info-steel-30

categorie D 36 Université de Liège School_Ecole Ingénieur civil des constructions Studierichting_Orientation Vincent Denoël Promotor_Promoteur Thomas Canor Student_Etudiant ulg nominatie _nomination Niet-lineaire demping van structuren door kabels Stalen loopbruggen zijn lichte structuren die relatief gevoelig kunnen zijn voor dynamische belasting. In het project wordt met name het dy- namische gedrag van een voetgangersbrug bestu- deerd als die bewust en kwaadwillig wordt belast door erop te springen. De loopbrug van Limburg (fig.1), ontworpen en gedimensioneerd door het studiebureau Cer- fontaine, heeft als model gediend. Deze stalen structuur is samengesteld uit buisvormige gelaste elementen en vertoont een gedrag dat ligt tussen dat van een boog en dat van een Vierendeelligger met wisselende hoogte. De toegepaste belasting is gebaseerd op sprong- modellen waarbij de kracht overgedragen op de structuur in de tijd kan worden weergegeven als een Gausscurve (fig.2). Uit de studie blijkt dat de versnellingen als ge- volgd van de sprongen hoger zijn dan 0,5 g, als er geen kabel is. In het onderzoek worden de gun- stige effecten geëvalueerd van de installatie van kabels die een niet-lineaire component toevoegen aan het dynamische gedrag. Amortissement non-linéaire des structures par des câbles Les passerelles métalliques sont des structures légères qui peuvent s’avérer relativement sensibles à certaines sollicitations dynamiques. Le projet étudie en particulier le comportement dynamique d’une passerelle piétonne soumise à une sollicita- tion (volontaire et malveillante) correspondant au saut d’un individu unique. La passerelle de Limbourg (Fig.1), conçue et dimen- sionnée par le bureau d’études Cerfontaine, a servi de modèle. Cette structure en acier est composée de membrures tubulaires soudées et présente un com- portement intermédiaire entre un arc et une poutre Virendeel à hauteur variable. La sollicitation utilisée est basée sur des modèles de sauts où la force transmise à la structure évolue sur une période comme une courbe de Gauss (Fig.2). En l’absence de câble, l’étude montre que les accélérations résultantes de sauts sont supérieures à 0,5 g. L’étude évalue les effets favorables résul- tants de l’installation de câbles, qui introduisent une composante non-linéaire dans son comporte- ment dynamique. Fig. 1 : Loopbrug ‘de Limbourg’ _Passerelle de Limbourg Fig. 2 : Sprongmodel. De kracht die een persoon over- brengt in een bepaalde periode, wordt verkregen door twee gausscurves op te tellen. Sprongpe- riode 2 Hz, gewicht van de persoon 80 kg. _Modèle de saut. Sur une période, la force trans- mise par un individu est obtenue en sommant deux courbes de Gauss. Période de saut 2Hz, masse de l’individu 80kg. Fig. 3 : Curve van Ernst. Deze ‘drempelfunctie’ geeft een model van de overgang tussen een kabel zonder spanning (links) en een kabel onder spanning (rechts). Op de x-as de axiale verplaatsing, op de y-as de relatieve stijfheid van de kabel (verhouding tussen de stijfheid van de kabel en die van een staaf met dezelfde lengte). _Courbe de Ernst. Cette fonction ‘seuil’ modélise la transition entre un câble détendu (à gauche) et un câble tendu (à droite). En abscisse, le déplacement axial ; en ordonnée, la raideur relative du câble (rapport entre la raideur du câble et celle d’un barre équivalente de même longueur).