Paper Conference

Proceedings of BauSim Conference 2010: 3rd Conference of IBPSA-Germany and Austria

     

Aeroelastische Untersuchungen einer Dachstruktur

Bernd Hagenah, Steiner Helmut

Abstract: The Austrian Federal Railways (ÖBB) plan a new roof construction for the Graz main railway station. The open span of the arched steel beams has a width of up to 40m. A large width between supports can lead to a risk of self induced displacement (flutter) of the roof, due to the dynamic interaction of air flow and the elastic behaviour of the structure. A numerical analysis of the aerodynamic (Flutter) stability of the roof construction has been conducted with a 2D-Euler CFD method for moving grids. The following results were achieved: • The analysed cases (lowest Eigenfrequencies) are aerodynamically damped and hence, stable for the applied air speeds. • The aerodynamic damping decreases with increasing air speed. • The aeroelastic stability of the roof construction for the air speed of 20.4 m/s(ÖNORM, 2009) has been confirmed. KURZFASSUNG Im Zuge des von der österreichische Bundesbahn (ÖBB) betriebenen Umbaus des Grazer Hauptbahnhofes ist es notwendig die vorhandenen Bahnsteigdächer im Zentralbereich zu ersetzen. Die geplante bogenförmige Dachkonstruktion mit Stützweiten über 40 m überdeckt mehrere Gleisachsen und Bahnsteige. Bei Dachkonstruktionen großer Stützweite besteht die Gefahr selbst erregter Schwingungen, die auf die dynamische Wechselwirkung von Luftströmung und elastischer Struktur zurückzuführen sind. Zur Untersuchung der aerodynamischen Stabilität der Dachkonstruktion wurde ein CFD-Verfahren auf Basis der 2D-Euler-Gleichungen genutzt. Die aeroelastischen Untersuchungen ergaben folgende Erkenntnisse: • Alle betrachteten Rechenfälle sind aerodynamisch gedämpft. • Mit zunehmender Anströmgeschwindigkeit nimmt die aerodynamische Dämpfung ab. • Die aeroelastische Stabilität der Dachkonstruktion ist für die Anströmgeschwindigkeit gemäß ÖNORM von 20.4 m/s nachgewiesen.
Pages: 304 - 310
Paper:
bausim2010_304