ONDERZOEKINGSCOMMISSIES (1977)

Transcriptie

1

2 ONDERZOEKINGSCOMMISSIES (1977) COMMISSIE A 7 A 13 A16 A 19 A21 A 23 A 24 A 26 Onderzoek naar het plastische gedrag van constructies. Onderzoek naar de krachtsverdeling in scheve platen. Veiligheid. Statisch onbepaalde constructies voor skeletten en doorgaande balken. Onderzoek naar de oplegreacties van vierzijdig ondersteunde platen. Sterkte en stijfheid van kolommen. Plastische scharnieren. Betonmechanica. COMMISSIE B 4 Onderzoek van betonstaal. B 7 Onderzoek van technologische invloeden op scheurvorming in beton. B 14 Kwaliteitscontrole van beton. B 16 Reparaties aan betonconstructies. B 17 Ontkistingsmiddelen. B 18 Nieuwe betonsoorten. B 20 Beton bij afvalwaterzuiveringsinstallaties. B 21 Transporteren van betonspecie. B 22 Verontreiniging toeslagmaterialen. B 23 Duurzaamheid maritieme constructies. B 24 Hergebruik van cementslib als vulstof in beton. COMMISSIE C 15 Staal-beton liggers. C 15A Staal-beton kolommen. C 16 Lasverbindingen. C 18 Toleranties voor betonwerk. C 19 Samenwerking prefab liggers met ter plaatse gestort beton. C 24 Doorbuigingen. C 26 Voorspankabels zonder aanhechting. C 26A Corrosiebescherming voorspankabels zonder aanhechting. C 27 Voegmortels. C 28 Constructiedetails. C 29 Invloed van spatten op de brandwerendheid van beton PC 30 Triaxiaal voorgespannen beton. C31 Constructief onderwaterbeton. C 32 Aanvangsspanningen bij voorgespannen lichtbeton. C 33 Wisselbelasting. C 34 Betondekking. C 35 Beton onder stootbelasting. PC 36 Sterkte van buizen. C 37 Erosie van beton. C 38 Spanningen in betonconstructies, veroorzaakt door warmteontwikkeling tijdens het verhardingsproces. COMMISSIE E 2 Rationalisatie van de wapening.

3 demping van bouwconstructies ONDERZOEK UITGEVOERD DOOR HET INSTITUUT TNO VOOR BOUWMATERIALEN EN BOUWCONSTRUCTIES

4 ISBN

5 VOORWOORD Bouwconstructies worden in vele gevallen blootgesteld aan belastingen die vrij snel met de tijd veranderen. Gedacht kan hierbij worden aan stoten, aan door verkeer of machines opgewekte trillingen en aan belastingen door wind en storm. Naarmate hoger en slanker wordt gebouwd en de constructies meer aan de grenzen van de mogelijkheden liggen, wordt de betekenis van de hierdoor opgewekte dynamische verschijnselen groter. Er is daarom reeds in verschillende CUR-rapporten aandacht besteed aan dynamische verschijnselen, te weten: rapport nr. 17, Vibration problems in prestressed concrete; rapport nr. 35, Constructieve aspecten van tafelfundamenten voor roterende machines; rapport nr. 57, Dynamische problemen in de bouw; rapport nr. 61, Richtlijnen voor ontwerp en berekening machinefundamenten. Belangrijke criteria bij een trillingsverschijnsel zijn de toelaatbare spanningen en bewegingen. Vooral in het geval van resonantie kunnen deze soms onverwacht groot worden. De grootte wordt dan vrijwel geheel door de demping bepaald. Juist hierover was tot dusver nog niet voldoende bekend, reden waarom commissie A 20 hiernaar een nader onderzoek heeft ingesteld. Mogelijkheden hiertoe waren gegeven door recente ontwikkelingen in de meettechniek, waardoor de demping in een aantal bestaande gebouwen kon worden gemeten. Een en ander is in een theoretisch kader geplaatst, zodat de verkregen inzichten zeer veelzijdig kunnen worden toegepast. De commissie was als volgt samengesteld: prof. ir. B. W. van der Vlugt, voorzitter ir. W. Nijenhuis, secretaris ir. N. J. Cuperus ir. J. G. Hageman ing. H. van Koten Het onderzoek werd uitgevoerd bij het Tnstituut TNO voor Bouwmaterialen en Bouwconstructies onder leiding van ing. H. van Koten, die ook de rapportage voor zijn rekening nam. De CUR is ervan overtuigd dat met dit rapport een belangrijke bijdrage is geleverd aan het voor berekening toegankelijk maken van dynamische verschijnselen in bouwconstructies en in het beoordelen van het gevaar hiervan. juli 1977 De Stichting Commissie voor Uitvoering van Research

6 INHOUD NOTATIES 7 Hoofdstuk 1 INLEIDING 9 Hoofdstuk 2 DEMPING VAN HET ÉÉN-MASSA-VEERSYSTEEM Enige eenvoudige proeven Afleiding van de bewegingsvergelijkingen van het gedempte één-massa-veersysteem Beschouwing van de bewegingscomponenten Maximale amplitude ln-fase deel x y Uit-fase deel x Samenvatting 21 Hoofdstuk 3 MATERIAALDEMPING Inleiding Niet-lineaire invloed van de rek 28 Hoofdstuk 4 GEOMETRISCHE DEMPING Inleiding Trillingen van een massa op een halfruimte Trillingen in verticale richting (loodrecht op een halfruimte) Rotatietrillingen van een constructie op een halfruimte Hoofdstuk 5 AËRODYNAMISCHE DEMPING 36 Hoofdstuk 6 HYDRODYNAMISCHE DEMPING 38 Hoofdstuk 7 COMBINATIE VAN TWEE VERSCHILLENDE DEMPERS Inleiding Demping van een twee-massa-veersysteem 46 Hoofdstuk 8 KUNSTMATIGE DEMPING VAN CONSTRUCTIES Inleiding Viskeuze dempers Hulpmassa-veersysteem Oliedempers Stotende dempers 59

7 Hoofdstuk 9 NlET-VISKEUZE DEMPING 63 Hoofdstuk 10 VOORBEELDEN Materiaaldemping Geometrische demping Aerodynamische demping Hydrodynamische demping Overzicht van de voorbeelden 77 Hoofdstuk 11 SAMENVATTING 78 Bijlage A GEDEMPT TWEE-MASSA-VEERSYSTEEM 79 Bijlage B GERAADPLEEGDE LITERATUUR 81 Zusammenfassung 82 Résumé 83 Summary 84

8 NOTATIES A arbeid Nm coëfficiënt a amplitude m voortplanlingssnelheid m/s B coëfficiënt b breedte m c dempingsfactor Ns/m c kt kritische demping Ns/m c d stuwdrukcoëfficiënt /) dempingsmaat diameter m E elasticiteitsmodulus N/m 2 e grondtal natuurlijke logaritme factor voor oliedemping F oppervlak m 2 ƒ frequentie Hz fo resonantiefrequentie Hz G glijdingsmodulus N/m 2 g versnelling van de zwaartekracht m/s 2 // hoogte m Hz hertz 1/s // hoogte m / traagheidsmoment m 4 A' veerconstante N/m L overspanning m / lengte m w massa kg P last N Q opslingering R dempingsfactor per frequentie / straal m / tijd s V volume m 3 v snelheid m/s x beweging, verplaatsing m z afstand m