W pracy przeprowadzona została analiza dynamicznego zagadnienia własnego płyty drogowej o nawierzchni betonowej, spoczywającej na podłożu sprężystym. Wyznaczono wartości oraz wektory własne, tj. częstości drgań własnych i postacie drgań układu. Znajomość częstości drgań własnych pozwala uniknąć bardzo niebezpiecznego dla konstrukcji zjawiska, jakim jest rezonans. Wtedy, to częstość drgań wymuszenia pokrywa się z częstością drgań własnych konstrukcji a amplitudy przemieszczeń rosną w sposób nieograniczony. Obliczenia przeprowadzono przy użyciu metody elementów skończonych z wykorzystaniem systemu Autodesk Robot.
1. SŁÓW KILKA O NAWIERZCHNIACH BETONOWYCH DRÓG
Nawierzchnie betonowe odznaczają się wysokim poziomem zdolności przenoszenia obciążenia, nawet w przypadku oddziaływań skupionych w jednym punkcie. Drogi o nawierzchniach betonowych charakteryzują się dużą odpornością na odkształcenia w pełnym zakresie temperatur, dlatego też, nie powstają koleiny, a woda powierzchniowa w odpowiedni sposób odprowadzana jest z ich powierzchni. Jasny kolor nawierzchni drogi przyczynia się do poprawy bezpieczeństwa ruchu drogowego, szczególnie podczas jazdy o zmroku lub w deszczu oraz zredukowania kosztów oświetlenia drogowego. Właściwie zbudowana nawierzchnia betonowa osiąga 20-letni, a nawet 30-letni okres użytkowania.
Zespół warstw ułożonych na naturalnym lub ulepszonym podłożu gruntowym tworzy konstrukcję nawierzchni z betonu cementowego, która przejmuje i przenosi na podłoże gruntowe obciążenia pochodzące od kół pojazdów i innych wpływów zewnętrznych, w sposób gwarantujący jej określoną trwałość. Dzięki równości i szorstkości jej zewnętrznej powierzchni, zapewniony jest odpowiedni poziom wygody i bezpieczeństwa ruchu. Konstrukcja nawierzchni betonowej pokazana na rys. 2, składa się z następujących warstw: płyty betonowej, podbudowy, ulepszonego podłoża (warstwa mrozoochronna, wzmacniająca podłoże) i podłoże naturalne.
Niewątpliwe i liczne zalety nawierzchni betonowych dowodzą, iż powinny one zyskać popularność i stać się uzupełnieniem wyboru dostępnych technologii obok nawierzchni asfaltowych i kostkowych [4].
2. ZAGADNIENIE WŁASNE W DYNAMICE BUDOWLI
Dynamika budowli, to nauka o drganiach konstrukcji budowlanych lub ich elementów składowych. Są to układy geometrycznie niezmienne o zachowawczej postaci równowagi [5]. Drgania konstrukcji mają charakter oscylacyjny wokół położenia równowagi statycznej, którą traktujemy w analizie dynamicznej jako układ odniesienia.
Pod pojęciem zagadnienia własnego w mechanice konstrukcji, rozumiemy wyznaczenie wielkości charakterystycznych dla danego układu, tzn. wartości i wektorów własnych. Wielkości te, zależą jedynie od parametrów analizowanego ustroju, tj. sztywności, rodzaju podparcia oraz wymiarów.