupiona w kilku punktach

Wyróżnia się również układ o jednym stopni swobody.

Prawidłowo zaprojektowana konstrukcja nie może nadmiernie się ugiąć, przemieścić, nie może dojść do rezonansu pod wpływem obciążeń dynamicznych. Budowle powyższe oblicza się wg. Specjalnych norm: „Fundamenty i konstrukcje wsporcze pod maszyny”, „Obciążenia wiatrem”, „”Kominy stalowe obliczenia i projektowanie”.

---