Aerodynamic test of wind action on supporting structure of fast-erecting crane

The article presents selected results of experimental studies conducted in the aerodynamic tunnel Wind Engineering Laboratory Cracow University of Technology of models sectional construction crane, in order to determine the aerodynamic coefficients of the supporting structures of a fast-erecting building crane. The influence of the geometrical parameters of the tower and the jib models on aerodynamic coefficients under laminar and turbulent air flow and different angles of wind attack β was investigated. Models of coldformed square profile and models of lattice made of angle iron and pipes were compared. On the basis of forces Px, Py and torque Mz measured in the tunnel following aerodynamic coefficients were specified: coefficient of aerodynamic drag Cx, coefficient of lateral aerodynamic force Cy and the aerodynamic coefficient of torque Mz as a function of angle β. A significant effect of the angle of wind attack on the aerodynamic drag coefficient as well as the coefficient of lateral aerodynamic force was observed, and also the increase of value of the aerodynamic drag for the turbulent flow. Comparing the aerodynamic drag coefficients and the lateral force acting on the tested models one can state that the lowest values increase for the sectional models made with the tubular section. The results of tests can be used in the conditions of the design and operation of tower cranes.

---

W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań doświadczalnych przeprowadzonych w tunelu aerodynamicznym Laboratorium Inżynierii Wiatrowej Politechniki Krakowskiej na modelach sekcyjnych budowlanego żurawia, celem określenia współczynników aerodynamicznych kratowych ustrojów nośnych. Przeanalizowano wpływ parametrów geometrycznych modeli wieży i wysięgnika na wartości współczynników aerodynamicznych w warunkach przepływu ustalonego i turbulentnego strugi powietrza i różnych kątów natarcia wiatru β. Wykonane modele z profilu zamkniętego kwadratowego porównano także z modelami ustrojów kratowych wykonanych z kątownika oraz rury. Na podstawie otrzymanych sił Px, Py i momentu skręcającego Mz, określono następujące współczynniki aerodynamiczne: współczynniki aerodynamiczne oporu Cx, współczynniki aerodynamiczne siły bocznej Cy, oraz współczynniki aerodynamiczne momentu skręcającego Mz w funkcji kąta działania wiatru β. Zaobserwowano istotny wpływ kąta natarcia wiatru na współczynnik aerodynamiczny oporu i siły bocznej, a także wzrost wartości współczynników oporu aerodynamicznego dla przepływu turbulentnego. Porównując wartości współczynników aerodynamicznych oporu i siły bocznej badanych modeli można stwierdzić, że najmniejsze wartości przypadają na sekcję zbudowaną z elementów o przekroju rurowym. Rezultaty badań mogą być wykorzystane w warunkach procesu projektowania i eksploatacji żurawi wieżowych.