■ اجتناب از پدیده تشدید . . . تحلیل دینامیکی سازه . . . فوق العاده دیدنی بخش عمران

با سلام خدمت دوستان عزیز

همانطور که در فیلم مشاهده میکنید جابجایی هارمونیک سقف یک استادیوم همگام با موزیک و رقص تماشاچیها صورت می گیرد، تا حالا به چنین چیزی در طراحیهای خود در سازه های خاص مثل استادیومها یا سالونهای ورزشی حتی کوچک توجه کردید؟ آیا به اهمیت دینامیک سازه پی بردید؟ در تحلیل دینامیکی سازه پیشگشری از پدیده تشدید بسیار قابل توجه است. بطور مثال در این فیلم همه چیز بستگی به موزیک یا دنس تماچیان دارد تا بتوان ماکزیمم دامنه نوسان و فرکانس را پیدا کرد تا از آن طریق بتوان طراحی مناسب را اختیار نمود نوسان یا تغییرات سازه بستگی به موزیک پایکوبی و رقص تماشاچیان دارد. برای این منظور دیاگرام تهیه شده توسط تغییرات هارمونیک همگام با موزیک ودنس در یک کنسرت موزیک در تایمهای مختلف توسط شکل زیر نشان داده شده است.

در بخشی از استاندارد 6399 انگلیس بارگذاری حرکات موزون را شرح می دهد. هر سازه که امکان قرار گرفتن تحت تاثیر چنین بارهایی را دارد باید برای تحمل بارهای دینامیکی پیش بینی شده جهت پیشگیری از تاثیرات قابل توجه تشدید یا رزونانس طراحی شود:

1- تحمل بارهای دینامیکی پیش بینی شده جهت پیشگیری از تاثیرات قابل توجه تشدید یا رزونانس

1- تحلیل دینامیکی سازه برای ارزیابی پاسخ  سازه در برابر بارهای وارده جهت محاسبه حاشیه ایمن

2- در نظر گرفت سختی قابل توجه در طراحی سازه برای پایین آوردن فرکانس سازه بنابراین پایینترین فرکانس متناسب سازه بالاتر از فرکانس درنظر گرفته شده برای بارگذاری سازه خواهد بود

 

British Standard BS 6399: Part 1, Loading for Buildings, introduced in September 1996, included a new section on synchronised dance loading. It stated that any structure that might be subjected to this form of loading should be designed in one of two ways: to withstand the anticipated dynamic loads or to avoid significant resonance effects. The first method requires dynamic analysis to assess the structural response to the loading in order to calculate a safety margin. The second method requires that the structure should be designed to be sufficiently stiff so that the lowest relevant natural frequency of the structure is above the range of load frequencies considered. The second approach is simpler and only requires the calculation of natural frequencies. However, both approaches need knowledge of the load frequencies.

Dance-type activities, such as keep-fit exercises, aerobics and audience movements at pop-concerts, are more common now than ever before. These activities are likely to be held on grandstands, dance floors and in sports centres. Therefore, the use and/or design of these structures should consider the effect of the human induced dance-type loads.

Dance is movement with rhythmic steps and actions, usually to accompanying music. Efforts have been made to study dance-type loads since prediction of the response of a structure subject to this loading requires an understanding of the loading. Dance-type loads are functions of the type of dance activity, the density and distribution of the dancers, the frequency of the music, load factors and the dynamic crowd effect.

There are many different types of dancing and a wide range of beat frequencies for dance music, however, dance frequencies tend to be in the range of 1.5-3.5Hz for individuals and 1.5-2.8Hz for groups of people.

Fig.1: Structural response to the music beat frequency at a pop concert

Fig.1 shows an autospectrum obtained from accelerometers monitoring vertical motions of a grandstand during a pop concert. The vertical axis indicates the normalised acceleration squared per Hz, while the horizontal axis shows frequency. It can be seen that the frequencies corresponding to the peaks of responses are the beat frequency of the music and integer multiples of the beat frequency. This phenomenon has been observed in a number of measurements taken during pop concerts and can be explained theoretically. As spectators at pop concerts move with the music beat, the frequency of dance-type loads can be determined from the beat frequency of music played on these occasions. The beat frequencies of 210 modern songs have been determined.

SH. 10.02.2012