Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ stopnia zbrojenia i średnicy prętów na odkształcenia trwałe w belkach wykonanych z betonu o wysokiej wytrzymałości

Bayat Hydayatullah, Ubysz Andrzej

Przegląd Budowlany

|

2024

|

R. 95, nr 7

35--38

PL

Na podstawie badań doświadczalnych wykonanych na belkach w skali półnaturalnej z betonu o wysokiej wytrzymałości pokazano, jak stopień zbrojenia i średnica stalowych prętów zbrojeniowych wpływają na wartości rezydualnych ugięć belek przy jej cyklicznych obciążeniach. Badania przeprowadzono na 4 seriach belek, w których na poszczególnych poziomach obciążenia pomierzono ugięcia całkowite i pozostające w zależności od poziomu wytężenia belki. Wyniki pokazano w postaci stosunku ugięć resztkowych do całkowitych w zależności od wartości obciążenia. Zmiana stosunku deformacji dla każdego zestawu belek jest analizowana pod kątem wymuszających cykli obciążeń na podstawie założeń sprężysto-plastycznego modelu betonu. Artykuł przedstawia również analizę dotychczasowych wyników badań opisanych w literaturze oraz wniosków autorów, które mają na celu ulepszenie współpracy betonu i stali dla betonów o wysokiej wytrzymałości.

EN

Based on experimental studies conducted on semi-natural scale beams made of high-strength concrete, it has been shown how the degree of reinforcement and the diameter of the steel reinforcing bars influence the values of residual deflections of beams under cyclic loads. The research was carried out on 4 series of beams, in which total and residual deflections were measured at different load levels, depending on the degree of beam stress. The results are presented in the form of the ratio of residual deflections to total deflections in relation to the load value. The change in the deformation ratio for each set of beams is analysed in terms of the imposed load cycles based on the assumptions of a elastic-plastic model of concrete. The article also presents an analysis of existing research results described in the literature, as well as the authors’ conclusions aimed at improving the interaction between concrete and steel for high-strength concretes.

2

Stability analysis of open-pit bench slope under repeated heavy vehicle loading based on stress-corrosion model

Zhao Lichun, Li Zhiguo, Liu Yongjie, Xu Yongchao, Wasantha P. L. P., Zheng Xiaobin, Xu Tao

Archives of Mining Sciences

|

2024

|

Vol. 69, no. 2

211--230

EN

In the present study, we address an important and increasingly relevant topic in mining safety and efficiency, namely the stability of open-pit bench slopes subjected to daily heavy truck cyclic loading. Specifically, we focus on the stability of Zhahanur open-pit slope (Inner Mongolia region, China) and investigate the potential role of daily heavy truck cyclic loading in bench slope instability. To this end, we incorporate a stress corrosion model into the particle flow code to develop a time-dependent deformation model of the rock. With the established model, we quantitatively analyse the effect of heavy truck cyclic loading on the bench slope stability. Our results support the hypothesis that daily heavy truck loading can cause gradual downward deformation of a rock mass, leading to slope instability. To validate our numerical modelling results, we compare and analyse them with in situ monitoring data. Our study demonstrates the significant impact of daily heavy vehicles on bench slope stability in open-pit mines and provides a practical tool for assessing the long-term stability of open-pit bench slopes and optimising mining operations.

3

The cyclic load effect on the elasticity and plasticity deformation of high-strength reinforced concrete elements

Bayat Hydayatullah, Chalecki Marek, Lesniewska Aleksandra, Maj Marek, Rybak Jarosław, Ubysz Andrzej

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2024

|

Vol. 24, no. 2

art. no. e135, 2024

EN

This article investigates the degradation of stiffness in high and standard-strength concrete due to the influence of repeated loading and considers the non-linear behavior arising from localized or natural defects of concrete. The article also refers to the models from existing literature that evaluate the characteristics of concrete by enhancing its physicochemical properties through the application of natural and synthetic fibers. The impact of the service load, which influences the change in concrete stiffness, is illustrated using the elastic-plastic concrete model. The elastic-plastic model of concrete, combined with experimentally determined data such as elastic and residual deformations, simplifies the analysis of concrete beams or surface elements. This model enables static solutions of inelastic materials based on the classical theory of elasticity. The degradation of element stiffness in this model is described by the local increment of the rotation angle. Based on the model we can assume a constant stiffness along the length of the beam before as well as after exceeding the value of the cracking moment. In the case of cyclic loads, it can be assumed that residual deformations have the greatest influence on the displacement values, which in the calculation model are described by the component of the angle of rotation in the crack, describing permanent displacements.

4

Shear modulus and damping ratio of recycled concrete aggregate from cyclic torsional shear test

Gabryś Katarzyna

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2023

|

Vol. 22, no. 4

387--398

EN

This study examines the small-strain dynamic properties of three mixtures of recycled concrete aggregate (RCA) using laboratory investigations typical of natural soils, namely cyclic torsional shear (CTS) tests. In order to construct two samples, crushed concrete curbs originating from a demolition site in Warsaw was employed. To create the third sample, crushed concrete from demolished buildings also Warsaw was used, mainly from concrete wall and floor elements. A series of CTS tests were performed to investigate the impact of various parameters, including confining pressure, excitation frequency, and number of vibration cycles on the G−modulus, Gmax−modulus, shear modulus degradation curve G(γ)/Gmax, D−ratio, Dmin−ratio, variation in damping curve D(γ)/Dmin. The resulting stiffness and damping characteristics of the analysed concrete aggregate were compared with those of natural gravel and sand aggregate – natural aggregate (NA). The results collected from the CTS tests indicate that the performance of most RCA is comparable to that of NA and can be used as an unbound granular material (UGM).

PL

W niniejszym badaniu zbadano właściwości dynamiczne przy małych odkształceniach trzech mieszanek kruszywa betonowego z recyklingu (RCA) przy użyciu badań laboratoryjnych typowych dla gruntów naturalnych, a mianowicie badania cyklicznego ścinania skrętnego (CTS). Do wykonania dwóch próbek wykorzystano pokruszone krawężniki betonowe pochodzące z rozbiórki w Warszawie. Do stworzenia trzeciej próbki wykorzystano pokruszony beton z rozebranych budynków, także z Warszawy, głównie z betonowych elementów ścian i podłóg. Przeprowadzono serię testów CTS w celu zbadania wpływu różnych parametrów, w tym ciśnienia ograniczającego, częstotliwości wzbudzenia i liczby cykli wibracji na moduł G, moduł Gmax, krzywą degradacji modułu ścinania G(γ)/Gmax, współczynnik D, współczynnik Dmin, zmianę krzywej tłumienia D(γ)/Dmin. Uzyskane charakterystyki sztywności i tłumienia analizowanego kruszywa betonowego porównano z charakterystykami naturalnego kruszywa żwirowo-piaskowego – kruszywa naturalnego NA). Wyniki zebrane z badań CTS wskazują, że wydajność większości destruktu betonowego jest porównywalna z kruszywem naturalnym i może być stosowana jako niezwiązany materiał ziarnisty (UGM).

5

Ocena podatności gruntu sypkiego na upłynnienie w warunkach trójosiowego ściskania pod wpływem małych naprężeń

Mierczyński Jacek, Smyczyński Marcin, Kazimierowicz-Frankowska Krystyna

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 5-6

272--275

PL

Przedstawiono wyniki badań w aparacie trójosiowego ściskania wykonanych na próbkach nawodnionego gruntu niespoistego w warunkach bez odpływu wody z porów. Badano reakcję gruntu na obciążenie cykliczne w zakresie małych naprężeń. Wykonanie tych badań wymagało opracowania opisanej w artykule autorskiej procedury rozszerzającej możliwości pomiarowe standardowego aparatu trójosiowego. Poprawność jej działania zweryfikowano w trakcie wykonanych eksperymentów, określając liczbę cykli obciążeń niezbędnych do upłynnienia próbek gruntu.

EN

The results of tests in the triaxial apparatus performed on samples of non-cohesive soil in undrained conditions are presented. The response of soil to cyclic loading at low stress levels was studied. Performing these tests required the development of a bespoke procedure extending the measurement capabilities of a standard triaxial apparatus, which is described in the article. Its correctness was verified during the experiments, while determining the number of load cycles necessary to liquefy the soil samples.

6

Experimental investigations of steel cold-formed moment-resisting bolted lap joints under monotonic and cyclic loading

Budziński Rafał, Ślęczka Lucjan

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 4

359--377

EN

Joints in cold-formed steel framing structures are usually designed as bolted lap type ones with a gusset plate. Unlike the end-plate joints in hot-rolled structures, the load in such joints is transferred through shearing of the bolts and bearing of the material. The prediction of their structural properties may be problematic in view of unfavourable influence of the hole clearance and hole ovalization resulting from low bearing resistance of thin walls. A few experimental programmes showed that these issues lead to a different behaviour of the whole joint comparing to common end plate type. These concerns may be particularly important for joints under variable loading, which are prone to deterioration of structural properties. The testing programme conducted by the authors was focused on their behaviour under monotonic and cyclic loading with attention to a potential drop of resistance and stiffness. Monotonic tests revealed quite similar course of the joints’ response. In view of high deformability of the specimens at the intermediate stage of each monotonic test, plastic moment resistances of joints were associated with the initial part of the moment-rotation curves and were multiple times lower than maximum moments obtained in the experiments. The quantities of deterioration of structural properties were determined based on cyclic tests. Drop of resistance and stiffness was observed for several levels of loading range, but the trend of decrease varied for each property. Application of the DIC technique allowed one to identify qualitatively and quantitatively the sources of joint deformability.

PL

Węzły w stalowych konstrukcjach szkieletowych z elementów giętych na zimno są zwykle projektowane jako śrubowe zakładkowe z blachą węzłową. W odróżnieniu od wariantu doczołowego, powszechnego w konstrukcjach z kształtowników walcowanych na gorąco, obciążenie jest w nich przekazywane poprzez ścinanie śrub i docisk do ścianek elementów. Ich projektowanie może nastręczać trudności jeśli chodzi o przewidywanie właściwości strukturalnych związanych z obrotem, a więc sztywności i ciągliwości. Wynika to z niekorzystnych i trudnych w analizie przemieszczeń wewnątrz złączy śrubowych. Składają się na nie luzy występujące pomiędzy trzpieniem śruby a otworem oraz owalizacja otworów pod obciążeniem spowodowana małą nośnością cienkich ścianek na docisk. Wiele dotychczas przeprowadzonych badań doświadczalnych wykazało, że wspomniane wpływy prowadzą do innego zachowania się tego typu węzłów w porównaniu z wariantem doczołowym. Zagadnienia te mogą okazać się szczególnie niekorzystne przy działaniu obciążeń zmiennych, prowadzących do potencjalnej degradacji właściwości strukturalnych. W niniejszym artykule przedstawiono podsumowanie autorskich badań doświadczalnych śrubowych węzłów zakładkowych, pełniących funkcję połączenia okapowego w stalowej ramie portalowej z kształtowników giętych na zimno. Celem badań było określenie ich zachowania się pod wpływem obciążeń monotonicznych i cyklicznych ze zwróceniem szczególnej uwagi na potencjalną degradację nośności i sztywności. Nowością opisaną w artykule jest zastosowanie techniki DIC (Digital Image Correlation), która pozwoliła na jakościową i ilościową identyfikację źródeł odkształcalności węzłów. Badania przeprowadzono na stanowisku doświadczalnym przygotowanym dla węzłów narożnych konstrukcji stalowych. Elementy próbne składały się z fragmentu rygla i słupa ramy portalowej (odpowiednio element pionowy i poziomy), połączonych w sposób zakładkowy z wykorzystaniem blachy węzłowej. Siła generująca moment zginający w węźle przykładana była poziomo w swobodnym końcu rygla (element pionowy) dzięki wykorzystaniu siłownika hydraulicznego. Następnie obciążenie przekazywane było na słupek (element poziomy), który był połączony pośrednio z podłogą siłową za pomocą dwóch podpór przegubowych.

7

Earthquake protection of reinforced concrete structures with infill walls using PUFJ and FRPU systems

Kwiecień Arkadiusz, Akyildiz Ahmet Tugrul

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 3

199--216

EN

Advancements in technology and material sciences lead new solutions to be used in civil engineering. PolyUrethane Flexible Joints (PUFJ) and Fiber Reinforced PolyUrethanes (FRPU) are among those innovative solutions. PUFJ implemented systems comprise of seismic preventive buffer material between masonry infill walls and reinforced concrete (RC) frames, whereas FRPU solution is designed for covering the wall surfaces with thin composite strips. Both methods are primarily developed for increasing the ductility capacities of buildings while sustaining the overall structural strength without compromising on the safety of these systems against earthquakes. In this article, test results of the quasi-static cyclic experiments as well as dynamic tests on the shake tables including harmonic forces operating in resonance are presented. Moreover, numerical analyses are performed in order to comprehend the behavior of PUFJ implemented frames constituted with different masonry materials than above which are under various loading conditions. The outcomes confirmed the high efficiency of the proposed solutions, which at the same time meet the strict requirements of the modern seismic standards.

PL

Postępy w technologii i materiałoznawstwie prowadzą do nowych rozwiązań wprowadzanych w inżynierii lądowej. Wśród tych innowacyjnych rozwiązań znajdują się podatne złącza poliuretanowe (PUFJ) i poliuretany wzmocnione włóknami (FRPU). Systemy PUFJ instalowane są pomiędzy murowanymi ścianami wypełniającymi a ramami żelbetowymi jako anty-sejsmiczny element buforowy, natomiast systemy FRPU są przeznaczone do wzmacniania powierzchni ścian cienkimi pasami kompozytowymi. Obie metody zostały opracowane w celu zwiększenia ciągliwości budynków, przy jednoczesnym utrzymaniu ich ogólnej nośności, a tym samym w celu zwiększenia bezpieczeństwa użytkowania tych budynków w trakcie trzęsień ziemi. W artykule przedstawiono wyniki badań elementów w skali naturalnej pod quasi-statycznymi obciążeniami cyklicznymi oraz obciążeniami dynamicznymi na stole sejsmicznym i pod działaniem sił harmonicznych w rezonansie. Ponadto zostały przeprowadzone analizy numeryczne, mające na celu poznanie zachowania się podobnych konstrukcji z innymi materiałami murowymi współpracującymi z PUFJ, które poddane zostały różnym warunkom obciążenia. Wyniki potwierdziły wysoką skuteczność proponowanych rozwiązań, które jednocześnie spełniają surowe wymagania współczesnych norm sejsmicznych.

8

Quasi-static cyclic loading experiment and analysis of double-side slotted steel tube shear damper

Hui Cun, Zhou Zhongyi, Li Yonggang, Jiao Yongkang, Hai Ran

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 1

art. no. e45, 2023

EN

The traditional shear type damper is optimized, and a low-cost double-sided slotted steel tube shear damper with steel tube is proposed. The elastic-plastic deformation in the plane of the slotted steel plate on the side of the steel tube is used to absorb the seismic energy to achieve the purpose of vibration reduction. Taking the height, width, joint width and wall thickness of the bending element as the design parameters, four groups of nine double-sided slotted steel tube shear dampers are designed and quasi-static tests are carried out to study the effects of different design parameters on their working performance, energy dissipation capacity and failure characteristics. The test results show that the damper has strong plastic deformation capacity, good seismic performance and energy dissipation capacity. The hysteretic curve is symmetrical and full, which is similar with shuttle shape. The yield displacement is small, but the deformation capacity is strong. Properly increasing the width of bending element and the wall thickness of steel tube is helpful to energy dissipation. The finite element model of the damper is established, and the simulation results are in good agreement with the test results, which verifies the correctness of the finite element model and can provide some reference for related engineering applications.

9

Bond behavior of corroded reinforcements in concrete: an experimental study and hysteresis model

Zhang Yi‑Bo, Zheng Shan-Suo, Dong Li-Guo, Zheng Yue

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 2

art. no. e95, 2023

EN

In order to study the effect of both longitudinal reinforcement and stirrups corrosion on the bond performances at steel-concrete interface under reversed cyclic loading, in this paper, the eccentric pull-out tests under reversed cyclic loading were carried out on reinforced concrete (RC) specimens with five corrosion degrees, three concrete cover thicknesses, and three stirrup spacings. The influence of the corrosion rate of longitudinal reinforcement, corrosion rate of stirrups, cover thickness, and stirrup spacing on bond performance indicators was examined, including the initial bond stiffness, peak bond stress, slip at peak bond stress, bond strength at unloading, unloading stiffness, frictional bond resistance, and cumulative energy dissipation. Moreover, the effects of coupling corrosion on cover cracking morphology and bond degradation mechanism were also analyzed. Results indicated that after severe corrosion of longitudinal reinforcement and stirrups, the cover appears cracking or local spalling, and the bond performances are signifcantly reduced. It was also showed that thickening cover or densifying stirrups could improve the interface bond performance and energy dissipation capacity. Each hysteresis parameter degrades apparently under the controlling slip corresponding to the peak bond stress. Subsequently, based on the analysis results and previous studies, empirical local bond stress-slip hysteresis models for corroded longitudinal reinforcement and corroded stirrup under reversed cyclic loading were proposed. Good consistency was observed for the hysteresis model with existing experimental data.

10

Development of an advanced constitutive model for spoil-structure interaction problems

Doan Nhat-Phi, Liakou Anna, Garala Thejesh Kumar, Cui Ge, Kantesaria Naman, Halder Koushik, Heron Charles M., Marshall Alec M.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2022

|

R. 63, nr 3

43--50

EN

Revitalisation options for mine spoil heaps is an important issue to consider when planning for post-mining land use. One option is the installation of wind turbines on the spoil heaps, which provide a sustainable energy source. This option poses challenges for foundation design due to the nature of the spoil material, which is usually highly heterogeneous due to the way spoils are deposited, and can contain high proportions of high-plasticity cohesive soils (clay). This paper presents results obtained using an advanced constitutive model that was developed to simulate cohesive mine spoil behaviour and presents model results for the prediction of foundation response under both monotonic and cyclic loading. The model is a modified version of the original isotropic bounding surface plasticity model that additionally involves a damaged-based plastic modulus in order to realistically represent soil strength degradation induced by cyclic action. The model is used for the simulation of shallow foundations for onshore wind turbines on a cohesive clay with a heterogeneous (linearly increasing) undrained shear strength (random spatial variability is not considered). Two different loading scenarios of a shallow strip foundation are considered in the paper: a pure moment-vertical loading (M-V), and a moment-horizontal-vertical loading (M-H-V). The effect of the adopted spoil-foundation interface type is also considered: (1) a fully-bonded interface and (2) a tensionless interface. Results demonstrate that, though the vertical bearing capacity is only slightly affected by the interface properties, the moment capacity is shown to be strongly influenced by the predefined contact conditions. For the footing system under M-H-V loading, a dominant footing uplift mechanism is obtained for light structures and the opposite holds for heavily loaded structures, where significant settlement accumulation occurs during cyclic loading. Based on the analysis, the moment bearing capacity of the footing system decreases as the slenderness ratio and/or the vertical safety factor increase, and the opposite mechanism is obtained as the strength heterogeneity degree increases.

PL

Możliwości rewitalizacji zwałowisk są ważnym zagadnieniem przy planowaniu zagospodarowania terenów pogórniczych. Jedną z opcji jest instalacja na hałdach turbin wiatrowych, które stanowią zrównoważone źródło energii. Opcja ta stanowi wyzwanie dla projektowania fundamentów biorąc pod uwagę charakter materiału zwałowego, który ze względu na sposób deponowania jest zwykle wysoce niejednorodny i może zawierać dużo wysokoplastycznych gruntów spoistych (iłów). W artykule przedstawiono wyniki uzyskane przy użyciu zaawansowanego modelu konstytutywnego, który został opracowany w celu symulacji zachowania spoistego materiału zwałowego oraz zaprezentowano wyniki modelowania dla przewidywania reakcji fundamentu będącego zarówno pod obciążeniem monotonicznym jak i cyklicznym. Model jest zmodyfikowaną wersją oryginalnego izotropowego modelu plastyczności powierzchni granicznej, który dodatkowo zawiera moduł plastyczności oparty na zniszczeniu w celu realistycznego przedstawienia degradacji wytrzymałości gruntu wywołanej działaniem cyklicznym. Model jest wykorzystywany do symulacji płytkich fundamentów turbin wiatrowych na iłach spoistych o niejednorodnej (liniowo wzrastającej) wytrzymałości na ścinanie bez odpływu (nie uwzględniono losowej zmienności przestrzennej). W pracy rozpatrzono dwa różne scenariusze obciążenia płytkiej ławy fundamentowej: czyste obciążenia moment-pionowe (M-V) oraz obciążenia moment-poziome-pionowe (M-H-V). Rozważono również wpływ przyjętego rodzaju styku zwałowisko-fundament: (1) całkowicie związany oraz (2) beznaprężeniowy. Wyniki pokazują, że choć nośność pionowa tylko w niewielkim stopniu zależy od właściwości styku, to okazuje się, że nośność momentu jest silnie uzależniona od zdefiniowanych wcześniej warunków kontaktowych. Dla systemu stopy fundamentowej pod obciążeniem M-H-V, w przypadku lekkich konstrukcji uzyskuje się dominujący mechanizm unoszenia stopy, a w przypadku konstrukcji silnie obciążonych odwrotny, gdzie podczas cyklicznego obciążenia następuje znaczna akumulacja osiadań. Na podstawie przeprowadzonej analizy można stwierdzić, że nośność systemu stopy fundamentowej maleje wraz ze wzrostem współczynnika smukłości i/lub pionowego współczynnika bezpieczeństwa, a odwrotny mechanizm uzyskuje się wraz ze wzrostem stopnia niejednorodności wytrzymałości.

11

Wytrzymałość zmęczeniowa stalowych i aluminiowych konstrukcji budowlanych: ujęcia normowe

Rowiński Sławomir

Builder

|

2022

|

R.26, nr 4

80--82

PL

Spełnienie warunków normowych wytrzymałości zmęczeniowej konstrukcji gwarantuje, z założonym poziomem prawdopodobieństwa, zadawalające zachowanie konstrukcji w całym projektowanym okresie eksploatacji konstrukcji (poziom 75% ufności z 95% prawdopodobieństwem jego nieprzekroczenia). Ich sprawdzenie polega na porównaniu zakresu zmienności naprężenia normalnego Δσ lub stycznego Δτ, lub ich interakcji z odpowiednią wytrzymałością zmęczeniową, ustaloną w miejscu wyznaczania naprężeń dla rozpatrywanego kształtu karbu. W artykule zaprezentowano podejścia obliczeniowe wytrzymałości zmęczeniowej konstrukcji budowlanych, w tym konstrukcji stalowych oraz aluminiowych. Omówiono obowiązujące procedury obliczeniowe, które i tak często nie ujmują całościowo zagadnień związanych z wytężeniem konstrukcji od obciążeń cyklicznych.

EN

Should standard conditions of endurance limit of the structure be met, with the assumed level of probability, the condition of the structure throughout the entire period of its use will be good (the confidence level is 75% with a 95% probability that this level will not be exceeded). Checking these conditions involves comparing the range of variability of normal Δσ or shear stress, Δτ or their interaction with adequate endurance limit as determined at the stress determination point for the notch shape in question. The article presents computational approaches to fatigue limit of steel and aluminium building structures. The applicable calculation procedures, which often do not fully cover the issues related to the effort of the structure due to cyclic loads, have been discussed.

12

Performance of rubberized concrete-filled hollow steel column under monotonic and cyclic loadings

Mastor Muhammad Najmi Mohamad Ali, Kadir Mariyana Aida Ab, Zuhan Nurizaty, Mujedu Kasali Adebayo, Ramli Mohd Zamri, Jaya Ramadhansyah Putra, Noor Norhazilan Md, Shah Mohamad Syazwan Ahmad

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 1

519--538

EN

Concrete-filled hollow steel (CFHS) has become more popular due to its advantages and benefits compared to reinforced concrete. This paper presents the experimental investigation on the performance of rubberized pozzolanic concrete-filled hollow steel column (RuPCFHS) under monotonic and cyclic lateral load in comparison to bare hollow steel column and normal concrete-filled hollow steel column (NCFHS). The test parameters included the type of concrete infill and the level of axial load. Modified rubberized pozzolanic concrete with comparable compressive strength to that of normal concrete was used. Two types of axial load conditions: no axial load and 20% axial load were considered in the testing. The test results indicate that the performance of the columns improved when concrete infill was introduced in the hollow steel. The application of axial loading also increased the capacity of the column specimens. RuPCFHS behaved with comparable performance with NCFHS in both monotonic and cyclic testing. RuPCFHS recorded the highest increment in the energy dissipation capability when 20% axial load was applied to the column when compared to the other specimens. The comparable performance indicated the possibility of RuPC as an infill material of CFHS and RuPCFHS as a structural component.

13

Experimental study on fatigue mechanical properties of sandstone after dry and wet cycle

Jin-Song Zhang, Yu Lu, Heng-Liang Zhang, Yu-Di Yang, Yi-Shun Bu

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 4

377--387

EN

At present, many studies have been carried out on the fatigue mechanical properties of conventional rocks, but there are few studies on the mechanical properties of rocks after water rock interaction. The aim is to better study the fatigue mechanical characteristics of sandstone after dry wet cycle and the research object we take was sandstone samples after a certain number of drying and wetting cycles. The WAW-2000 electro-hydraulic servo pressure system was used to carry out uniaxial fatigue cyclic loading and unloading tests with different amplitudes and different upper limit stresses. The test found that: when the sample is damaged under fatigue load, the stress-strain curve shows a sharp downward trend and a sudden instability failure occurred in the sample. With the increase of the upper limit stress and amplitude, the life of the sample decreases gradually which also conforms to the change of power function. Then the relationship between fatigue life and stress is obtained. The fatigue stress-strain curve is characterized by sparse-dense-sparse. With the increase of cycle time, the axial strain of the sample shows an inverted “S” shape. The strain change can be divided into three stages: initial stage, constant velocity stage and acceleration stage.

14

Wpływ cyklicznych obciążeń mechanicznych na odporność korozyjną aluminium

Strąk Adrian, Francke Barbara

Materiały Budowlane

|

2021

|

nr 6

2--6

PL

W artykule zaprezentowano wpływ zmęczeniowych obciążeń mechanicznych na odporność korozyjną profili okiennych i drzwiowych wykonanych ze stopu aluminium EN AW-6063 z powłoką poliestrową. W badaniach zastosowano własną metodę oceny, polegającą na cyklicznych obciążeniach skupionych działających na próbkę metodą trójpunktowego zginania. Efektem tych obciążeń było powstanie w obrębie struktury aluminium trwałego odkształcenia plastycznego, podczas gdy w przypadku powłoki pokrywającej profile aluminiowe nastąpiło niewielkie zmniejszenie odporności korozyjnej, niepowodujące jednak utraty właściwości barierowych. Stwierdzono również, że gdy obciążeniom mechanicznym towarzyszy działanie kwaśnej mgły solnej, pojawiają się mikrouszkodzenia w strukturze powłok, w istotny sposób zmniejszając ich właściwości barierowe, co potwierdzono wynikami badań spektroskopii impedancyjnej.

EN

The article presents the effect of mechanical load fatigue on corrosion resistance of profiles made of EN AW-6063 aluminium alloy with polyester coating. In test, own research methodology was used, consisting in cyclical application of concentrated load to the tested sample with the three-point bending method. The effect of these loads was the formation of a permanent plastic deformation within the aluminium structure, while in the case of the coating covering aluminium profiles, there is a slight reduction in corrosion resistance, without the loss of barrier properties, however. It was also found that when in addition to mechanical load, salt spray test was applied, microdamage in the coatings’ structure appeared, significantly reducing their barrier properties, which was confirmed by the results of impedance spectroscopy.

15

Współczesna interferometria plamkowa na tropach przyczyn uszkodzeń pod wpływem obciążeń zmęczeniowych

Kowalewski Zbigniew L., Szymczak Tadeusz, Ustrzycka Aneta

Dozór Techniczny

|

2021

|

z. 4

5--8

16

Fatigue safety verification of riveted steel railway bridges using probabilistic method and standard S-N curves

Rakoczy Anna Maria

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 4

625--642

EN

The current fatigue evaluation procedures in Europe and North American bridge codes do not account for the degree of uncertainty in load and resistance models. However, the variability of cycling loading and material properties have a significant influence on fatigue safety verification. A fatigue verification is contingent on the accumulated load cycles and the fatigue category; which, in turn, depends on member type and its connections. Assessment of structural safety can be evaluated more completely using probabilistic methods that provide fatigue prediction in terms of the probability of crack initiation. This method provides more information about the expected performance of a structural component; therefore, the structure can be used in service for a significantly longer time. In this article, the comparison of fatigue evaluation is presented using Eurocode, North American Standard - AREMA, and the new approach using the probabilistic method. These methods are demonstrated on the riveted built-up beams of the steel deck plate girder (DPG) railway bridge using data from field monitoring.

PL

Obecne procedury oceny zmęczenia w europejskich i amerykańskich normach mostowych nie uwzględniają stopnia niepewności w modelach obciążenia i nośności konstrukcji. Jednak zmienność obciążenia cyklicznego i zmienność nośności wynikająca z właściwości materiału i ich degradacji, mają istotny wpływ na weryfikację bezpieczeństwa z uwagi na zmęczenie konstrukcji. Ocena zmęczenia zależy od skumulowanych cykli obciążenia i kategorii zmęczeniowej dla detalu konstrukcyjnego; co z kolei zależy od typu elementu i jego połączeń. Ocena bezpieczeństwa konstrukcji może być przeprowadzona dokładniej przy użyciu metody probabilistycznej, która pozwala na określenie przewidywanego zmęczenia za pomocą prawdopodobieństwa powstania pęknięcia. Ta metoda dostarcza więcej informacji o oczekiwanej przydatności elementu konstrukcyjnego do dalszej eksploatacji; dzięki temu konstrukcja może być użytkowana przez znacznie dłuższy czas. W artykule przedstawiono porównanie oceny zmęczenia z wykorzystaniem Eurokodu, normy amerykańskiej - AREMA oraz nowego podejścia wykorzystującego metodę probabilistyczną. Metody te zademonstrowano na nitowanych, stalowych dzwigarach mostów kolejowych (DPG) z wykorzystaniem danych z monitoringu terenowego.

17

The Coupled Eulerian-Lagrangian Analysis of the KOBO Extrusion Process

Wójcik Marta, Skrzat Andrzej

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2021

|

Vol. 15, no. 1

197--208

EN

The KOBO extrusion is an unconventional elastic-plastic deformation process in which the phenomenon of chang- ing a path of plastic deformation due to die cyclic oscillations by a given angle and with a given frequency is applied. As the result of the application of the oscillating rotary motion of the die, the reduction of the extrusion force was obtained. The numerical study of the KOBO extrusion of metallic materials was presented in this paper. The three-dimensional coupled Eulerian-Lagrangian (CEL) analysis was applied. The relationship between the extrusion force and the punch displacement during the KOBO process was achieved. The effective plastic strain distribution in the butt was found. The results of the numerical computations were compared with the experimen- tal data. The influence of the material hardening parameters on the cyclic loading phenomena (ratcheting, mean stress relaxation) in terms of the course of the KOBO extrusion was also examined. The proper determination of the material hardening parameters can help to optimize the KOBO process in terms of the reduction the extrusion force and the choice of the amount of die oscillations.

18

Strojenie konstrukcji przy obciążeniach cyklicznych

Gierczak Jan, Ignatowicz Rajmund

Builder

|

2020

|

R.24, nr 4

92--95

PL

W prezentowanej publikacji przedstawiono sposób strojenia konstrukcji na przykładzie konstrukcji stropu w Zakładach Spożywczych. Drgania przekazywane na strop pochodziły od przenośnika dwumasowego typu PVK2-9 wywołującego lokalne ponadnormatywne drgania. Opisano metodę identyfikacji szkodliwych drgań oraz sposób ich usunięcia poprzez zastosowanie podpory o zmiennej podatności. Miała ona za zadanie dostrojenie konstrukcji tak, aby znajdowała się poza rezonansem, tzn. aby częstotliwość drgań własnych układu konstrukcyjnego była różna od częstotliwości drgań wymuszonych przez urządzenia [1, 2, 3]. Zaproponowane rozwiązanie zweryfikowano po wykonaniu wzmocnienia przez rejestrację parametrów dynamicznych stropu wibrogramem wymuszenia kinematycznego [1, 2].

EN

The presented publication presents the way of structure tuning on the example of the ceiling structure in the Food Factory. The vibrations transmitted to the ceiling came from a two-mass conveyor type PVK2-9 causing local oversized vibrations. The method of identification of harmful vibrations and the method of their removal through the use of a support with variable susceptibility was described. The purpose of the variable-vibration support was to tune the structure to be outside the resonance, i.e. to make the frequency of own vibrations of the structural system different from those forced by the devices [1, 2, 3]. The proposed solution was verified after the reinforcement was performed by recording the dynamic parameters of the ceiling with the kinematic excitation program [1, 2].

19

Experimental investigation of loading frequency influence on a strength of asphalt interlayer bonding

Górszczyk Jarosław, Malicki Konrad

Archives of Civil Engineering

|

2020

|

Vol. 66, nr 1

197--208

EN

The article presents a new approach to testing the strength of asphalt interlayer bonding. Two loading methods were used: static load and cyclic load. Before carrying out static shear strength tests, the interlayer bonding was subjected to cyclic loads with a constant number of cycles but with different frequencies. A number of layered samples with and without geosynthetic interlayers were tested at the set temperature. The comparative analyses allowed to determine the functions approximating the impact of the cyclic load frequency on the static strength of bonding at selected interlayer contact conditions. It was also possible to indicate the frequency of cyclic load at which this parameter has the largest and smallest impact on the static strength of the asphalt interlayer bonding.

PL

W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań wpływu obciążeń cyklicznych o różnych częstotliwościach na wartości statycznej wytrzymałości na ścinanie połączeń międzywarstwowych mieszanek mineralno-asfaltowych. Badaniom poddano próbki warstwowe z połączeniami z geosyntetyczną warstwą pośrednią oraz bez tej warstwy. Badania statyczne przeprowadzono wg metody Leutnera. Częstotliwości obciążeń cyklicznych dobrano w taki sposób, aby nawiązywały do rzeczywistych prędkości ruchu pojazdów samochodowych, a charakterystykę cyklu obciążenia ustalono tak, aby naprężenia styczne w strefie kontaktu odpowiadały naprężeniom stycznym w konstrukcji nawierzchni od obciążenia kołem pojazdu ciężkiego.

20

Analysis of composite shear walls with a gap between reinforced concrete wall and steel frame

Bahrami Alireza, Yavari Mojtaba

Archives of Civil Engineering

|

2020

|

Vol. 66, nr 1

41--53

EN

In this research, nonlinear analysis of composite shear walls (CSWs) with a gap between reinforced concrete wall and steel frame is investigated under cyclic loading by the use of the finite element method (FEM) software ABAQUS. For the purpose of the verification, an experimental test is modelled and comparison of its obtained result with that of the experimental test demonstrates an inconsiderable difference between them; therefore, the reasonable accuracy of the modelling is revealed. Then, effects of different parameters on the behaviour of the CSWs are examined. Gap size between reinforced concrete wall and steel frame, reinforcement percentage, steel sections of beams and columns, and existence of reinforced concrete wall are considered as parameters. It is concluded that change of the parameters affects the ultimate strength, ductility, and energy dissipation of the system. A steel shear wall (SSW) is also modelled and compared with the CSWs. Buckling of the walls is presented as well.