hrvatski

Eksperimentalna i numerička analiza katedrale Sv. Jakova u Šibeniku

Na temelju provedene eksperimentalne analize katedrale sv. Jakova u Šibeniku i dobivenih dinamičkih parametara u radu je provedena numerička analiza konstrukcije katedrale i sustava zatega. U uvodnom dijelu dani su osnovni podaci o konstrukciji katedrale sa opisom detalja te povijesnim pregledom njezine gradnje. Zbog nepoznatih parametara, mehaničkih karakteristika materijala, nepoznatih rubnih uvjeta te nepoznate krutosti tla, provedena je kalibracija numeričkog modela Šibenske katedrale. Najprije je analizirano provedeno eksperimentalno ispitivanje te su dani osnovni dinamički parametri konstrukcije i sustava zatega dobiveni ispitivanjem. Radi jednostavnosti i praktičnosti od ispitanih zatega u katedrali dvije zatege su uzete kao referentne te su u nastavku rada analizirane kako bi se u njima odredila vrijednost uzdužne sile na temelju vlastitih frekvencija. Radi jednostavnosti rješavanja diferencijalne jednadžbe poprečnih oscilacija grede opterećene uzdužnom silom, u literaturi je definiran koeficijent κ. Njegova vrijednost ovisna je o rubnim uvjetima i obliku titranja. Kako bi se odredila primjenjivost i univerzalnost koeficijenta najprije je izrađen numerički model koji je baždaren na temelju dinamičkih parametara dobivenih eksperimentalnim ispitivanjem. Provedena je usporedba modalnih oblika dobivenih iz numeričkog modela i ispitivanja na terenu. Za svaku od prethodnih usporedbi provedena je ocjena numeričkog modela prema kriteriju ortogonalnosti (MAC faktor). Nakon ocjene numeričkog modela određena je vrijednost koeficijenta κ te njegovo odstupanje u odnosu na vrijednost danu u literaturi. Nakon dobivenog prihvatljivog odstupanja vrijednosti koeficijenta κ određena je vrijednost sila u pripadnim zatega koje su eksperimentalno ispitivane. Na temelju postojećih nacrta izrađen je numerički model katedrale. U sklopu poboljšanja numeričkog modela (eng.model upadating) provedena je statička i dinamička analiza modela pridruživanjem mehaničkih karakteristika materijala te određivanjem vlastitih frekvencija i oblika titranja konstrukcije. Najprije je izrađen inicijalni model na kojemu je provedeno poboljšanje modela varijacijom modula elastičnosti kamena, rubnih uvjeta te krutosti tla unutar granica koje pokrivaju frekvencije dobivene eksperimentalnim ispitivanjem. Nakon utvrđenih vrijednosti modula elastičnosti te krutosti tla dobivena su tri numerička modela. Svaki od njih ocijenjen je prema kriteriju modalne ortogonalnosti (MAC faktor). Na numeričkom modelu koji je za promatrane oblike titranje postigao najveće vrijednosti MAC faktor provedena je statička i dinamička analiza pri čemu je razmatrano djelovanje potresa te vlastite težine konstrukcije. Vrijednosti sila u sustavu zatega dobivene eksperimentalnim ispitivanjem uspoređene su sa numerički dobivenim vrijednostima, te je također napravljena usporedba sila u zategama za slučaj djelovanja potresa u x i y smjeru. Zbog pojave tlačnih sila uslijed djelovanja potresnog opterećenja u smjeru y provjerena je i mogućnosti otkazivanja zatega izvijanjem.

Zatega ; modalni oblici ; kriterij modalne ortogonalnosti ; kalibracija numeričkog modela

Diplomski rad