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Wind Loads (wind + load)

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Selected Abstracts

Wind projection basis for real-time animation of trees

COMPUTER GRAPHICS FORUM, Issue 2 2009
Julien Diener
This paper presents a real-time method to animate complex scenes of thousands of trees under a user-controllable wind load. Firstly, modal analysis is applied to extract the main modes of deformation from the mechanical model of a 3D tree. The novelty of our contribution is to precompute a new basis of the modal stress of the tree under wind load. At runtime, this basis allows to replace the modal projection of the external forces by a direct mapping for any directional wind. We show that this approach can be efficiently implemented on graphics hardware. This modal animation can be simulated at low computation cost even for large scenes containing thousands of trees. [source]

Soil,pile,structure interaction under SH wave excitation

EARTHQUAKE ENGINEERING AND STRUCTURAL DYNAMICS, Issue 3 2003
K. K. Koo
Abstract A continuum model for the interaction analysis of a fully coupled soil,pile,structure system under seismic excitation is presented in this paper. Only horizontal shaking induced by harmonic SH waves is considered so that the soil,pile,structure system is under anti-plane deformation. The soil mass, pile and superstructure were all considered as elastic with hysteretic damping, while geometrically both pile and structures were simplified as a beam model. Buildings of various heights in Hong Kong designed to resist wind load were analysed using the present model. It was discovered that the acceleration of the piled-structures at ground level can, in general, be larger than that of a free-field shaking of the soil site, depending on the excitation frequency. For typical piled-structures in Hong Kong, the amplification factor of shaking at the ground level does not show simple trends with the number of storeys of the superstructure, the thickness and the stiffness of soil, and the stiffness of the superstructure if number of storeys is fixed. The effect of pile stiffness on the amplification factor of shaking is, however, insignificant. Thus, simply increasing the pile size or the superstructure stiffness does not necessarily improve the seismic resistance of the soil,pile,structure system; on the contrary, it may lead to excessive amplification of shaking for the whole system. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd. [source]

A simplified method for lateral response analysis of suspension bridges under wind loads

INTERNATIONAL JOURNAL FOR NUMERICAL METHODS IN BIOMEDICAL ENGINEERING, Issue 8 2006
Jin Cheng
Abstract A simplified method for analysing lateral response of suspension bridges under wind loads is proposed in this paper. The geometric non-linearity in the deflection theory and the three components of displacement-dependent wind loads are taken into account in the method. The analytical formulas for calculating the torsional, vertical, and lateral responses of suspension bridges under wind loads are derived. An iterative procedure, which has a high convergence rate for solving the problem, is developed. The proposed method is sufficient and simple to use. Wind-induced lateral response analysis of a long-span suspension bridge demonstrates the proposed method's efficiency and accuracy. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd. [source]

Zur Diskussion des Böenreaktionsfaktors G nach DIN 1055-4:2005

BAUTECHNIK, Issue 10 2009
BayIKBau Robert Hertle Dr.-Ing., Beratender Ingenieur VBI, Prüfingenieur für Standsicherheit vpi
Allgemeines; Baumechanik; General Topics; Structural Mechanics Abstract Mit Einführung der DIN 1055-4:2005 fand ein Paradigmenwechsel bei der Beschreibung der Windlasten statt. Das bisherige, deterministische Konzept zur Definition der Windeinwirkung wurde verlassen und durch ein auf stochastischen Überlegungen fußendes ersetzt. Für Konstruktionen und Bauwerke, die nicht schwingungsanfällig unter böigen Windeinwirkungen sind, ergeben sich daraus keine nennenswerten Änderungen bei der rechnerischen Untersuchung. Für die Analyse von schwingungsanfälligen Konstruktionen hat diese Neukonzeption tiefgreifende Konsequenzen. Die bekannte und einfach zu handhabende Ermittlung des Böenreaktionsfaktors auf Grundlage der Normen der achtziger und neunziger Jahre des vergangenen Jahrhunderts wurde durch ein komplexes, unübersichtliches und mit einfachen Ingenieurmethoden nicht mehr zu überprüfendes Berechnungsschema abgelöst. In diesem Beitrag wird dieses Schema diskutiert, und es wird ein einfaches Näherungsverfahren zur Ermittlung der Böenreaktion einer Konstruktion vorgeschlagen, welches, insbesondere vor dem Hintergrund der sonstigen Unschärfen und Unsicherheiten einer Berechnung, ausreichende Genauigkeit zeigt. On the discussion of the gust reaction factor acc. DIN 1055-4:2005. With the introduction of DIN 1055-4:2005 a change of paradigm concerning the description of wind loads took place. The previous concept, based on a deterministic view, was replaced by an approach using stochastic considerations. For constructions and buildings deemed to be not susceptible to gust action, no significant changes within the structural analysis arise. Enormous consequences, on the other hand, have to be faced when analyzing structures susceptible to gust action. The well known and easy to handle method for calculating the gust reaction factor using the standards of the 80th and 90th of the last century, was redeemed by a complex, partly confused calculation scheme which is not checkable with usual engineering tools. In the following paper this calculation scheme is discussed. Following to this discussion, a simplified method for calculating the gust reaction factor is presented. The accuracy of this method lies, having the usual uncertainties and deficits of structural analyses in mind, in an acceptable range. [source]

Sonderlösungen bei der Tragwerksplanung auf der Grundlage der neuen Normen , Klimatische Einwirkungen

BAUTECHNIK, Issue 3 2005
Hans-Jürgen Niemann Prof. em.
Der folgende Beitrag befaßt sich mit den klimatischen Einwirkungen auf weit gespannte Dächer. Im Zentrum stehen die Windlasten. Die Angaben der Norm lassen sich durch Sonderuntersuchungen zuschärfen, soweit die Regelungen das nahe legen und der zusätzliche Aufwand gerechtfertigt ist. Das gilt sowohl für das Windklima am Bauwerksstandort als auch für die aerodynamischen Beiwerte, für die im allgemeinen Windkanalversuche die Grundlage bilden. In einer neuen Norm, der DIN 1055 Teil 100: "Grundlagen der Tragwerksplanung, Sicherheitskonzept und Bemessungsregeln", werden erstmalig die Anforderungen an die Tragsicherheit und Gebrauchstauglichkeit einer Konstruktion formuliert und festgelegt. Sie definiert die Lastannahmen als Teil des Sicherheitskonzepts, legt die Anforderungen an das Lastniveau fest und bestimmt so die Spielräume für eine Zuschärfung der Lastannahmen durch Sonderuntersuchungen für ein bestimmtes Bauprojekt. Hinzu kommen einzelne Öffnungsklauseln, die in den Normen für Wind- und Schneelasten vorgesehen sind. Der Beitrag stellt die Rahmenbedingungen für eine Optimierung der Lastannahmen dar. Special solutions in structural design on the basis of the new design codes , climatic actions. The following contribution deals with climatic actions on large lightweight roofs of stadia. The focus is on the wind loads. In some cases, it becomes necessary or advantageous to provide more precise design wind loads compared to the code provisions. This applies to the local wind climate as well as to the aerodynamic coefficients. The framework for such investigations is established by the requirements set by the code DIN 1055-100: Basis of design, with regard to structural safety and reliability, and by those basic stipulations in the wind loading code which may not be altered. The author presents and discusses the framework for optimised design wind loads. [source]

Zur sinnvollen Anwendung ganzheitlicher Gebäudemodelle in der Tragwerksplanung von Hochbauten,

BETON- UND STAHLBETONBAU, Issue 10 2009
Michael Fastabend Prof. Dr.-Ing.
Entwurf und Konstruktion Abstract Ausgehend von den kritischen Randbedingungen der Berechnung mit ganzheitlichen Gebäudemodellen werden typische und häufig anzutreffende Konstruktionsfälle diskutiert, bei denen Gesamtmodelle Vorteile für den Entwurf aufzeigen. Hier sind räumliche Tragwirkungen zu nennen, die Erfassung von Zwangsbeanspruchungen bei komplexen Grundrissen mit vielfältigen Festhaltungen sowie die Beanspruchung schlanker Gebäudestrukturen aus Windlasten und seismischen Einwirkungen. Für die genannten sinnvollen Anwendungsfälle werden die notwendigen Randbedingungen diskutiert. Die jeweiligen Anwendungsfälle werden anhand konkreter Gebäudebeispiele vorgestellt. On the reasonable use of total building models in the design of building structures Coming from the critical boundary conditions of the calculation with total building models, typical and prevalent constructions, where total models show advantages for the design, will be discussed. Here, spatial load-bearing impact, the registration of unforced interactions of complex ground plans with various supports as well as the stressing of slender building structures resulting from wind loads and seismic impacts have to be mentioned. For the stated reasonable use cases the necessary boundary conditions will be discussed. The respective use cases will be presented by means of concrete building examples. [source]