Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Acoustic properties of the absorption silencers with a micro-perforated channel in the air-flow

Wójciak Kamil, Kopania Joanna Maria, Gaj Patryk

Vibrations in Physical Systems

|

2025

|

Vol. 36, nr 1

art. no. 2025112

EN

Micro-perforated panels (MPPs) are known as thin sheets. There are perforated thickness-through hole with sized in the sub-millimetre range. With holes on such a small scale, the panels alone can provide high acoustic resistance and low acoustic reactance, conducive to effective sound absorption. Micro-perforated liners can be useful for attenuation in the low-frequency noise in ducted. The main objective of the paper is to compare the influence of testing facilities on the measured aeroacoustic performance of tested prototype silencers under an airflow between 4 and 12 m/s. This standard specifies the methods of ISO 7235 for determining the sound power level of the flow noise generated by silencers, the total pressure of silencers, and the insertion loss of silencers with and without airflow by using the substitute object. In this work, we focused on the correlation between the size of the hole in the studied silencers and its acoustic parameters, and also its relation to the insertion loss of silencers.

2

Stosowanie zbrojenia FRP w ściskanych elementach konstrukcji betonowych – badania doświadczalne

Włodarczyk Maria, Szulc Jarosław, Piekarczuk Artur, Więch Przemysław, Głodkiewicz Jacek

Przegląd Budowlany

|

2025

|

R. 96, nr 4

79--81

PL

Pręty kompozytowe znajdują coraz powszechniejsze zastosowanie przy zbrojeniu elementów konstrukcyjnych, ich produkcja generuje wielokrotnie np. niższą emisję dwutlenku węgla w odniesieniu do produkcji tradycyjnej stali zbrojeniowej. Aplikowanie prętów FRP, poza względami ekonomicznymi, wynika również z ich korzystnych właściwości: wysokiej wytrzymałości na rozciąganie, lekkości, odporności na korozję i obojętności elektromagnetycznej. W publikacji przedstawiono wyniki pilotażowych badań wytrzymałościowych ściskanych słupów zbrojonych prętami stalowymi i niemetalicznymi BFRP, przeprowadzając analizę porównawczą wyników w zakresie stanu naprężenia i odkształcenia przy narastającym ich obciążeniu osiowym. Wstępnie stwierdzono zbliżone poziomy sił niszczących, różnice zaobserwowano natomiast w postaciach zniszczenia elementów.

EN

Composite rods are increasingly used in the reinforcement of structural elements, their production generates e.g. lower carbon dioxide emissions compared to the production of traditional reinforcing steel. The use of FRP rods, apart from economic considerations, is also due to their favorable properties: high tensile strength, lightness, corrosion resistance and electromagnetic neutrality. The publication presents the results of pilot strength tests of compressed columns reinforced with steel and non-metallic BFRP bars, conducting a comparative analysis of the results in terms of the state of stress and strain with increasing axial load. Initially, similar levels of destructive forces were found, but differences were observed in the forms of element destruction.

3

The method of predicting tightening torque and preload for bolts embedded in softwood using steel washers

Kawecki Bartosz

Archives of Civil Engineering

|

2025

|

Vol. 71, nr 1

595--613

EN

The paper presents an investigation on tightening torque and preload prediction for bolts embedded in softwood using steel washers. A basis for the research was a lack of any information on the tightening torque value for bolted connections in the timber structures’ design codes. For this reason, two experimental tests, theoretical analysis and Finite Element modelling, were performed in the paper. The first experiment based on finding the tightening torque to relative displacement relationship. The next one enabled the author to check the maximal compressing force determined by theoretical approach. In this test, dependencies between plastic modulus including material’s compaction and modulus of elasticity were found too and then applied to the numerical model. Tightening torque was calculated according to agreed formulas elaborated for steel structures based on the obtained preload force value. The high correlation between results from the prepared numerical models and experimental tests was observed. The research presented in the paper has multiple applications, as estimating a proper tightening torque value that should clamp a bolted connection, predicting stresses in connection’s components and clamping pressure when connecting several elements due to tightening torque and bolt preload force introduction or predicting the structural response of multiple bolts connections in the first phase of the loading.

PL

W artykule przedstawiono badania dotyczące przewidywania momentu dokręcenia i siły sprężającej dla śrub osadzonych w miękkim drewnie iglastym przy użyciu podkładek stalowych. Podstawą badań był brak informacji o wartości momentu dokręcenia śrub w połączeniach śrubowych w normach projektowych konstrukcji drewnianych. Z tego powodu w artykule przeprowadzono dwa badania eksperymentalne, analizę teoretyczną oraz modelowanie Metodą Elementów Skończonych. Pierwsze doświadczenie polegało na wyznaczeniu zależności momentu dokręcenia od przemieszczenia względnego. Kolejne umożliwiło autorowi sprawdzenie maksymalnej siły ściskającej określonej teoretycznie. W teście tym znaleziono także zależności pomiędzy modułem plastycznym uwzględniającym zagęszczeniem materiału i modułem sprężystości, które następnie zastosowano do modelu numerycznego. Moment dokręcenia obliczono na podstawie ustalonych wzorów opracowanych dla konstrukcji stalowych bazując na uzyskanej wartości siły sprężającej. Zaobserwowano wysoką korelację pomiędzy wynikami opracowanych modeli numerycznych i wynikami badań eksperymentalnych. Badania przedstawione w artykule mają wiele zastosowań, jak oszacowanie właściwej wartości momentu dokręcenia, jaki powinien zostać wprowadzony do połączenia śrubowego, przewidywanie naprężeń w elementach połączenia i docisku podczas łączenia kilku elementów na skutek wprowadzenia momentu dokręcenia i siły sprężającej śruby, czy przewidywanie reakcji konstrukcji połączeń na wiele śrub w pierwszej fazie obciążenia.

4

Structural testing of compression members reinforced with FRP bars

Włodarczyk Maria

Archives of Civil Engineering

|

2025

|

Vol. 71, nr 2

659--672

EN

The Fibre Reinforced Polymer (FRP) bars are increasingly used as an alternative to steel reinforcement in concrete structures. Their wide applicability is due to their properties such as high strength, resistance to corrosion, easy cutting, etc. For many years, research has been conducted on the identification of properties and the possibility of application of FRP bars in structural members as the alternative to steel reinforcement. This paper presents results of experimental tests of concrete columns reinforced with BFRP (Basalt Fibre Reinforced Polymer) and HFRP (Hybrid Fibre Reinforced Polymer) bars. Observed failure modes are presented along with comparison of the experimental and the predicted ultimate capacities of the regarded columns.

PL

Pręty FRP (Fibre Reinforced Polymer) są dynamicznie rozwijającym się produktem na rynku budowlanym. Pręty FRP są coraz częściej stosowane jako alternatywa dla zbrojenia stalowego w konstrukcjach betonowych. Ich szerokie zastosowanie wynika z ich właściwości, takich jak wysoka wytrzymałość, odporność na korozję, łatwość cięcia itp. Od wielu lat prowadzone są badania nad identyfikacją właściwości i możliwością zastosowania prętów BFRP (Basalt Fibre Reinforced Polymer), GFRP (Glass Fibre Reinforced Polymer), CFRP (Carbon Fibre Reinforced Polymer), HFRP (Hybrid Fibre Reinforced Polymer) w elementach konstrukcyjnych jako alternatywy dla zbrojenia stalowego. Ze względu na liniową zależność naprężenie-odkształcenie dla prętów kompozytowych zdecydowana większość badań i analiz dotyczy elementów zginanych, podczas gdy dla elementów ściskanych ze wzmocnieniem kompozytowym brakuje obszernych badań. Istnieje jednak coraz większe zapotrzebowanie na ocenę przydatności tego zbrojenia w elementach ściskanych. W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych niskich słupów betonowych zbrojonych prętami BFRP i HFRP.

5

Experimental tests of tension connections of steel angle sections of lattice transmission towers

Barcewicz Wioleta, Wierzbicki Stanisław, Giżejowski Marian A., Labocha Sławomir

Archives of Civil Engineering

|

2025

|

Vol. 71, nr 1

259--274

EN

In the present paper, the results of experimental tests of bolted connections of angle specimens subjected to tension and connected by one leg are presented. Structural members of such type are commonly applied to the steel lattice supports of overhead electrical lines. The bolted connections of angles connected by one leg to gusset plates are in tension and additional bending moment that results from the eccentricity of the bolt group. The majority of available existing experimental and numerical investigations regarding the bolted connections of steel angles in tension have been conducted using mostly short specimens. Within this paper, the influence of the specimen length on the behaviour of angles connected by one leg in tension is shown on the basis of the comparison of the results from the experimental tests of shorter and longer specimens of the same size of angle section. Equal-leg angles in two cross-section dimensional groups – L90 x 6 and L120 x 8, and of two lengths: 600 mm and 1500 mm were tested. A basic test included determining the destructive force, elongation of a specimen and its deflections. In the case of some specimens, the tests were extended to include strain measurements in characteristic places of the angles - in the middle of the length and in the bolted connection zone. The conclusions from the conducted experimental tests confirm that the length of a specimen has an impact on the results, with a greater effect observed in angles with larger cross-sections, and thus with a greater load eccentricity.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań doświadczalnych rozciąganych połączeń stalowych kątowników mocowanych do blach węzłowych tylko jednym ramieniem. Tego typu elementy konstrukcyjne są powszechnie stosowane w stalowych podporach kratowych napowietrznych linii elektroenergetycznych. Rozwiązanie takie charakteryzuje się prostotą montażu, ale ze względu na mimośród połączenia, wynikający z łączenia kątownika tylko jednym ramieniem oraz ze sposobu osadzenia łączników śrubowych w łączonym ramieniu kątownika, występuje dodatkowy moment zginający. Większość dostępnych badań, zarówno eksperymentalnych jak i numerycznych, dotyczących połączeń śrubowych rozciąganych kątowników stalowych przeprowadzono na elementach o przeważnie małych długościach, bez możliwości uwzględnienia wpływu długości na nośność. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań wpływu długości próbki na zachowanie się rozciąganych kątowników połączonych jednym ramieniem. Badaniom poddano kątowniki równoramienne o szerokościach 90 mm i 120 mm, które obciążano aż do zniszczenia. Rozpatrzono dwie długości elementów próbnych: 600 mm i 1500 mm. Dokonywano rejestracji siły oraz wydłużeń i bocznych wygięć badanych elementów. W wybranych punktach przekrojów badanego elementu dokonywano pomiaru odkształcenia. Tensometry elektrooporowe umieszczono w środku rozpiętości elementów łączonych oraz w płaszczyźnie przechodzącej przez jedną ze śrub połączenia i w strefach oddziaływania naprężeń od docisku trzpieni śrub do ścianek otworów kątowników. Z przeprowadzonych badań wynika, że dłuższe elementy badawcze charakteryzowały się większą nośnością połączeń, przy czym większe różnice obserwowano w przypadku elementów wykonanych z kątowników o większych szerokościach ramion i wynosiły one około 5%. Krótsze elementy ulegały znacznie większym wygięciom w płaszczyźnie prostopadłej do ramienia przylgowego niż ich dłuższe odpowiedniki, co zostało zarejestrowane zarówno przez czujniki przemieszczeń, jak i przez tensometry. Tensometryczne pomiary odkształceń potwierdziły, że na większym obszarze przekroju poprzecznego krótkich elementów, zarówno w środku ich rozpiętości jak i w strefie połączenia, występują naprężenia ściskające będące efektem mimośrodowego przekazywania siły z kątownika na blachę węzłową. Efekty te są bardziej widoczne w kątownikach o większej szerokości ramion, co jest ściśle związane z ich mniejszą smukłością (długości elementów badawczych o obu szerokościach były takie same). Obserwowane zjawiska wskazują, że w badaniach nośności rozciąganych kątowników, łączonych jednym ramieniem, należy brać pod uwagę ich smukłość, a więc zarówno długość kątownika, jak i wymiary jego przekroju poprzecznego. Stosując standardowe długości elementów badawczych, które na ogół są małe, w przypadku większych przekrojów prowadzimy do niedoszacowania uzyskiwanych nośności, co w niektórych, skrajnych przypadkach, może prowadzić do błędnych wniosków z analiz porównawczych z procedurami normowymi. To samo spostrzeżenie można odnieść do numerycznych modeli MES - zbyt małe długości takich modeli oznaczają małe ich smukłości, a to wpływa niekorzystnie na wyniki. Lepsze rozpoznanie zagadnienia będzie wymagało przeprowadzenia większej liczby badań, które pozwoliłyby określić najmniejszą smukłość rozciąganych elementów badawczych, która jeszcze nie wpływa znacząco na uzyskiwane wyniki.

6

Experimental tests of steel balcony connections – part 2

Solarczyk Maciej Tomasz, Piotrkowski Paweł, Niedostatkiewicz Maciej

Archives of Civil Engineering

|

2025

|

Vol. 71, nr 3

49--61

EN

Paper presents theoretical analysis and results of experimental tests of three prefabricated balcony sets in natural scale with dimensions (width × length × height): 2.0 m × 2.78 m × 0.186 m (in a slope to 0.17 m) and one with dimensions: 2.0 m × 2.78 m × 0.2 m, consists of reinforced concrete slabs connected with each other with steel balcony connections. The impact of variable parameters (elongation of anchorage of balcony connections in ceiling slab, concreting of test elements in two stages, using of muffs as couplers to connect the longitudinal reinforcement bars in balcony sets and different height of the balcony slab) on the load bearing capacity of the elements are analysed. During the experimental tests deformations in the balcony connection using strain gauge sensors were measured. Global safety factor for all tested elements are determined. A numerical shell model of balcony connection is presented, validated using the results from experimental tests.

PL

W artykule przedstawiono analizę teoretyczną oraz wyniki badań eksperymentalnych dotyczących prefabrykowanych zestawów balkonowych w skali naturalnej: trzech o wymiarach (szerokość × długość × wysokość): 2.0 × 2.78 × 0.186 m (w spadku do 0.17 m) oraz jednego o wymiarach: 2.0 × 2.78 × 0.2 m, składających się z żelbetowych płyt połączonych ze sobą za pomocą stalowych łączników balkonowych. W publikacji przeanalizowano wpływ parametrów zmiennych (zwiększona długość kotwienia łączników, betonowanie elementów badawczych w dwóch etapach, zastosowanie muf na prętach zbrojenia podłużnego oraz zwiększona grubość płyty balkonowej) na nośność elementów. W trakcie badań mierzono odkształcenia w łączniku balkonowym za pomocą czujników tensometrycznych. Wyznaczono globalny współczynnik bezpieczeństwa dla wszystkich badanych elementów. Przedstawiono powłokowy model numeryczny łącznika balkonowego, zwalidowany przy pomocy wyników badań eksperymentalnych.

7

Experimental tests of steel balcony connections – Part 1

Solarczyk Maciej Tomasz, Piotrowski Paweł, Niedostatkiewicz Maciej

Archives of Civil Engineering

|

2025

|

Vol. 71, nr 2

279--293

EN

Paper presents theoretical analysis and results of experimental tests of three prefabricated balcony sets in natural scale with dimensions (width x length x height): 2.0 m x 2.78 m x 0.186 m (in a slope to 0.17 m) and one with dimensions: 2.0 m x 2.78 m x 0.2 m, consists of reinforced concrete slabs connected with each other with steel balcony connections. The impact of variable parameters (elongation of anchorage of balcony connections in ceiling slab, concreting of test elements in two stages, using of muffs as couplers to connect the longitudinal reinforcement bars in balcony sets and different height of the balcony slab) on the load bearing capacity of the elements are analysed. In the paper also the test stand was described. During the experimental tests, the crack morphology was determined, displacements and crack widths were measured. The paper contains a review of the scientific papers in the field of balcony connections.

PL

W artykule przedstawiono analizę teoretyczną oraz wyniki badań eksperymentalnych dotyczących prefabrykowanych zestawów balkonowych w skali naturalnej: trzech o wymiarach (szerokość × długość × wysokość): 2.0 × 2.78 × 0.186 m (w spadku do 0.17 m) oraz jednego o wymiarach: 2.0 × 2.78 × 0.2 m, składających się z żelbetowych płyt połączonych ze sobą za pomocą stalowych łączników balkonowych. W publikacji przeanalizowano wpływ parametrów zmiennych (zwiększona długość kotwienia łączników, betonowanie elementów badawczych w dwóch etapach, zastosowanie muf na prętach zbrojenia podłużnego oraz zwiększona grubość płyty balkonowej) na nośność elementów. W artykule opisano stanowisko badawcze. W trakcie badań określono morfologię zarysowania, mierzono przemieszczenia oraz szerokość rys. Artykuł zawiera przegląd literatury naukowej z zakresu łączników balkonowych.

8

Application of General Method for tapered built-up CFS C-members – experimental verification

Górski Marcin, Sieńkowska-Szpetnar Katarzyna, Budziński Rafał

Archives of Civil Engineering

|

2025

|

Vol. 71, nr 4

219--237

EN

An experimental study of tapered built-up cold-formed channel sections was conducted by the authors and described in this paper. The test plan involved testing specimens of varying geometries in bending, compression or eccentric compression cases. The investigation concerned the influence of parameters such as the slenderness of section parts, the difference in section height, and the spacing of intermediate plates on the resistance of the members and possible buckling failure modes. Although most of the analysed sections were classified as Class 4, i.e., susceptible to local and distortional instabilities, global forms were mainly observed. The maximum experimental load values were then used to verify the accuracy in determining the overall resistance of the considered members using the General Method with some “engineering” simplifications. The comparison shows that General Method with implemented assumptions provide a safe estimate of the resistance in the vast majority of cases and in this form can be used to calculate this type of members.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań doświadczalnych dwugałęziowych elementów z giętych na zimno ceowników o przekroju zbieżnym w przypadkach czystego zginania, czystego ściskania lub interakcji zginania i ściskania. Schemat statyczny i sposób obciążania zaprojektowano w nawiązaniu do warunków pracy elementów ram portalowych, które z uwagi na zmienny rozkład momentów zginających kształtuje się o zmiennym przekroju i projektuje na tzw. stałą siłę. Analizę wpływu takich parametrów jak grubość ścianki t (2, 4 lub 6 mm), liczba przewiązek gałęzi n (2, 4 lub 6 sztuk) oraz maksymalna wysokość przekroju zbieżnego ℎ1 (300, 500 lub 700 mm) na nośność i postać niestateczności elementów przeprowadzono na podstawie 21 zróżnicowanych przypadków doświadczalnych. Pomimo, iż większość próbek sklasyfikowano jako przekroje klasy 4, to dominującą formą niestateczności okazały się być formy globalne lub mieszane, tzn. wykazujące jednocześnie cechy wyboczenia globalnego i dystorsyjnego lub lokalnego. Maksymalne siły uzyskane z badań doświadczalnych okazały się w większości niższe niż nośności przekroju obliczone na podstawie efektywnych charakterystykach geometrycznych przekrojów, uwzględniających wpływ lokalnych i dystorsyjnych form niestateczności. Oznacza to, że globalne formy niestateczności miały dominujący wpływ na nośność badanych elementów.Nośność badanych elementów została określona również obliczeniowo przy użyciu Metody Ogólnej według wytycznych EC3-1-1. Na potrzeby tej analizy przyjęto pewne założenia, mające na celu uproszczenie wybranych kroków obliczeniowych: – rzeczywisty przekrój złożony z dwóch ceowników zwróconych do siebie plecami zastąpiony litym przekrojem dwuteowym o analogicznej geometrii przy wyznaczeniu współczynnika obciążenia krytycznego αcr, op w programie LTBeam – wyznaczenie naprężeń krytycznych z wykorzystaniem efektywnych charakterystyk geometrycznych przekrojów, obliczonych wyłącznie dla przypadków czystego ściskania (efektywne pole powierzchni przekroju Ae f f i zginania (efektywny wskaźnik wytrzymałości przekroju We f f) Wyniki obliczeń przedstawiono w formie wskaźników wykorzystania nośności z metody ogólnej, obliczonych dla maksymalnych obciążeń z badań doświadczalnych. Dla zdecydowanej większości przypadków otrzymano wartości powyżej 1,0, co oznacza, że zastosowane podejście prezentuje zadowalające oszacowanie nośności w analizowanym zakresie elementów. Zaprezentowane podejście „inżynierskie”, wykorzystujące Metodę Ogólną z pewnymi uproszczeniami, daje zadowalające wyniki i może być z powodzeniem stosowane do szacowania nośności elementów zbieżnych złożonych ze stalowych kształtowników giętych, poddanych ściskaniu osiowemu, momentowi zginającemu lub mimośrodowemu ściskaniu. Jednak aby zweryfikować dokładność tej metody, należy przeprowadzić szerokie porównanie z wynikami uzyskanymi na podstawie zaawansowanej analizy metodą elementów skończonych.

9

The fatigue strength of thin-walled shell structures with cutouts, in post-critical deformation states

Mazurek Przemysław

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2025

|

Vol. 19, no. 11

149--161

EN

The study presents the results of research on thin-walled elements made of aluminum alloy, subjected to pure shear. These elements represent a representative section of the skin of a semi-monocoque aircraft structure, weakened by an inspection hole. The possibility of the occurrence of post-critical deformations under operational load conditions was considered. The results of a numerical analysis conducted under static load conditions using the finite element method are presented. Based on the obtained stress distribution, a fatigue strength simulation was performed, based on the ε-n analysis. The results were verified using experimental static and fatigue tests.

10

Noise testing of multi-disc fan

Wójciak Kamil, Gaj Patryk, Kopania Joanna Maria

Vibrations in Physical Systems

|

2024

|

Vol. 35, nr 2

art. no. 2024216

EN

The impeller of a multi-disc fan was made of rotating smooth discs spaced close together. The concept of such a machine came from Nikola Tesla in 1909. The fluid, based on the principle of friction against the rotating surfaces of the discs, flows outwards from the disc pack into an outlet. According to the literature, such a design is characterized by low noise emissions. Based on calculations, a prototype of a multi-disc fan was designed and then manufactured. Tests were carried out for the sound power level emitted from the fan's outlet. The examination was performed in a reverberation chamber according to the ISO 3741:2010 standard. The noise source was visualized using an acoustic camera. The aerodynamic characteristics were also determined experimentally according to the ISO 5801:2017 standard. The aim of this study is provide insight into the acoustic and aerodynamic characteristics of a multi-disc fan.

11

Experimental tests of steel double-type balcony connections

Solarczyk Maciej Tomasz, Piotrkowski Paweł, Niedostatkiewicz Maciej

Technical Transactions

|

2024

|

Vol. 121, iss. 1

art. no. e2024001

EN

This paper presents an analysis and results of experimental tests of full-scale prefabricated balcony sets with dimensions (width × length × height): 2.0 m × 2.78 m × 0.186 m (in a slope to 0.17 m). The sets consist of reinforced concrete slabs (balcony and ceiling) connected with each other with double-type balcony connections. The paper analyses the impact of variable parameters on the load bearing capacity of the elements. Additionally, an overview of current scientific and technical papers in the field of balcony connections is provided.

12

Porównanie ugięcia betonowych belek zbrojonych prętami GFRP, BFRP i ze stali B500

Pytlowany Tomasz, Leń Dariusz, Piszczek Kazimierz, Zimka Roman

Przegląd Budowlany

|

2024

|

R. 95, nr 1-2

77--80

PL

Głównym celem badań było uzyskanie danych związanych z jakościową oceną sztywności belek betonowych zbrojonych prętami stalowymi EPSTAL B500SP oraz kompozytowymi prętami zbrojeniowymi GFRP i BFRP przy zachowaniu tego samego stopnia zbrojenia belek. Przyjęto schemat statyczny badanych elementów w postaci belki swobodnie podpartej o rozpiętości 1,5 m. Podstawowym opisem zachowania badanych elementów, zarejestrowanym podczas badań, była ścieżka równowagi statycznej opisana w układzie współrzędnych: siła obciążająca P i ugięcie belki u, rejestrowane za pomocą czujników, zarejestrowane zależności P-u. Podane na wykresach wartości ugięcia belek u są średnią arytmetyczną pomiarów z czujników przemieszczenia. W trakcie badań wykonano również pomiary odkształceń prętów zbrojeniowych w zależności od wartości przyłożonego obciążenia P. Wyniki tych pomiarów przedstawiono graficznie.

EN

The main purpose of the research was to obtain data related to the qualitative assessment of the stiffness of concrete beams reinforced with B500SP EPSTAL steel reinforcement bars and GFRP and BFRP composite reinforcing bars while maintaining the same degree of reinforcement of the beams. A static scheme of the tested elements was adopted in the form of a simply supported beam with a span of 1,5 m. The basic description of the behavior of the tested elements, recorded during the tests, was the static equilibrium path described in the coordinate system: loading force P and beam deflection u, recorded using sensors, the recorded P-u dependencies. The deflection values of the beams u given in the graphs are the arithmetic mean of the measurements from the displacement sensors. During the tests, measurements of reinforcing bars deformation were also carried out depending on the value of the applied load P. The results of these measurements are presented graphically.

13

Ocena doświadczalna i numeryczna belek drewnianych wzmocnionych za pomocą prętów stalowych i kompozytowych

Brol Janusz, Wdowiak-Postulak Agnieszka

Przegląd Budowlany

|

2024

|

R. 95, nr 1-2

55--59

PL

Zastosowanie prętów kompozytowych i stalowych do wzmocnienia w belkach z drewna klejonego warstwowo stanowi skuteczną technikę zbrojenia, która umożliwia redukcję przekrojów elementów konstrukcyjnych. W pracy przedstawiono wyniki eksperymentalne dotyczące zbrojenia w pełnowymiarowych belkach drewnianych o przekroju poprzecznym 82x162 mm i długości 3650 mm. Przeprowadzono również badania numeryczne za pomocą metody elementów skończonych z uwzględnieniem współczynnika zbrojenia, rodzaju zbrojenia, siły niszczącej, odkształceń czy przemieszczeń wykonane w programie ANSYS. Wyniki z badań doświadczalnych dla belek niewzmocnionych porównano z wynikami dla belek zbrojonych, a następnie określono przyrosty nośności, sztywności, wytrzymałości na zginanie i modułu sprężystości, a ponadto omówiono analizę postaci uszkodzeń. Wyniki pokazały średni wzrost nośności dla belek wzmocnionych prętami stalowymi odpowiednio 56,2 i 45,2% dla belek wzmocnionych prętami bazaltowymi, dla współczynnika zbrojenia w obu przypadkach równym 1,2%. W przeprowadzonej analizie numerycznej otrzymano zadowalającą korelację z wynikami doświadczalnymi, otrzymana różnica zawierała się w przedziale od 4,3 do 10,2%.

EN

The use of composite and steel bars for reinforcement in glued laminated timber beams is an effective reinforcement technique that allows reducing the cross-sections of structural elements. The paper presents experimental results for reinforcement in full-size wooden beams with a cross-section of 82x162 mm and a length of 3650 mm. Numerical tests were also carried out using the finite element method, taking into account the reinforcement factor, type of reinforcement, destructive force, deformations or displacements performed in the ANSYS program. The results from experimental tests for unreinforced beams were compared with the results for reinforced beams, and then the increases in load capacity, stiffness, bending strength and modulus of elasticity were determined, and the analysis of damage patterns was discussed. The results showed an average increase in resistance for steel-reinforced beams of 56,2 and 45,2% for basalt-reinforced beams, respectively, for a reinforcement factor of 1,2% in both cases. In the numerical analysis, a satisfactory correlation with the experimental results was obtained, the obtained difference was in the range of 4,3 to 10,2%.

14

FEM analysis and experimental tests of steel platform connection of a floating hotel

Swierczyna Szymon, Gremza Grzegorz, Słowiński Kamil

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 10

67--74

EN

The subject of the research was the detail of connection of steel pontoons which are the supporting platform of a floating building. The parameters of this asymmetrical end- plate joint with one bolt adopted at the design stage required confirmation by experimental tests and numerical analyses. The aim of the tests was to determine the ultimate load-bearing capacity of the connection, estimate its initial translational stiffness, determine the load level for planned fatigue tests and tests of a section of the platform.

PL

Przedmiotem badań było połączenie pontonów stalowych stanowiących platformę nośną budynku pływającego. Przyjęte na etapie projektowym parametry tego niesymetrycznego doczołowego połączenia na jedną śrubę wymagały potwierdzenia na drodze badań doświadczalnych i analiz numerycznych. Celem badań było określenie obciążenia granicznego połączenia, oszacowanie jego początkowej sztywności translacyjnej, ustalenie poziomu obciążenia do planowanych badań zmęczeniowych oraz badań fragmentu platformy.

15

Badanie procesu zniszczenia dźwigarów o falistym środniku w strefach przypodporowych

Basiński Witold

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 2

1--5

PL

W artykule przedstawiono analizę badań nośności postaciowej falistego środnika wspornikowych dźwigarów SIN z żebrami podporowymi ze szczególnym uwzględnieniem zniszczenia w obszarze pogranicznym. Badania doświadczalne przeprowadzono na dziesięciu dźwigarach o wysokości środnika 500, 1000, 1250 i 1500 mm. Dźwigary o schemacie statycznym belki swobodnie podpartej z jednostronnym wspornikiem zbudowano z elementów połączonych doczołowo na śruby sprężone. Przeanalizowano postacie zniszczenia dźwigarów oraz ścieżki równowagi statycznej wraz z ich bezpośrednim wpływem na formę zachowania w obszarze pogranicznym. Oszacowano wartość obciążenia odpowiadającego formowaniu krzyżulca rozciąganego w środniku, łączącego skrajne punkty obramowania w stanie pogranicznym na poziomie wynoszącym 0,39 - 0,67 nośności granicznej.

EN

The paper presents an analysis of the tests of the shear resistance of the wavy web of SIN cantilever girders with support stiffeners, with particular emphasis on failure in the post limit zone. Experimental tests were carried out on ten girders with web heights of 500, 1000, 1250 and 1500 mm. The girders with the static scheme of a simply supported beam with a one-sided cantilever were built from samples connected butt-together with prestressed bolts. The failure modes of girders and the load - displacements paths were analyzed along with their direct impact on the form of behavior in the post limit zone. The value of the load corresponding to the formation of a tension diagonal in the web connecting the extreme points of the frame in the post limit state was estimated at a level ranging from 0,39 to 0,67 of the limit load.

16

Application of PCM enhanced concrete panels as a component that reduces space overheating

Nowak Katarzyna, Zastawna-Rumin Anna, Sweetlin Jebarani Annie

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 12

226--234

EN

The article presents the results of preliminary research on the use of PCM-enhanced lightweight concrete panels as a component that helps reduce building overheating. The results of research on the thermal conductivity of concrete slabs using pumice aggregate impregnated with dodecanol (lauryl alcohol), an organic material that changes phase at +24°C. It has been shown that the use of concrete slabs containing 4% PCM mass as an internal finishing layer in building elements significantly increases the thermal capacity of the building, which translates into a change in its thermal characteristics. Computer simulations were also carried out for a simple model of a building with a lightweight wooden structure. The influence of the type of internal cladding on the thermal comfort of rooms in the summer period was analyzed, taking into account night cooling. The results indicated that the use of 3.5 cm thick PCM concrete slabs, compared to traditional plasterboards, effectively limits the increase in temperature inside the rooms and significantly reduces the duration of conditions causing thermal discomfort.

PL

W artykule zaprezentowano wyniki wstępnych badań paneli z lekkiego betonu zawierającego materiał zmiennofazowy (PCM) jako komponentu pozwalającego na ograniczenie przegrzewania budynku, w tym m.in. współczynnika przewodzenia ciepła płyt betonowych z PCM. Zastosowano w nich kruszywo pumeksowe nasączone dodekanolem (alkoholem laurylowym), materiałem organicznym, w przypadku którego temperatura przemiany fazowej wynosi +24°C. Wykazano, że wykorzystanie płyt betonowych zawierających 4% masy PCM, jako wewnętrznej warstwy wykończeniowej w elementach budowlanych, wpływa w istotny sposób na redukcję dobowych wahań temperatury. Przeprowadzono symulacje komputerowe prostego modelu budynku o lekkiej konstrukcji drewnianej. Analizowano wpływ rodzaju wewnętrznej okładziny na komfort termiczny pomieszczeń w okresie letnim, uwzględniając nocne chłodzenie. Wyniki wskazały, że zastosowanie betonowych płyt z PCM o grubości 3,5 cm skutecznie ogranicza wzrost temperatury wewnątrz pomieszczeń i znacznie redukuje czas trwania warunków powodujących dyskomfort cieplny w porównaniu z tradycyjnymi płytami gipsowo-kartonowymi.

17

Experimental investigations of ultra-lightweight-concrete encased cold-formed steel structures: local stability behavior of C-section profiles subjected to eccentric compression

Alabedi Ahmed, Hegyi Péter

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2024

|

Vol. 72, nr 6

art. no. e151044

EN

Nowadays, cold-formed steel (CFS) has become widely used in the field of lightweight structures. In 2016, the Budapest University of Technology and Economics initiated a research study on a unique structural system using CFS and utilized ultra-lightweight concrete as an encasing material. This material serves as continuous bracing that improves CFS element resistance, stability behavior and performance, while also manifesting heat insulation capabilities, thus helping achieve sustainability goals. This paper is considered a continuation of previous research conducted by the authors. An experimental investigation was carried out on encased CFS columns subjected to eccentric loading. A total of fourteen stub-columns, with two distinct thicknesses, were subjected to various loading conditions for testing. The test results showed that local failure controlled the behavior of all the tested elements. The reduction in capacity resulting from eccentricity with respect to centric resistance varied between 20% and 52%, depending on the load position applied and on the core thickness of the tested steel elements. Moreover, the test outcomes were compared to the Eurocode analytical solution of pure steel elements. The overall load increment ranged from 46% to 18%, with a more noticeable bracing impact observed in the case of slender elements. Material tests also supplement the results.

18

Experimental and numerical static tests of tensegrity triplex modules

Rutkiewicz Andrzej, Małyszko Leszek

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2024

|

Vol. 72, nr 6

art. no. e151674

EN

The paper presents chosen results of experimental tests performed on physical mock-ups of tensegrity triplex modules, approximately 1.2 m tall and of 0.5 m diameter, made of steel. A uniform and uniaxial static compressive loading is applied to three upper nodes of the modules at six different self-stress levels. Cable forces are measured using specially crafted force transducers of an electro-resistive strain-gauge type. Two types of struts with different slenderness are incorporated to analyze the influence of buckling on the behaviour of the modules. A simple three-parameter mathematical model is presented to explain the behaviour of the modules and discuss the obtained experimental data. The results show nonlinear behaviour in the equilibrium path, as well as, rapidly decreasing axial stiffness in the post-critical phase. An increase in prestress has a small influence on the stiffness in the chosen range of compressive loading. The experimental results are valuable for purposes of verification and validation of numerical studies and fill the lack of experimental data in the literature.

19

Experimental Study on Wood-Adhesive-Steel-Bolts Hybrid Connections with Slotted-in Steel Plates

Kawecki Bartosz

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2024

|

Vol. 18, no. 4

76--88

EN

Structural connections are one of the most important parts influencing the overall performance of a wooden structure. The way of design of these can lead both to increasing and decreasing internal stresses occurring in the load-carrying elements and structure’s total deformations. Typical mechanical joints in wooden structures are defined as plastic hinges or, at best, semi-rigid. The innovative hybrid one proposed in the paper with adhesive added between elements can be much stiffer than typical connection, which can lead to assuming rigid joint and significant reduction in stresses and deformations of a structure. The research comprised 30 specimens in three groups (10 per each group: reference - without adhesive, hybrid with one-component PUR - polyurethane adhesive and hybrid with one-component PVAc – polyvinyl acetate adhesive) tested on the MTS 809 testing machine up to failure. An innovative idea was to connect elements initially by applying an accurately predicted tightening torque value to bolts. This resulted in obtaining enough clamping pressure between elements for adhesive curing, with none other equipment. The load was applied in parallel-to-grain wood direction. The results showed that utilising hybrid connection caused, both for PUR and PVAc adhesive, a huge increase in stiffness. When comparing to the reference no-adhesive, bolted connection, this was 2365% stiffer (nearly 24 times). Load-carrying capacity was higher too, however, the increase was not that significant and was at the level of 14.4% and 27.1%, for PUR and PVAc adhesives, consecutively. Worth noting is that the hybrid connection could continue to work after adhesive failure with 60% higher stiffness than the reference one and its load-carrying capacity was only 10% lower than the reference. Hybrid connections of this type can potentially serve as structural joints because of the innovative concept of combining components. Steel plates can be covered with adhesive and then inserted between wooden parts. Next, the tightened bolts can work as clamps producing enough pressure for adhesive curing, enabling the joint to be assembled directly on the construction site. Despite the mentioned advantages, before providing the connections’ design methods, the idea needs to be tested towards various effects influencing wooden structures. Incorporating numerical modelling can be extremely important too.

20

Badania betonowych elementów sprężonych zespolonych z nadbetonem

Zając Jakub, Drobiec Łukasz, Grzyb Krzysztof

Przegląd Budowlany

|

2023

|

R. 94, nr 7-8

126--132

PL

W artykule przedstawiono badania rozwarstwienia prefabrykowanych sprężonych belek betonowych. Głównym celem programu badań jest określenie wpływu kształtu zespolenia na zachowanie się belek zespolonych. Zbadano żebrowe prefabrykowane belki sprężone z pełnym zespoleniem, zerwaną adhezją i zerwaną adhezją oraz tarciem. Pomiary z wykorzystaniem technologii cyfrowej korelacji obrazu (DIC) wraz z analizą charakterystyki siła-przemieszczenie wykazały decydujący wpływ długości rozwarstwienia na pracę elementu. Powstawanie lokalnego poślizgu w płaszczyźnie zespolenia związane było z propagacją zarysowań giętnych i ukośnych. Zarysowanie dochodzące do strefy podparcia należy uznać za moment rozwarstwienia elementu zespolonego.

EN

The article presents a study of the interface behavior of precast pre-stressed composite beams. The main objective of the research program is to determine the influence of the interface’s shape on the composite element’s behavior. The rib-shaped precast prestressed beams with full bond, broken adhesion and broken contact were tested. DIC measurements with force-displacement relations analysis showed a crucial impact of cracking length on element performance. The formation of the local slip of the interface was related to the propagation of flexural and shear cracks. The crack reaching the support zone should be considered the moment of debonding of the composite element.