پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شماره‌ها | 422 |
| تعداد مقالات | 5,533 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,391,998 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,490,635 |
تحلیل دینامیکی پاسخ طولی باد و تعیین ضریب بارگذاری تندباد برای بیلبوردهای تکستونی بزرگ | ||
| نشریه مهندسی عمران امیرکبیر | ||
| دوره 57، شماره 3، 1404، صفحه 507-528 اصل مقاله (1.12 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/ceej.2025.23223.8133 | ||
| نویسنده | ||
| نهمت خدایی* | ||
| گروه مهندسی سازه، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد خورموج، خورموج، ایران | ||
| چکیده | ||
| نقش موثر بیلبوردها برای تبلیغات، موجب گسترش استفاده آنها در فضاهای باز و عمومی شده است. سطح بادگیر بزرگ و وزن کم بیلبوردها، موجب حساسیت آنها در برابر باد شده و موارد متعدد خرابی آنها در سال های اخیر گزارش شده است. طراحی سازهها در برابر باد، عموما با روش ضریب بارگذاری تندباد انجام می شود، ولی این روش، در اکثر آیین نامه ها مختص ساختمان ها و ملحقات آنها و سازههای بلند است و روابطی برای بیلبوردها ارائه نشده است. در این تحقیق، پاسخ های استاتیکی و دینامیکی طولی باد و ضریب بارگذاری تندباد برای بیلبوردهای تکستونی بزرگ، با استفاده از تحلیل حوزه فرکانس مدل های چند درجه آزادی، با برنامهنویسی در نرمافزار متلب محاسبه شد. نخست، مثالی از بیلبورد بلند ارائه گردید و پاسخ سازه و ضریب تندباد برای آن تعیین شد و تاثیر سرعت مبنای باد و زبری ناحیه در پاسخ سازه بررسی گردید. سپس، بیلبوردهایی با مشخصات هندسی مختلف طراحی شدند و در برابر باد تحلیل گردیدند. طبق نتایج، میرایی آیرودینامیکی از عوامل مهم محدودکننده ارتعاش بویژه در نواحی با زبری کم و سرعت باد بالا بود. با افزایش زبری زمین و همچنین با کاهش ارتفاع سازه، آشفتگی باد بیشتر و سرعت میانگین باد و میرایی آیرودینامیکی سازه کم می شد که با افزایش ضریب بارگذاری تندباد همراه بود، به نحوی که برای محدوده شهری و ارتفاع بیلبورد 10 متر، ضریب مذکور به عدد4/71 رسید که حاکی از اهمیت بالای ارتعاشات بیلبورد در این شرایط بود. بنابراین، با توجه به پاسخ دینامیکی بالا، طراحی ایمن و مقاوم بیلبوردها، مستلزم تعیین دقیق ضریب تندباد است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| ضریب تندباد؛ پاسخ طولی باد؛ بیلبوردهای بزرگ؛ میرایی آیرودینامیکی؛ تحلیل حوزه فرکانس | ||
| موضوعات | ||
| بارگذاری باد؛ دینامیک سازه | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Along-Wind Dynamic Analysis and Determination of Gust Loading Factor (GLF) for Large Single-Column Billboards | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Nahmat Khodaie | ||
| Department of civil engineering, Islamic Azad University, Khormouj Branch, Khormouj, Iran. | ||
| چکیده [English] | ||
| The effective role of billboards in advertising has led to the expansion of their use in open spaces and public places. The large panel area and light weight have made billboards sensitive to wind, and many cases of their damage have been reported recently. The design of structures against wind force is generally done with the gust loading factor (GLF) method. However, this method is specific to tall structures in most codes and standards, and there are no relations for billboards. In this research, the along-wind responses and the GLF have been calculated for large single-column billboards using frequency domain analysis of MDOF models using MATLAB software. First, an example of a tall billboard was presented and the responses of the structure and the GLF were determined for it, and the effect of basic wind speed and area roughness on the GLF was investigated. Then, billboards with different geometric specifications were designed and analyzed against wind load. According to the results, aerodynamic damping was one of the important factors limiting vibration, especially in rough areas. The GLF increased with the decrease of the structure’s height and increase of ground roughness, in such a way that it reached 4.71 for the urban area and 10 meters high billboard, which indicates the high importance of vibrations of billboard is in this situation. Due to the high dynamic response, the safe and resistant design of these structures requires the accurate determination of the GLF. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Gust Loading Factor, Along-Wind Response, Large Billboards, Aerodynamic Damping, Frequency Domain Analysis | ||
| مراجع | ||
|
[1] Z. Li, D. Wang, X. Chen, S. Liang, J. Li, Wind load effect of single-column-supported two-plate billboard structures, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 179(2018), 70–79. [2] R. Salgado-Estrada, A. Galván, J.Y. Moreno-Martínez, E.A. Elvira-Hernández, F. Carpio, A.L. Herrera-May, Zamora S.A. Castro, I.E. Herrera-Díaz, Wind Vulnerability of Flexible Outdoor Single-Post Billboards, Applied Sciences, 13(10) (2023), 6197. [3] C. Paulotto, M. Ciampoli, G. Augusti, Wind tunnel evaluation of mean wind pressure on a frame-type signboard, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 94(5) (2006), 397–413. [4] J. Wen, Q. Xie, Field investigation and structural analysis of wind-induced collapse of outdoor single-post billboards, Engineering Failure Analysis, 117(2020), 104810. [5] Q. Zhu, S.K.F. Stoter, M. Heisel, C.E. French, M. Guala, L.E. Linderman, D. Schillinger, Reducing wind-induced vibrations of road sign structures through aerodynamic modifications: A computational pilot study for a practical example, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 199 (2020), 104132. [6] Y. Tamura, S. Cao, Climate change and wind-related disaster risk reduction, Proceedings of the APCWE-VII, (2009), Taipei, Taiwan. [7] D.Wang, X. Chen, J. Li, Wind load characteristics of large billboard structures with two-plate and three-plate configurations, Wind and Structures, 22(2016), 703–721. [8] C.W. Letchford, Wind loads on rectangular signboards and hoardings, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 89(2) (2001), 135–151. [9] C.W. Letchford, J. D. Holmes, Wind loads on free-standing walls in turbulent boundary layers, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 51(1) (1994), 1–27. [10] P. Warnitchai, S. Sinthuwong, K. Poemsantitham, Wind Tunnel Model Tests of Large Billboards, Advances in Structural Engineering, 12(2009), 103-114. [11] D. Zuo, D.A. Smith, K.C. Mehta, Experimental study of wind loading of rectangular sign structures, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 130(2014), 62–74. [12] D.A. Smith, D. Zuo, K. C. Mehta, Characteristics of wind induced net force and torque on a rectangular sign measured in the field. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 133(2014), 80–91. [13] Z. Han, M. Gu, Wind-induced response and wind vibration coefficient of large single column-supported billboards. Journal of vibration and shock, 34(2015), 131–137 (in Chinese). [14] A.H. Bac, Safety Evaluation of Billboards According to Some Random Factors in the Southwest of Vietnam, EasyChair (2020). [15] Y. Zhang, Q. Yuan, W. He., Wind load characteristics of single column three-sided billboards on sloping terrain., Proceedings of the 5th International Conference on Structural Seismic and Civil Engineering Research (ICSSCER 2023), (2023), 136–148. [16] A. Giannoulis, T. Stathopoulos, D. Briassoulis, A. Mistriotis, Wind loading on vertical panels with different permeabilities, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 107–108(2012), 1–16. [17] T. Stathopoulos, I. Zisis, E. Xypnitou, Local and overall wind pressure and force coefficients for solar panels, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 125(2014),, 195–206. [18] Y. Masuyama, Y. Uematsu, O. Nakamura, Y. Okuda, Characteristics of local wind forces on the edges of signboards installed on the rooftops of buildings. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 206(2020), 104299. [19] M. Heisel, C. Daugherty, N. Finley, L. Linderman, D. Schillinger, C. E. French, M. Guala, Aerodynamics of highway sign structures: from laboratory tests and field monitoring to structural design guidelines, Journal of Structural Engineering, 146(11) (2020), 04020233. [20] Y. Zhou, T. Kijewski, A. Kareem, Along-Wind Load Effects on Tall Buildings: Comparative Study of Major International Codes and Standards, Journal of Structural Engineering, 128(6) (2002), 788-796. [21] D. K. Kwon, A. Kareem, Comparative study of major international wind codes and standards for wind effects on tall buildings, Engineering Structures, 51(2013), 23–35. [22] H. Eimani kalehsar, N. Khodaie, Parametric study of the along-wind and across-wind responses of tall RC chimneys using the frequency domain analysis. Journal of Structural and Construction Engineering, 4(2)(2017), 148–160. [23] N. Khodaie, H. Eimani kalehsar, Wind-induced vibration control of tall TV towers using a part of the main structure as a vibration absorber substructure. Journal of Structural and Construction Engineering, 6(Special2) (2019), 109–126. [24] A.Tamura, A. Kareem, Advanced Structural Wind Engineering, Springer, Japan, 2013. [25] Housing and Urban Development, Tehran, Iran. MHUD, Iranian national building code (Part 6): Applied loads on buildings, Ministry of Housing and Urban Development, Tehran, Iran, 2019 (In Persian). [26] E. Simiu, R. H. Scanlan. Wind effects on structures: fundamentals and applications to design. 3rd Ed. New York: John Wiley, 1996. [27] T. Balendra, Vibration of Buildings to Wind and Earthquake Loads, Springer Verlag, Department of Civil Engineering National University of Singapore, 1993. [28] G. Solari, Gust buffeting. II: Dynamic alongwind response, Journal of Structural Engineering. 119(1993), 383-398. [29] B.J. Vickery, On the reliability of gust loading factors. Proc., Technical Meeting Concerning Wind Loads on Buildings and Structures, 30(1970), 296–312. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 146 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 130 |
||