BADANIA WSTĘPNE PARAMETRÓW DYNAMICZNYCH W KONSTRUKCJACH WIELOMATERIAŁOWYCH Z DODATKIEM ZEOLITU

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "BADANIA WSTĘPNE PARAMETRÓW DYNAMICZNYCH W KONSTRUKCJACH WIELOMATERIAŁOWYCH Z DODATKIEM ZEOLITU"

Bogdan Kozak
6 lat temu
Przeglądów:

1 INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE MODERN TECHNOLOGIES OF ZEOLITE TUFF USAGE IN INDUSTRY 0- May 0 Lvv, Ukrane BADANIA WSTĘPNE PARAMETRÓW DYNAMICZNYCH W KONSTRUKCJACH WIELOMATERIAŁOWYCH Z DODATKIEM ZEOLITU Jacek Szulej Lubln Unversty of Technology, e-mal: j.szulej@pollub.pl Paweł Ogrodnk The Man School of Fre Servce, e-mal: pogrodnk@sgsp.edu.pl

2 Zakres prezentacj Wstęp Metody szacujące wartość parametrów tłumena drgań Modele wykorzystane w badanach Ops badań model otrzymane wynk Wnosk

3 Wstęp Cel prezentacj to przedstawene wynków wstępnych badań parametrów tłumena drgań żelbetowych model płytowo-belkowych ze zmodyfkowanym spowem, w którym część cementu zastąpono zeoltem (z ponad 8% zawartoścą Klnoptyloltu). Wartośc współczynnków tłumena drgań określano metodą kolokacyjną metodą opartą na szacowanu energ knetycznej drgającego układu. Określano współczynnk tłumena trzech perwszych postac drgań własnych model.

4 Wstęp Zeolty są to krystalczne, uwodnone glnokrzemany przede wszystkm takch metal, jak: Ca, Mg, Na, K, Sr Ba. Wyróżnć można zeolty naturalne, modyfkowane oraz syntetyczne. Wśród zeoltów naturalnych można wyróżnć około 0 mnerałów, wśród których najczęścej występujące wykorzystywane to: klnoptylolt Na 6 [(AIO ) 6 (SO ) 0 ] H O, chabazyt Ca [(AIO )(SO ) 8 ] H O, mordent Na 8 [(AIO ) 8 (SO ) 0 ] H O.

5 Wstęp Dostępne w lteraturze zagrancznej wynk badań próbek betonowych z dodatkem zeoltu o różnym składze wykazują pozytywny wpływ mędzy nnym na: penetrację wodną jonów chlorku, stopeń korozj oraz skurcz betonu, zwększene wytrzymałośc trwałośc, odporność na korozję. Ne wykonywano jednak badań odnoszących sę do rozpoznana wpływu zeoltu na parametry dynamczne betonu.

6 Metody szacujące wartość parametrów tłumena drgań. Metoda teoretyczna: Metoda energetyczna: - na podstawe szacowana energ knetycznej. Metoda na podstawe analzy wynków badań: Metoda kolokacyjna 6

7 Metody szacujące wartość parametrów tłumena drgań Metoda energetyczna, szacująca energę knetyczną Współczynnk tłumena -tej postac drgań: gdze: - dyssypowana energa knetyczna -tej postac drgań (utrata n W = W j j= K j, W j K j n K = K j j= δ = energ w czase jednego cyklu) - całkowta energa knetyczna -tej postac - udzały ww. energ j- tego materału we fragmence konstrukcj, przy -tej postać drgań = πψ E j j δ = K πw W = j E j E j - dysypowana energa knetyczna j-tego materału we fragmence konstrukcj, przy - tej postać drgań n j= ψ j E W j = φ ω - częstość drgań własnych -tej postac M j- macerze bezwładnośc j-tego materału w konstrukcj. Ostateczna wartość współczynnka tłumena -tej postac drgań wynos: Ej T j Mφ ω 7

8 Metody szacujące wartość parametrów tłumena drgań Metoda Kolokacyjna Kolejność czynnośc przy określanu tłumena: a[m/s] Pomary drgań własnych konstrukcj (stosując: czujnk drog, akcelerometry), dzęk którym uzyskuje sę przebeg czasowe f(t), 8 0 Przeprowadzene analzy spektralnej przebegów czasowych f(t) za pomocą FFT (szybkej transformacj Fourera), na tej podstawe uzyskano funkcję: t[s] 6 8,00 F,000 F=FFT{f(t)} F,00,000,00 otrzymano równeż częstośc kołowe drgań własnych ω (odpowadające lokalnym ekstremom FFT) Założono że drgana badanej konstrukcj są sumą tłumonych drgań harmoncznych o różnych częstotlwoścach (tłumene opsane zastępczym modelem wskotycznym) y (t ) = { A e βt sn(ω t ) +B e βt cos(ω t )},000 0,00 0,000 0,000,000,000,000,000,000 6,0007,000 8,0009,0000,000,000,000,000,000 ω (ω ) = (ω ) ( β ) 8

9 Metody szacujące wartość parametrów tłumena drgań Aproksymowano przebeg funkcj F funkcją Y, opsaną ponższą zależnoścą Y = ( y( t) e π ωt dt) = ( { A e β t sn( ω t) + B e β t cos( ω t)} e π Uwzględnano wdma z maksymalne trzema reprezentatywnym pkam (punktam charakterystycznym są ekstrema modułów FFT punkty leżące na wysokośc / tych ekstremów), skutkuje to otrzymanem układu dzewęcu równań nelnowych służących oblczenu A,A, A, B, B, B, β, β, β ωt dt) Transformata FFT przebegu czasowego f(t) Punkty charakterystyczne Transformata drgań harmoncznych F=FFT{f(t)} Max FFT max FFT Y=FFT{y(t)} F, Y F Y ω 9

Każdy model składa sę z płyty o grubośc 8cm, o wymarach pozomych.6m na.

10 Modele wykorzystane w badanach Wykonano trzy modele płytowo-belkowe różnące sę składem meszank betonowej, tj. z %, 0% 0% udzałem zeoltu zamast cementu. Stosowano zeolt o frakcj do 00µm z ponad 8% zawartoścą klnoptyloltu. Każdy model składa sę z płyty o grubośc 8cm, o wymarach pozomych.6m na.6m, opartych na dwuteownkach o wysokośc 00mm o rozstawe m. Belk stalowe podparto przegubowo na końcach. Modele wykorzystane w badanach model MES nr 0

11 Modele wykorzystane w badanach Częstotlwośc drgań własnych uzyskane z badań zweryfkowano przez oblczena programem Algor (program MES), który w sposób zadawalający potwerdzł wynk badań. Dane materałowe uzyskano z badań próbek formowanych podczas betonowana model, przykładowe wartośc wytrzymałość betonu na ścskane zestawono ponżej. Model Nr Nr f(hz) badana,6 9,6,7,9 0,90 f(hz) Algor, 9,9 6,,6, Nr próbk modelu (% zawartość Zeoltu) (%) f c,cube (MPa), E cm (GPa) 8,0 Nr,87,6 9,8-8,,09 0,68,0 (0%) (0%),76 9,96 0,6,

12 Badana model otrzymane wynk Pomary drgań swobodnych model wykonano przy użycu sprzętu HBM: akcelerometrów B00, analzatora Spder programu sterującego Catman.0. Drgana wymuszano przez uderzena drewnaną belką. Rozmeszene czujnków przyspeszeń mejsca wymuszeń drgań Wynkam pomarów były przyspeszena drgań w czase, próbkowane z częstotlwoścą 00 Hz o szerokośc pasma 0 Hz dla każdego z trzech model. Na podstawe przebegów czasowych wykonano analzę wdmową drgań programem Catman.0, FFT: Auto Power Spectrum Ampltudowe. Przykładowe wynk pomarów przyspeszeń drgań Przykładowe wdmo ampltudowe

Badana model otrzymane wynk Średne wartośc logarytmcznego dekrementu tłumena perwszej, drugej trzecej postac drgań uzyskane stosując metodę

tłumena 0,00 0,9 f=,6 Hz 0, f=9,6 Hz 0,6 f=,7 Hz 0, 0, 0,6 f=,9 Hz f=0,90 Hz f=,87 Hz 0, f=,6 Hz 0,6 f=9,8 Hz Model nr (%), Model nr (0%), Model nr

13 Badana model otrzymane wynk Średne wartośc logarytmcznego dekrementu tłumena perwszej, drugej trzecej postac drgań uzyskane stosując metodę kolokacyjną Metoda Kolokacyjna 0, Log. dekr. tłumena 0,00 0,9 f=,6 Hz 0, f=9,6 Hz 0,6 f=,7 Hz 0, 0, 0,6 f=,9 Hz f=0,90 Hz f=,87 Hz 0, f=,6 Hz 0,6 f=9,8 Hz Model nr (%), Model nr (0%), Model nr (0%), Średne wartośc logarytmcznego dekrementu tłumena perwszej, drugej trzecej postac drgań Perwsze postace drgań własnych model (f =,Hz,,6Hz,,09Hz) Druge postace drgań własnych model (f =9,9Hz,,Hz, 0,68Hz) Trzece postace drgań własnych model (f =6,Hz, 8,Hz,,0Hz)

14 Badana model otrzymane wynk Logar. dekrementy tłumena drgań odpowadające zmodyfkowanemu betonow w metodze energetycznej przyjmowano tak, aby wartośc współczynnków tłumena drgań odpowadające danej postac drgań lczone uwzględnając dwe metody były zblżone. Wybrano drugą postać drgań własnych model, poneważ ta forma drgań charakteryzowała sę w przeważającym stopnu drganam płyty żelbetowej. Sytuacja ta odpowada prawe wyłączne wpływow płyty na drgana, a przez to na tłumene drgań. Dla dwuteownka stalowego przyjęto d s =0,0, dla żelbetu d ż =0, (model z % udzałem zeoltu), d ż =0, (0% udzał zeoltu) d ż =0,6 (0% udzał zeoltu). Energa knetyczna (%) 00,0 0,0 0,0 97,0 98, 9,8 97,0 98, 9,8 97,0 98,7 9,8,0,,,0,6,,0,, Belka, płyta,,, forma drgań, % Zeolt Belka, płyta,,, forma drgań, 0% Zeolt Belka, płyta,,, forma drgań, 0% Zeolt belka, forma płyta, forma belka, forma Model Nr (% Zeolt) Nr (0% Zeolt) Nr (0% Zeolt) Forma drgań 0,7 0,7 0,8 płyta, forma belka, forma płyta, forma Proporcje energ knetycznej, postac drgań własnych model z %, 0% 0% zawartoścą zeoltu Wartośc logarytmcznego dekrementu tłumena, drugej formy drgań trzech model płytowych

15 Wnosk Znaczny spadek wartośc logarytmcznego dekrementu tłumena drgań perwszej postac drgań model nr. Rozpatrując drugą postać drgań, która to najdokładnej pownna pokazać wpływ zeoltu na pozom tłumena drgań wdoczny jest wzrost pozomu tłumena modelu nr duży spadek tłumena dotyczący modelu (ma to zwązek z neodwracalnym zmanam struktury płyty modelu przez udzał zbyt dużej lośc zeoltu, co skutkuje wększym zapotrzebowanem na wodę. Jest to także potwerdzone przez spadek wytrzymałośc na ścskane). Podsumowując model wykazują prawe dentyczny pozom tłumena drugej postac drgań, czyl wymana % lub 0% cementu portlandzkego na zeolt cechuje prawe ten sam pozom tłumena drgań. Przeprowadzone będą kolejne badana model z zawartoścą zeoltu, ne tylko jako spowo, ale równeż jako kruszywo.

16 Badana zostały sfnansowane z projektu Nr IPBU /-00. Dzękuje za uwagę 6

Podobne dokumenty

Określanie cech dynamicznych i parametrów. materiałowych w konstrukcjach z dodatkiem zeolitu. Jacek Szulej

Określanie cech dynamicznych i parametrów materiałowych w konstrukcjach z dodatkiem zeolitu Jacek Szulej Katedra Mechaniki Budowli, WBiA, Politechnika Lubelska, e mail: j.szulej@pollub.pl 28.03.2013 Zakres