Liaunų plieninių bokštų dinaminio skaičiavimo ypatumai

Abstract

Darbe tiriami liaunų plieninių bokštų dinaminės analizės ir optimalaus projektavimo ypatumai. Tyrimai atliekami taikant tradicinius analitinius konstrukcijų dinaminės analizės metodus ir algoritmus bei pasiūlytą modifikuotą iteracinį optimizavimo algoritmą. Visi naudojami matematiniai modeliai paremti baigtinių elementų metodu. Taikytų skaičiavimo algoritmų realizacija ir kiti tyrimui reikalingi skaičiavimai atlikti matematiniu kompiuteriniu paketu MATLAB. Tyrimams pasirinktas liaunas 40 m aukščio plieninis santvarinis bokštas, kurio elementų skerspjūviai – SHS tipo. Bokšto viršuje – masyvi uždara konstrukcija, kuri į skaičiuojamąjį modelį neįtraukiama, skaičiavimuose įvertinamos tik nuo jos tenkančios apkrovos. Darbe siūlomas modifikuotas matematinis modelis, kurį naudojant gaunamas optimalus konstrukcijos projektas, užtikrinantis pastato atsparumą kartu veikiančioms statinėms ir priverstinius svyravimus sukeliančioms žadinančioms apkrovoms. Darbe ištirtos modelio taikymo galimybės ir konstrukcijų diskretizavimo, tinkamo modelio realizacijai, ypatumai. Darbą sudaro 7 dalys: įvadas, literatūros ir skaičiavimo metodų apžvalga, konstrukcijos savųjų svyravimų tyrimas, konstrukcijos priverstinių svyravimų tyrimas, konstrukcijos optimizavimas įvertinant dinaminius efektus, darbo išvados ir literatūros sąrašas. Darbo apimtis – 107 p. teksto be priedų, 53 iliustr., 14 lent., 37 bibliografiniai šaltiniai. Atskirai pridedami darbo priedai.

The thesis analyses peculiarities of dynamic analysis and optimal design of slender steel towers. Studies carried out using traditional analytical methods and algorithms of dynamic analysis of structures and modified iterative optimization algorithm, which is proposed in this thesis. All used mathematical models are based on finite element method. Realization of applied calculation algorithms and other necessary calculations are made using mathematical software package MATLAB. For the research selected a slender 40 meters high steel tower. Top of the tower - a massive enclosed structure, which is not included in the computational model. Only its share of the loads are included in calculations. In this thesis is proposed a modified mathematical model, which can be used determining optimal project of the structure which is effected by static and dynamic loads. Thesis explored several discretization methods suitable for the proper realization of proposed mathematical model. Structure of the thesis: introduction, literature review and calculation methods, research of modal analysis of the structure, research of forced oscillations, optimization of structure considering the dynamic effects, conclusions and suggestions, references. Thesis consist of: 107 p. text without appendixes, 53 pictures, 14 tables, 37 bibliographical entries. Appendixes included.