Tuulikuormitusten aiheuttamat vaikutukset alumiinirakenteisissa liukuporteissa

Abstract

Työn tavoitteena oli selvittää GPP Perimeter Protection Oy:n valmistaman 10 m pitkän alumiiniliukuportin käyttäytymisestä tuulisissa olosuhteissa. Opinnäytetyössä tutkittiin tuulesta aiheutuvaa portin sivuttaistaivuntaa erilaisilla tuulikuormituksilla. Voimakkaista tuulikuormituksista aiheutuva poikkeama on alumiinista rakennetulle liukuportille luontaista, mutta sen täytyy pysyä tietyissä rajoissa portin toimivuuden kannalta. Työssä käytettiin työkaluna Autodesk Inventor -ohjelmaa, jonka avulla luotiin 3D-versio kaikista liukuporttiympäristöön liittyvistä osista, lopuksi yhdistämällä nämä yhdeksi kokonaisuudeksi. Tuulivoimakuormituksista aiheutuvia poikkeamia tutkittiin ainoastaan simulaatioina, sillä käytännön kokeet olisivat vaatineet aina halutun voimakkuuksisen tuulen. Lisäksi liukuportille olisi täytynyt rakentaa paikallaan pyörivä alusta, jolla portti olisi voitu suunnata oikeassa kulmassa tuulta kohden. Yhtenä suurimmista haasteista oli saada simuloitua mahdollisimman toden mukainen tuulta vastaava sivuttaiskuormitus Inventorilla. Lopulliset simuloinneista saadut lopputulokset kuitenkin viittaavat hyvin lähelle realistisia tuloksia, joita tukevat kirjoittajan monen vuoden alalta saatu käytännön kokemus kyseisestä aiheesta. Simulaatioista saatuja tuloksia voidaan käyttää firman sisäisessä tuotekehittelyssä sekä hyödyntää jatkotutkimuksia varten.

Wind force acts a huge role, when it comes to natural loads caused by outdoor air. By GPP Perimeter Protection Oy the aim of this thesis was to clarify the behaviour of a 10 meters long aluminium sliding gate loaded by wind of different strengths. Aluminium is quite susceptible to bending, which is also a natural feature of the gate. However, it is important that the lateral displacement caused by wind remains within certain limits due to the functionality of the gate. Autodesk Inventor played a significant role in this work. By modelling 3D version of the gate environment, wind loads could be simulated theoretically without practical experiments. Practical tests would always have required the right kind of wind and a rotating platform for the gate, for which this work could not afford. The big challenge was to be able to simulate the wind power that would be as close to the natural wind as possible. However, the results obtained with the Autodesk Inventor are very close to the reality supported by the author's many years of professional experience in the subject. The results from the simulations can be used in the company's internal product development, as well as be utilized for further research.