Determinarea pulsațiilor libere ale turnurilor cu aplicarea metodelor discrete și continue

Abstract

Efectele vîntului asupra construcţiilor şi structurilor depind de proprietăţile vîntului (viteza şi turbulenţă), de formă, dimensiunile şi orientarea construcţiei faţă de direcţia vîntului, de proprietăţile dinamice ale structurii, de amplasamentul construit învecinat. Atât viteza vîntului cât şi răspunsul structurii la vînt sunt modelate ca mărimi aleatoare. Acţiunea vîntului este evaluata fie de presiunea vîntului, fie de forţele produse de vînt pe construcţii şi structuri. Presiunile sau forţele din vînt acţionează perpendicular normal pe suprafaţa expusă şi în unele cazuri trebuie considerate suplimentar şi forţele de frecare orizontale tangenţiale. Răspunsul structurilor şi construcţiilor la vînt poate fi clasificat în următoarele tipuri:

- Răspuns static sau cvasistatic;

- Răspuns datorită turbulentei şi curgerii aerului în spatele structurii;

- Răspuns resonant, provocat de vârtejuri, galopare;

- Răspuns provocat de interferenţă unor construcţii vecine amplasamentului construcţiei. Răspunsul total pe direcţia vîntului datorită turbulenței poate fi considerat suma componentelor care acţionează cvasistatic sau suma dintre o componentă rezonanta fluctuantă, provocată de acele fluctuaţii având frecvenţa în vecinătatea frecventelor proprii ale structurii. Pentru majoritatea structurilor având frecventa fundamentală sub 1Hz, componenta rezonanta este neglijabilă şi răspunsul la vînt poate fi simplificat considerându-se static. Acţiunea vîntului considerată în proiectarea structurilor se poate produce prin forţe excesive şi instabilitate pentru structura în ansamblu şi pentru elementele componente. Acţiunea vîntului poate fi considerată prin deplasări şi rotiri excessive ale elementelor structurale. O altă variantă este prin forţe dinamice repetate care pot duce la oboseală elementelor structurale (deci prin forţe dinamice repetate). În teoria presiunii statice, se presupune că mișcarea aero-laminară este o mișcare ordonată fără probleme. Liniile de curent într-un astfel de flux sunt paralele unele cu altele. Viteza de mișcare a aerului într-un astfel de flux variază pe înălțime din cauza fricțiunii sale față de suprafața pământului, dar în straturile de jos ale atmosferei datorită obstacoleleor pe care le are vîntul în calea sa, de rergula mişcarea este turbulentă, dezorientată și neregulată. De asemenea se schimbă şi viteza vîntului de la punct la punct al fluxului de vînt, analizat într-un anumit interval de timp. Dacă încercăm să găsim valorile medii ale vitezei vîntului într-un interval mare de timp, neregularitatea vitezei vîntului dispare și schimbarea acestei valori este datorată doar de schimbările meteo sau cel puţin de schimbul zi şi noapte într-un diurn. Diferența dintre valoare vitezei reale şi celei medii este o caracteristică a turbulenței vîntului și anume aceasta are un efect de vibrare (pulsare) asupra construcțiilor.