Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ statystyk cech materiałowych i geometrycznych na losową nośność przy wyboczeniu stalowych prętów ściskanych o dwuteowym, bisymetrycznym przekroju walcowanym

Stachura Zbigniew, Giżejowski Marian

Inżynieria i Budownictwo

|

2025

|

R. 81, nr 1

28--35

PL

Oceniono nośność stalowych prętów ściskanych o bisymetrycznych przekrojach dwuteowych, wąsko- i szerokostopowych. Pominięto imperfekcje materiałowe (naprężenia własne) i geometryczne (wstępne wygięcie). Uwzględniono losową zmienność charakterystyk przekroju i cech mechanicznych stali. Wykonano szereg symulacji Monte Carlo losowej nośności pręta ściskanego, biorąc pod uwagę współczesne polskie oraz europejskie dane statystyczne. Podano wnioski i zalecenia praktyczne w nawiązaniu do normy PN-EN 1993-1-1:2006.

EN

The buckling resistance of steel elements in compression was evaluated in this paper. Members were made of bisymmetric double-tee rolled sections of narrow and wide flanges. The effects of residual stresses and geometric bow imperfections is not taken into account. The randomness of cross-section properties and mechanical properties of steel is taken into consideration. A number of Monte Carlo simulations of the random buckling resistance of steel elements in compression were performed taking into consideration the contemporary Polish and European statistical data. Conclusions and practical recommendations are presented with reference to PN-EN 1993-1-1:2006.

2

Elastic flexural-torsional buckling of steel I-section members unrestrained between end supports

Giżejowski Marian Antoni, Barszcz Anna Maria, Stachura Zbigniew

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 1

635--656

EN

Elastic instability of steel I-section members has been investigated with regard to axial compression, major axis bending as well as compression and major axis bending, based on the Vlasov theory of thin-walled members. Investigations presented in this paper deal with the energy method applied to the flexural-torsional buckling (FTB) problems of any complex loading case that for convenience of predictions is treated as a superposition of symmetric and antisymmetric components. Firstly, the review of energy equation formulations is presented for the elastic lateral-torsional buckling (LTB) of beams, then the most accurate beam energy equation, so-called the classical energy equation formulated for bisymmetric I-section beams is extended to cover also the beam-column out-of-plane stability problems, referred hereafter to FTB problems. Secondly, for the simple end boundary conditions, the shape functions of twist rotation and minor axis displacement are chosen such that they cover both symmetric and antisymmetric lateral-torsional buckling modes in relation to two lowest eigenvalues of the beam LTB in major axis bending. Finally, the explicit form of the general solution is presented being dependent upon the dimensionless bending moment equations for symmetric and antisymmetric components, and the load factor ψk where the lower k index identifies the load case.

PL

Na podstawie teorii prętów cienkościennych Własowa w artykule przedstawiono zagadnienia stateczności sprężystej stalowych elementów o przekrojach dwuteowych bisymetrycznych, poddanych ściskaniu i zginaniu względem osi większej bezwładności przekroju. Ponieważ rozwiązanie ścisłe zagadnienia zwichrzenia oraz wyboczenia giętnoskrętnego elementów ściskanych i zginanych można wyznaczyć tylko w odniesieniu do prostych przypadków obciążeń, w przypadkach bardziej złożonych obciążeń wykorzystuje się metody przybliżone - zarówno analityczne jak i numeryczne. Badania przedstawione w pracy dotyczą analitycznej metody energetycznej odniesionej do dowolnego złożonego przypadku obciążenia, który traktuje się jako superpozycję symetrycznej i antysymetrycznej części obciążenia. W pierwszej kolejności przedstawiono różne sformułowania, tak zwane alternatywne i klasyczne, równań dotyczących energii odkształcenia i obciążenia w wypadku zwichrzenia sprężystego belek zginanych. Dokładniejsze klasyczne równanie energii sformułowane dla belek zginanych o przekroju dwuteowym bisymetrycznym rozszerzono o wpływ siły podłużnej ściskającej w celu rozwiązania problemu giętno-skrętnego wyboczenia elementów ściskanych i zginanych oraz przedstawiono w postaci funkcji pochodnych kąta skręcenia ϕ i przemieszczenia liniowego v. Następnie, po przyjęciu funkcji kształtu kąta skręcenia ϕ oraz przemieszczenia v tak, aby obejmowały postacie zwichrzenia belki odpowiadające symetrycznemu i antysymetrycznemu rozkładowi momentu zginającego, wyprowadzono macierzowe kryterium utraty stateczności pręta w ujęciu liniowego problemu wartości własnych (LEA). Ostatecznie przedstawiono jawną postać rozwiązania liniowego problemu wartości własnych zależną od symetrycznej i antysymetrycznej części momentu zginającego. Otrzymane rozwiązanie porównano z wynikami uzyskanymi z innych badań i stwierdzono dobrą zgodność. Opracowane krzywe stateczności sprężystej elementów ściskanych i zginanych odgrywają ważną rolę w ocenie nośności wyboczeniowej nieidealnych elementów ściskanych i zginanych przy użyciu tak zwanej metody ogólnej (z ang. General Method), wprowadzonej w eurokodzie stalowym EN 1993-1-1:2005. Metodę tę stosuje się skutecznie tylko w przypadku prostych obciążeń prętów, ponieważ ogólne rozwiązanie równania stateczności sprężystej elementów ściskanych i zginanych nie było szeroko badane w literaturze. Artykuł jest punktem wyjścia do dalszych badań nad ulepszeniem opracowanego rozwiązania, polegającym na zastąpieniu liniowej formuły problemu wartości własnych (LEA) jej odpowiednikiem wynikającym z nieliniowego problemu wartości własnych (NEA).

3

Buckling resistance of quasi-straight H-section beam-columns under unequal end moments

Giżejowski Marian Antoni, Szczerba Radosław Bronisław, Stachura Zbigniew, Gajewski Marcin Daniel

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 1

323--349

EN

Steel prismatic elements of equal flanges double-tee section subject to major axis bending and compression, unrestrained in the out-of-plane direction between the supports, are vulnerable to buckling modes associated with minor axis flexural and torsional deformations. When end bending moments are acting alone on the quasi-straight member, the sensitivity to lateral-torsional buckling (LTB) is very much dependent upon the ratio of section minor axis to major axis moments of inertia, and additionally visibly dependent upon the major axis moment gradient ratio. In the case of major axis bending with the presence of a compressive axial force, even of rather small value in relation to the section squash resistance, there is a drastic reduction of structural elements in their realistic lengths to maintain a tendency to fail in the out-of-plane mode, governed by the large twist rotation. Increasing the load effects ratio of dimensionless axial force to dimensionless maximum major axis bending moment, the buckling mode goes away from that of lateral-torsional one, starting to become that closer to the minor axis flexural buckling (FBZ) mode. Different aspects of the flexural-torsional buckling (FTB) resistance of the typical rolled H-section beam-column with regard to the General Method (GM) formulation, developed by the authors elsewhere and based on the parametric finite element analysis, are dealt with in this paper. Investigations are concerned with different member slender ratio, different moment gradient ratios and different load effects ratio. Final conclusions are related to practical applications of the proposed format of General Method in relation to the effect of large displacements on the FTB resistance reduction factor described through the dimensionless measure of action effects and the FTB relative slenderness ratio of quasi-straight beam-columns.

PL

Dwuteowniki stalowe o przekroju bisymetrycznym, poddawane ściskaniu i zginaniu względem głównej osi bezwładności przekroju, są wrażliwe na wyboczenie względem osi mniejszej bezwładności, przy jednoczesnej podatności na deformacje zgięciowe i skręcenie względem tej osi bezwładności. Analizy numeryczne wykazały, że w sytuacji, kiedy na końcach elementu quasi-idealnego występuje obciążenie podporowymi momentami zginającymi, wrażliwość na wyboczenie giętno-skrętne zależy w głównej mierze od stosunku momentów bezwładności analizowanego przekroju oraz dodatkowo zależy, i to w sposób istotny, od gradientu momentu względem głównej osi bezwładności przekroju. W przypadku zginania względem przekrojowej głównej osi bezwładności (osi y-y) z udziałem siły ściskającej, nawet o bardzo małej wartości w porównaniu z siłą powodującą uplastycznienie (równą nośności przekroju klasy 1 na ściskanie), następuje drastyczna redukcja nośności elementów o typowo konstrukcyjnych długościach. Na podstawie przeprowadzonych obliczeń można zaobserwować, że wyboczenie następuje wskutek zginania w płaszczyźnie mniejszej bezwładności przekroju, któremu towarzyszą znaczne skręcenia przekroju. W miarę wzrostu wartości współczynnika obciążenia, który definiujemy jako stosunek bezwymiarowej siły osiowej do bezwymiarowego maksymalnego momentu zginania względem osi większej bezwładności, następuje oddalanie się krzywej wyboczeniowej od tej dla wyboczenia giętno-skrętnego i zbliżenie się do krzywej dla wyboczenia względem osi mniejszej bezwładności. W niniejszej pracy przeanalizowano wpływ wybranych czynników na nośność przy wyboczeniu giętno-skrętnym typowego elementu stalowego, definiowaną w ujęciu tzw. eurokodowej metody ogólnej, rozwijanej przez autorów w innych pracach. Do analiz parametrycznych wykonywano metodę elementów skończonych (MES).

4

W sprawie oszacowania maksymalnego momentu sprężystego II rzędu stalowych elementów ściskanych i zginanych obciążonych momentami podporowymi

Giżejowski Marian, Stachura Zbigniew

Inżynieria i Budownictwo

|

2020

|

R. 76, nr 4-5

228--231

PL

Omówiono zagadnienia związane z oszacowaniem maksymalnego momentu II rzędu stalowych elementów ściskanych i zginanych w płaszczyźnie większej bezwładności przekroju. Przedstawiono trzy metody oszacowania maksymalnego momentu zginającego, które mogą być wykorzystane do oceny nośności przekroju. Podano wnioski praktyczne.

EN

Problems related to the evaluation of maximum second-order bending moment of steel beam-columns under compression and bending about major axis are dealt with in this paper. Three methods for evaluating the maximum bending moment which can be used to check the cross-section resistance are presented. Practical conclusions are drawn.

5

Ocena przyczyn awarii stalowej konstrukcji hali w kontekście metod projektowania

Wierzbicki Stanisław, Giżejowski Marian, Cwyl Maciej, Stachura Zbigniew

Inżynieria i Budownictwo

|

2020

|

R. 76, nr 1-2

20--24

PL

Na przykładzie awarii konstrukcji zadaszenia rampy załadowczej hali produkcyjno-magazynowej przedstawiono zagadnienie metodyki projektowania połączeń doczołowych w ujęciu normowym. Skoncentrowano się na podejściu do zagadnienia stosowanym w krajowej normalizacji przed wprowadzeniem eurokodów i na skutkach nadmiernych uproszczeń w wymiarowaniu niektórych typów takich połączeń.

EN

On the example of the roof structure failute of the loading ramp of the industrial building, the problem of methodology for designing tension connections in standard terms was presented. The focus was on the approach taken in national standardization before the introduction of Eurocodes and on the effects of excessive simplifications in the designing of certain types of such connections.

6

Metoda ogólna sprawdzania wyboczenia giętno-skrętnego dwuteowych elementów stalowych - aktualny stan i kierunki badań na Politechnice Warszawskiej

Giżejowski Marian, Stachura Zbigniew, Barszcz Anna

Inżynieria i Budownictwo

|

2020

|

R. 76, nr 1-2

60--66

PL

Scharakteryzowano zagadnienia związane z oceną nośności elementów ściskanych i zginanych eurokodową metodą ogólną. Omówiono kwestie związane z efektami wpływającymi na sprężysty stan krytyczny elementów ściskanych i zginanych. Przedstawiono ogólną zależność stanu krytycznego, która pozwala na bardziej ekonomiczne projektowanie elementów stalowych o przekrojach szerokostopowych. Zamieszczono jej zastosowanie w ocenie nośności prętów realnych. Podano wnioski praktyczne dotyczące normowej weryfikacji nośności wyboczeniowej.

EN

Problems related to the evaluation of beam-column resistance with the use of Eurocode's General Method are dealt with in this paper. Issues related to effects influencing the elastic critical state of beam-columns are discussed. The general relationship for the critical state is presented that allows for more economical design of steel elements of wide flange sections. Its application in the resistance evaluation of real members is presented. Practical conclusions are drawn with regard to codified verification of the buckling resistance.

7

Symulacje losowej nośności przekroju stalowych prętów dwuteowych ściskanych i zginanych w płaszczyźnie większej bezwładności

Stachura Zbigniew, Szwed Aleksander, Giżejowski Marian

Inżynieria i Budownictwo

|

2019

|

R. 75, nr 7-8

343--349

PL

Oceniono nośność przekroju stalowych prętów dwuteowych wąsko- i szerokostopowych H, ściskanych i zginanych w płaszczyźnie większej bezwładności. Uwzględniono model przyjęty w normie PN-EN 1993-1-1 oraz model proponowany do nowelizacji eurokodów. Przeprowadzono szereg symulacji Monte Carlo losowej nośności przekroju, uwzględniając najnowsze polskie oraz europejskie dane statystyczne. Podano wnioski i zalecenia praktyczne.

EN

Evaluation of the section resistance of double-tee section members, narrow I and wide H, subjected to compression and major axis bending is carried out in this paper, taking into consideration the model of present European code PN-EN 1993-1-1 and that proposed for the novelization of Eurocodes. A number of Monte Carlo simulations were performed for selected wide and narrow flange sections, taking into consideration recently obtained statistical data in Poland and Europe. Conclusions and practical recommendations are presented.