Identificatie van windbelastingen op getuide masten met behulp van inverse model-basis gebaseerde technieken

Telecommunicatietorens met getuide masten zijn zeer complexe constructies die speciale aandacht vereisen bij het ontwerp onder windbelastingen (zowel quasi-statische als dynamische componenten). Deze constructies zijn bijzonder gevoelig voor windbelastingen door hun hoge blootstelling, afwezigheid van extra verstijvende overtollige elementen die het systeem extra stijf maken, lage constructiedemping, grote flexibiliteit en lichtgewicht karakter, lage eigenfrequenties, niet-lineair gedrag en de complexe interactie tussen kabels en as onder wisselende windbelastingen. De analyse van deze constructies wordt momenteel uitgevoerd door de wind weer te geven in termen van krachten verkregen via equivalente statische methoden, die worden toegepast op de as schacht en de kabels van de toren, of door dynamische benaderingen berekeningsmethodes in frequentie- of tijdsdomein te gebruiken. Vanwege hun vereenvoudigde aard laten deze procedures ons niet toe om rekening te houden met de volledige complexiteit van de wind-structuur-interactie, noch de asschacht-kabel-interactie onder windbelasting in overweging te nemen. Een extra uitdaging bij de analyse van getuide mastconstructies wordt gegeven door de moeilijkheid om rekenmodellen te verkrijgen die nauwkeurig de werkelijke kenmerken van de constructie weerspiegelen. Het belangrijkste doel van dit onderzoek is om deze uitdagingen het hoofd te bieden met behulp van operationele modale analysemethoden, waarbij modale gegevens, zoals natuurlijke eigenfrequenties, modusvormen modevormen en modale dempingsverhoudingen, worden geëxtraheerd uitgeïdentificeerd op basis van trillingen die worden gemeten door sensoren op de constructie onder omgevingsopwinding, waarbij geforceerde excitatie wordt vermeden door schudapparaten shakers of impactapparatengeïnstrumenteerde hamers. In het geval van getuide masten kunnen de modale gegevens worden gebruikt om een model van de constructie te kalibreren, dat vervolgens in een omgekeerde inverse benadering kan worden gebruikt om windbelastingen te schatten op basis van trillingsgegevens die zijn verkregen onder windexcitatie. Als deze sensoren worden gecombineerd met anemometers die gelijktijdig de windsnelheden meten die op de toren werken, kunnen de geschatte windbelastingen worden gevalideerd en verder worden verbeterd. Verwacht wordt dat een dergelijke procedure het mogelijk zal maken om de dynamische respons van een hoge getuide mast correct te beoordelen, waarbij twee van de belangrijkste uitdagingen worden aangepakt: constructie van een nauwkeuriger dynamisch model en een nauwkeurigere schatting van windbelastingen, met behulp van een modelgebaseerde mastaanpak. benadering, met gecombineerde gegevens van versnellingsmeters, rekstrookjes en anemometers.