Advanced

Utvärdering av vibrationer i ståltrappor

Hiir-Salakka, Oscar LU and Okrajni, Sebastian LU (2019) In TVSM-5000 VSMM01 20191
Department of Construction Sciences
Structural Mechanics
Abstract (Swedish)
Syftet med detta examensarbete är att utveckla en parametrisk finita elementmodell som ska kunna analysera vibrationsrisken i en godtycklig ståltrappa. Modellen ska kunna användas tidigt i projekteringsskedet för att identifiera trappor som har en utformning som kan ge problem med höga vibrationsnivåer. En parameterstudie kommer att genomföras för att ta reda på vad som påverkar trappans dynamiska respons mest, det kommer ge insikt i hur en trappa ska utformas för att på bästa sätt hantera dynamiska laster från fotgängare.

För att åstadkomma detta har ett skript att utvecklats som kan köras i finita elementprogrammet Abaqus med verktyget Brigade/PLUS som tillägg. Många av trappans parametrar kan varieras i skriptet. En designmetod... (More)
Syftet med detta examensarbete är att utveckla en parametrisk finita elementmodell som ska kunna analysera vibrationsrisken i en godtycklig ståltrappa. Modellen ska kunna användas tidigt i projekteringsskedet för att identifiera trappor som har en utformning som kan ge problem med höga vibrationsnivåer. En parameterstudie kommer att genomföras för att ta reda på vad som påverkar trappans dynamiska respons mest, det kommer ge insikt i hur en trappa ska utformas för att på bästa sätt hantera dynamiska laster från fotgängare.

För att åstadkomma detta har ett skript att utvecklats som kan köras i finita elementprogrammet Abaqus med verktyget Brigade/PLUS som tillägg. Många av trappans parametrar kan varieras i skriptet. En designmetod utvecklad av Sétra styr hur de dynamiska analyserna genomförs, denna designmetod är avsedd för gångbroar men antagandet göras att den även fungerar för trappor.

När trappan modelleras i skriptet finns där tre geometriska delar som skapas, balk, vilplan och trappsteg. Inparametrarna i skriptet är kopplade till dessa tre delar, stort fokus läggs på trappans längd och höjd. Varje parameter studerasvar för sig för att se hur de påverkar trappans vertikala- och horisontella egenfrekvenser samt accelerationer.

Utifrån parameterstudien framkom det att den första vertikala egenfrekvensen utgör den absolut viktigaste delen i trappans dynamiska respons när designmetoden enligt Sétra används. Den horisontella egenmoden har ingen inverkan eftersom egenfrekvensen aldrig underskrider de satta gränserna. Accelerationerna påverkas mycket av vilket frekvensintervall trappan befinner sig i och detta bestäms av egenfrekvensen. Detta gav att de viktigaste parametrarna i en trappa med hänsyn till dynamiska effekter är trappans längd och balkens tvärsnitt. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
En parameterstudie av ståltrappor har genomförts där olika parametrar har varierats för att undersöka hur de inverkar på trappans vibrationer. Utifrån parameterstudien framkom det att de parametrarna som ska ändras för att mest påverka en trappas vibrationer är trappans infästning, trappans totala längd och storleken på de bärande balkarnas tvärsnitt.
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Hiir-Salakka, Oscar LU and Okrajni, Sebastian LU
supervisor
organization
course
VSMM01 20191
year
type
H3 - Professional qualifications (4 Years - )
subject
keywords
Ståltrappor, FEM, Vibrationer, Sétra
publication/series
TVSM-5000
report number
TVSM-5240
ISSN
0281-6679
language
Swedish
id
8992927
alternative location
http://www.byggmek.lth.se/english/publications/tvsm-5000-present-2014/
date added to LUP
2019-08-28 12:19:28
date last changed
2019-08-28 12:19:28
@misc{8992927,
  abstract     = {Syftet med detta examensarbete är att utveckla en parametrisk finita elementmodell som ska kunna analysera vibrationsrisken i en godtycklig ståltrappa. Modellen ska kunna användas tidigt i projekteringsskedet för att identifiera trappor som har en utformning som kan ge problem med höga vibrationsnivåer. En parameterstudie kommer att genomföras för att ta reda på vad som påverkar trappans dynamiska respons mest, det kommer ge insikt i hur en trappa ska utformas för att på bästa sätt hantera dynamiska laster från fotgängare.

För att åstadkomma detta har ett skript att utvecklats som kan köras i finita elementprogrammet Abaqus med verktyget Brigade/PLUS som tillägg. Många av trappans parametrar kan varieras i skriptet. En designmetod utvecklad av Sétra styr hur de dynamiska analyserna genomförs, denna designmetod är avsedd för gångbroar men antagandet göras att den även fungerar för trappor.

När trappan modelleras i skriptet finns där tre geometriska delar som skapas, balk, vilplan och trappsteg. Inparametrarna i skriptet är kopplade till dessa tre delar, stort fokus läggs på trappans längd och höjd. Varje parameter studerasvar för sig för att se hur de påverkar trappans vertikala- och horisontella egenfrekvenser samt accelerationer. 

Utifrån parameterstudien framkom det att den första vertikala egenfrekvensen utgör den absolut viktigaste delen i trappans dynamiska respons när designmetoden enligt Sétra används. Den horisontella egenmoden har ingen inverkan eftersom egenfrekvensen aldrig underskrider de satta gränserna. Accelerationerna påverkas mycket av vilket frekvensintervall trappan befinner sig i och detta bestäms av egenfrekvensen. Detta gav att de viktigaste parametrarna i en trappa med hänsyn till dynamiska effekter är trappans längd och balkens tvärsnitt.},
  author       = {Hiir-Salakka, Oscar and Okrajni, Sebastian},
  issn         = {0281-6679},
  keyword      = {Ståltrappor,FEM,Vibrationer,Sétra},
  language     = {swe},
  note         = {Student Paper},
  series       = {TVSM-5000},
  title        = {Utvärdering av vibrationer i ståltrappor},
  year         = {2019},
}