building modernization, natural vibration frequencies, reanalysis
Abstrakt
W pracy analizowano wpływ zmian konstrukcyjnych modernizowanych ścian oraz budynków ścianowych na częstotliwości ich drgań własnych. W tym celu zbudowano modele numeryczne bazujące na metodzie elementów skończonych, zastosowano metodę reanalizy w postaci algorytmu CA oraz sztuczne sieci neuronowe. Wpływ modernizacji na zmianę częstotliwości drgań własnych typowych ścian konstrukcyjnych budynków badano w przypadku osłabienia konstrukcji wybijaniem nowych lub poszerzaniem już istniejących otworów drzwiowych oraz poprzez wzmocnienie ścian dołożeniem do nich dodatkowych elementów. Wpływ zmian konstrukcyjnych modernizowanych budynków ścianowych na częstotliwości ich drgań własnych analizowano w przypadku rzeczywistych obiektów prefabrykowanych systemu WWP, które zostały wzmocnione ze względu na oddziaływania dynamiczne typu parasejsmicznego od wstrząsów górniczych. Skuteczność algorytmu metody połączonych aproksymacji (CA) do wyznaczania częstotliwości drgań własnych konstrukcji po modernizacji testowano zarówno dla ścian (zadanie o stosunkowo małej liczbie stopni swobody) jak i dla całego budynku (zadanie o znacznej liczbie stopni swobody) uwzględniając także w badaniach wielkość modyfikacji. W pracy, jako narzędzie reanalizy do wyznaczania częstotliwości drgań własnych zaproponowano także sztuczne sieci neuronowe, których skuteczność testowano na przykładzie modyfikacji ścian.
In the thesis, the influence of structural modifications on natural vibration frequencies of load-bearing walls and load-bearing wall buildings was analysed. Numerical models based on finite element method were considered. Combined approximations method (CA) and back-propagation neural networks (BPNNs) were taken into account as effective tools of reanalysis approach. The influence of the modifications on the natural frequencies of typical load-bearing walls was analysed in case of new door openings and widening of existing ones (weakening of structure) as well as adding new areas to the edge of walls (strengthening of structure). The influence of structural modifications on natural vibration frequencies of load-bearing wall buildings was analysed in case of typical 11 storey precast concrete apartment buildings of prefabricated system WWP (located in the Legnica-Glogow Copperfield - LGOM), which were strengthening to carry paraseismic kinematic excitations. The efficiency of CA algorithm was tested for walls (small number of DOF) and whole buildings (large number of DOF). Various size of modifications was taken into account. Additionally, BPNNs were proposed for computation of the natural frequencies of horizontal vibrations of modified medium height load-bearing walls as a effective tool of reduction of computational effort.
