Topology optimisation of lattice telecommunication tower and performance-based design considering wind and ice loads

With increasing demand of infrastructure to support power transmission and telecommunication systems, the need of erecting more towers has also been rising significantly. For many years, these towers were designed by using a conservative approach and the opportunities lying in the design optimisation of the towers were not leveraged. This paper presents the application of structural topology optimisation to lattice self-supported telecommunication towers in developing an improved solution in terms of weight-to-stiffness ratio. 2D and 3D topology optimisation studies were performed with highly optimised bracing systems reducing the amount of steel material used, thus its carbon footprint. The new exoskeleton structure is representing a lattice tower composed of ‘high-waisted’ bracing type and elliptical hollow sections (EHS). Comparative modal analyses demonstrated the structural performance of the optimised tower models. In addition, a research-led design was carried out for optimising the geometric cross-sectional properties of the optimised lattice tower subjected to quasi-static analysis followed by regression analysis. The cross-sectional parameters were progressively changed; explicitly the diameter and thickness of the members. The performance-based analysis and design of a topologically optimised lattice tower present alternatives to onerous approaches such as wind tunnel testing or finite element modelling. The results were further analysed to understand their viability in different loading design cases and the effect of cross-sections. Conclusions highlighted the benefits gained by introducing the structural topology optimisation process in the design of slender support structures

Geschweißte Verbindungen höherfester Stähle

Im Beitrag werden nach einer kurzen Einführung zu hochfesten Stählen und dem Schweißen von hochfesten Stählen die gültigen und zukünftigen Bemessungsregeln von Schweißverbindungen mit hochfesten Stählen behandelt und an Beispielen erläutert. Es werden die für den Schweißprozess wichtigen Material‐ und Gefügeeingeschaften und Herstellungsverfahren von höherfesten Stählen beschrieben und die sich daraus einstellenden Anforderungen während des Schweißvorgangs dargelegt. Anhand von Beispielen werden die derzeit gültigen Bemessungsregeln für Schweißverbindungen mit höherfesten Stählen erläutert und ein neues durch Versuche abgesichertes Bemessungsmodell für Kehlnähte vorgestellt, das es erlaubt, gezielt den wichtigen Einfluss des Schweißzusatzwerkstoffs zu erfassen. Abschließend werden die aus numerischen Schweißsimulationen gewonnenen Erkentnisse hinsichtlich Temperatur, Gefüge, Eigenspannungszustand und auch Tragverhalten einer Schweißnaht beschrieben und durch Beispiele veranschaulicht