Podjęte w pracy rozważania związane są z problematyką odporności przegrody zbudowanej z dachowych płyt warstwowych z rdzeniem z pianki PIR na oddziaływanie wysokich temperatur. Celem badań była ocena zachowania szczelności złączy sąsiadujących płyt oraz identyfikacja uszkodzeń rdzenia. W wyniku badań ustalono, iż krótkotrwałe oddziaływanie temperatury ok. 100°C nie spowodowało istotnych uszkodzeń okładzin oraz rdzenia dachowych płyt. Różnice w szerokości złączy pomiędzy wybranymi miejscami pomiarowymi są niewielkie i wynoszą 1 mm.
EN
This study addresses the issue of the resistance of a partition made of roof sandwich panels with a PIR foam core to high temperatures. The aim of the study was to assess the tightness of joints between adjacent panels and to identify damage to the core. The results of the tests showed that short-term exposure to high temperatures of 100°C caused no significant damage to the facings and core of the roof panels. The differences in the width of the joints between the selected measuring locations are small, amounting to 1 mm.
The article presents the results of the study into the dynamic load of the container during its transportation by the train ferry. The peculiarity of the container is that its walls are made of sandwich panels. Such a solution will help to reduce the dynamic loads acting on the container at operating load modes, including when transported by sea as part of combined trains. To determine the dynamic loads acting on the container, a mathematical model was build that took into account the angular displacements around the longitudinal axis of the system “train ferry – flat wagon – container – freight”. The calculations were made for the train ferry Geroi Plevny. The mathematical model was solved in MathCad. It was found that the value of acceleration acting on the container of the proposed design during transportation by sea was 4.3% lower than that acting on the container of a typical design. The acceleration value obtained, as a component of the dynamic load, was taken into account to determine the stability coefficient of the container in a typical diagram of its interaction with the flat wagon. The roll angle of the train ferry, at which the stability of the container placed on the flat wagon is ensured, was also calculated. The results of the study will contribute to the database of recommendations for the design of modern container structures and their safe operation in international rail and water traffic.
W pracy opisano serię awarii płyt warstwowych, spowodowanych czynnikami takimi, jak temperatura, korozja biała lub brakiem dobrej przyczepności pomiędzy izolatorem a płytą okładziny. Przeanalizowano także sposoby wymiarowania płyt warstwowych, przyczyny wybrzuszenia oraz powstania załomów plastycznych na zewnętrznych okładzinach płyt warstwowych. Niekonwencjonalne przebiegi awarii pozwalają na wyciągnięcie wniosków dotyczące sposobu projektowania i doboru płyt warstwowych.
EN
This paper describes a destructions of sandwich panels caused by factors such as temperature, white corrosion or lack of good adhesion between the insulator and the cladding panels. Also analyzed were methods of sizing sandwich panels, the causes of bulging and the formation of plastic hinges on the outer facings of sandwich panels. The unconventional mode of destruction allowed concluding about the way of designing and choice of sandwich panels.
W pracy przedstawiono problematykę wykonywania i projektowania kominów wentylacyjnych o wysokości powyżej 10 m w obiektach halowych o znacznych powierzchniach z typowych płyt obudowy z izolatorem pianki PIR, bez użycia dodatkowej konstrukcji wsporczej. Brak norm przedmiotowych w tym zakresie wymusza indywidualny sposób projektowania i wykonywania takich konstrukcji. Autorzy artykułu przedstawili problematykę projektowania i wykonywania takich konstrukcji w halach przemysłowych powyżej 25 ha. Potrzeba takich rozwiązań wynika bezpośrednio z dużych potrzeb wentylacyjnych w takich obiektach, a wykorzystanie ogólnodostępnych płyt warstwowych przynosi korzyści ekonomiczne i pozwala wyeliminować stosowanie dodatkowych konstrukcji wsporczych pod tego typu wentylację grawitacyjną.
EN
This paper discusses the problem of building and designing ventilation chimneys more than 10 m high in hall buildings with large areas made of typical cladding panels with a PIR foam insulator, without the use of an additional support structure. The lack of subject-specific standards in this area forces individual design and construction of such structures. The authors of the article presented the problem of designing and building such structures in industrial halls above 25 ha. The need for such solutions arises directly from the large ventilation needs in such facilities, and the use of widely available sandwich panels brings economic advantages and eliminates the use of additional support structures for this type of gravitational ventilation.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki badań belek zimnogiętych połączonych z płytami warstwowymi za pomocą taśm akrylowych. Ocenie poddane zostały dwa warianty połączenia - ciągłe i odcinkowe. Badania ukierunkowane zostały na określenie zachowania się połączenia i wyznaczenia jego nośności w warunkach laboratoryjnych. Opisano mechanizmy zniszczenia układu belka - taśma - płyta oraz zarejestrowano ścieżki równowagi wybranych punktów kontrolnych określonych na belce i płycie.
EN
The article presents the results on cold-formed beams connected to sandwich panels using acrylic tapes. Two variants of connection were evaluated - continuous and sectional. Research was aimed at determining the behavior of such a connection and determining its load bearing capacity in laboratory conditions. The failure mechanisms of the beam-tape-panel system are described and the equilibrium paths of selected control points defined on the beam and the sandwich panel are recorded.
The article presents selected results from a research programme on innovative composite panels featuring an insulating core and magnesium cement facings, optionally reinforced with additional steel facings. The scope of the research programme includes the assessment of the panels themselves, as well as the partitions constructed from them and entire buildings, including portable structures built in accordance with the requirements of the United States Army (UFC – Unified Facilities Criteria). Issues relating to structural performance, thermal efficiency, fire resistance, and acoustics were analysed.
Mobile structures are one of directions of shaping recreational facilities. In terms of their geometry, geodesic domes and quasi-dome systems deserve special attention. Panel shell domes were the subject of consideration, e.g. Buckminster Fuller and David Geiger, whose patent solutions are referred to in the article. Combining a system of layered self-supporting panels with the geometry of geodesic domes was one of the significant construction and material challenges as part of the ReSa research and the respective implementation project carried out at the Wroclaw University of Technology in 2021-2023 as part of a competition organized by The National Center of Research and Development. Concerning the preliminary analysis, it was necessary to determine the types of dome solutions intended for the implementation of research models. The article presents a detailed analysis of shell geodesic domes with different geometries. The differentiation resulted from the type and the rotation of the base polyhedron relative to the base plane. The main objective of the study was to rank the types of panel geodesic domes in relation to their use in the construction of mobile recreational facilities. The development of 12 virtual dome models made it possible to evaluate their parameters in five main research areas – energy efficiency, environmental impact, support reactions, ergonomics and complexity of prefabrication and assembly process. An extensive evaluation of the parameters in each field, a summary within each domain, and a global evaluation of the shells were performed. The study allowed to develop a hierarchy of panel dome types in relation to the assumed criteria and to check the possibility of using multi-aspect, parametric evaluation. In addition, a detailed study of the geometrical parameters of the shells carried out as part of the indirect tests made it possible to identify the most effective structures in this aspect. This study has proven that parametric evaluation of criteria is a good tool for evaluating shell geodesic domes. This method is developing both in the field of scientific research and in terms of the implementation of domes. It allows for flexible introduction of basic data (here: energy efficiency, environmental impact, support reactions, ergonomics and complexity of prefabrication and assembly process), determination of coefficients and the use of additional weight criteria for individual research fields in relation to the assumed goal.
PL
Struktury mobilne stanowią jeden z kierunków kształtowania obiektów rekreacyjnych na świecie. Pod względem geometrycznym na szczególną uwagę zasługują kopuły geodezyjne i układy quasi-kopułowe. Panelowe kopuły powłokowe były przedmiotem rozważań m.in. Buckminstera Fullera i Davida Geigera, których rozwiązania patentowe przywołano w artykule. Połączenie systemu warstwowych paneli samonośnych z geometrią kopuł geodezyjnych stanowiło jedno z istotnych wyzwań konstrukcyjno-materiałowych w ramach projektu badawczo-wdrożeniowego ReSa realizowanego na Politechnice Wrocławskiej w latach 2021-2023 w ramach konkursu organizowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju. W ramach analiz wstępnych niezbędne było określenie typów rozwiązań kopułowych przeznaczonych do realizacji modeli badawczych. W artykule przedstawiono szczegółową analizę powłokowych kopuł geodezyjnych o zróżnicowanej geometrii. Różnicowanie wynikało z zastosowanego typu oraz obrotu wielościanu bazowego względem płaszczyzny podstawy. Zasadniczym celem badania było hierarchiczne ujęcie typów panelowych kopuł geodezyjnych względem ich zastosowania do budowy mobilnych obiektów rekreacyjnych. Opracowanie 12 wirtualnych modeli kopuł pozwoliło dokonać ewaluacji ich parametrów w 4 zasadniczych polach badania – efektywności energetycznej, wpływu na środowisko, reakcji podporowych oraz ergonomii. Dokonano szerokiej oceny parametrów w każdym z pól, podsumowania w ramach każdej dziedziny oraz globalnej ewaluacji powłok. Badanie pozwoliło na opracowanie hierarchii typów kopuł panelowych względem założonych kryteriów oraz na sprawdzenie możliwości zastosowania wieloaspektowej, parametrycznej ewaluacji. Dodatkowo – szczegółowe opracowanie parametrów geometrycznych powłok przeprowadzone w ramach badań pośrednich pozwoliło na wskazanie najefektywniejszych struktur w tym aspekcie. Podsumowanie badania pozostawia pole do propagacji kolejnych badań w zakresie zastosowania tego narzędzia w aspekcie doboru i oceny kryteriów ewaluacji oraz uzupełnienia oceny względem ich wag.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono najważniejsze informacje dotyczące sposobów mocowania płyt warstwowych wraz z podstawowymi zasadami ich prawidłowego montażu do różnego typu konstrukcji.
EN
The article presents the most important information on the installation methods of sandwich panels along with the basic principles of their proper installation to various types of structures.
W artykule przedstawiono koncepcję zastosowania nitów zrywalnych do mocowania elementów infrastruktury budowlanej do płyt warstwowych. Połączenie takie nie wymaga podkonstrukcji oraz nie przyczynia się do powstania lokalnych mostków termicznych. Brak wytycznych normowych i literaturowych ogranicza możliwość stosowania takich połączeń. Wskazane zostały parametry definiujące, zdaniem autorów artykułu, nośność i niezawodność połączenia. Omówione w artykule stanowiska badawcze i możliwe do wystąpienia mechanizmy zniszczenia mogą posłużyć za punkt wyjścia do określenia zależności analitycznych pozwalających na szybką ocenę zakresu stosowania połączenia.
EN
The article presents the concept of using blind rivets to attach building infrastructure components to sandwich panels. Such a connection does not require a substructure and does not cause local thermal bridges. The lack of standard and literature guidelines limits the possibility of using such connections. The parameters that define, according to the authors of the article, the load-bearing capacity and reliability of the connection are indicated. The testbeds discussed in the article, as well as the possible failure mechanisms, can serve as a starting point for determining analytical relationships that allow a quick assessment of the scope of application of the connection.
The main novelty of the paper is that analytical, experimental, and numerical analyses are used to investigate the free vibration problem of a sandwich structure in which Nanocomposites skins (SiO2/epoxy and Al2O3/epoxy) at different densities are used as the face sheet. The volume fraction's of nanoparticle addition varies (0% to 2.5%). The present free vibration was derived based on Kirchhoff's theory and aspiration to obtain the natural frequency. The results show that in structures with SiO2 nanoparticles with a density of 1180 kg⁄m3, the optimum increase (VF = 2.5%) is 50% in Young's modulus and 22% in natural frequency, while at a density of 1210 kg⁄m3 is 56 % in Young's modulus and 24.5% in natural frequency. Furthermore, the same structures reinforced with Al2O3 Nano-particles show that at the density of 1180 kg⁄m3 , the optimum (VF=2.5%) parentage increase in Young's modulus is 41% and 19% in natural frequency, while at the density of 1210 kg⁄m3 is 46% in Young's modulus and 21% in natural frequency. A numerical investigation was used to validate the obtained results of the analytical solution. The findings also show an acceptable convergence between analytical and numerical techniques with a maximum discrepancy not exceeding 3%.
The heightening use of thin-walled steel structures necessitates the search for fast and efficient methods of their reinforcement. One solution might be the application of bonded composite tapes. The author of the work has conducted a number of studies so far, which showed a beneficial effect of the use of bonded composite tapes to limit displacements and strains of bent thin-walled sigma beams. In practice, thin-walled steel beams of sigma section are most commonly used as purlins in steel halls, where they cooperate with the sandwich panel. To approach this issue, the present work describes pilot studies in which the effect of the use of composite tapes on the operation of bent thin-walled beams connected with a sandwich panel was analyzed. A four-point bending test was conducted on 9 thin-walled sigma beams Σ200x70x2, 3 meters long, connected with a 6 cm thick PIRTECH sandwich panel. Three samples were treated as reference, the next three were reinforced by bonding a composite tape to the lower flange of the steel beam, and the last three were reinforced by bonding a tape to the web. The conducted studies indicate that the adhesion of composite tapes to the lower flange of the thin-walled sigma beam cooperating with the sandwich panel allows for a significant reduction in beam strains and vertical displacements.
In this paper, the authors show the results of numerical simulations representing the test of an aluminum sandwich panel with an auxetic anti-tetrachiral core on an exciter. Steady-state vibration analyses utilizing modal superposition (linear dynamics) were performed. The bottom of the panel had all the degrees of freedom constrained and excitation in form of base acceleration in the vertical direction was applied. The obtained results were in form of contour plots of selected output variables in the frequency domain. In addition, curves showing the variation of acceleration, velocity and displacement of a selected representative point in frequency were generated. The results were compared with those obtained for the panel with a non-auxetic core, in the form of a standard hexagonal honeycomb. It was found that the auxetic panel is not superior in the whole range of frequencies but a workflow useful in the design of sandwich panels for operating conditions involving vibrations was developed.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedmiotem artykułu jest wskazanie wytycznych rozwiązań do poprawy własności akustycznych ścian warstwowych w zakresie niskich częstotliwości. Pozwoli to na ich wykorzystanie jako przegrody zewnętrzne w budynkach przemysłowych o znacznym natężeniu hałasu, charakteryzujących się znacznymi udziałami niskoczęstotliwościowych składowych hałasu. W artykule podano przykład takiego rozwiązania i opisano uzyskane rezultaty.
EN
The subject of the article is to indicate the guidelines for solutions to improve the acoustic properties of sandwich walls in the low frequency range. This will make it possible to use them as external partitions in industrial buildings with high noise levels, characterized by noises with major components of low frequencies. The article gives an example of such a solution and describes the results obtained.
The article presents the experimental strength evaluation of modular car trailers with a maximum permissible total mass of up to 3500 kg and its application to assess the mechanical strength of box-type car trailers. Tests were carried out using an original test bench dedicated to fatigue testing. They aimed to compare a trailer made in traditional technology with a trailer equipped with a load-carrying structure containing a sandwich panel. As a result of the conducted work, the displacement values of the measurement points were measured. The deformation form of the trailer made in the traditional technology was compared with the trailer containing the sandwich panel. The proposed method of experimental strength evaluation of modular car trailers enables a quantitative assessment of the mechanical strength of the load-carrying structures of trailers. This results in improved safety of trailer operation in road traffic by identifying the critical elements of the load-carrying structure at the early design phase before the trailer is allowed to run on the road.
Purpose: Developing structural designs that offer superior vibration properties is still a major challenge, but they stay solid and lightweight simultaneously. Composite faces are frequently used in insulating constructions as an alternative to sheet metal roofs. Rubber overlays have been added to reduce waves' natural frequency and fade time. Design/methodology/approach: The mechanical properties and the natural frequency calculation of the materials that make up the composite structural panels designed for structural applications with the addition of rubber layers were studied in this study. Findings: The results showed the addition of rubber layers with SiO2 nanoparticles with a density of 1180 kg m3, and the optimal decrease (VF = 2.5%) is 38.5% in the natural frequency while at a density of 1210 kg/m3, it is 40.2% in the natural frequency. While the addition of rubber layers with Al2O3 nanoparticles shows a density of 1180 kg/m3, the optimum reduction (VF = 2.5%) is 41% in HF while at a density of 1210 kg/m3 36.8% in an NF 41% during a density of 1210 kg/m3 38.4%. Research limitations/implications: Certain hypotheses were used to apply Kirchhoff's theory to solve the mathematical model of the structure. Practical implications: The work was carried out on the faces of nanocomposites made of SiO2/epoxy and Al2O3/epoxy with different densities and polylactic acid core. The inclusion of nanoparticles as a percentage of the fraction size ranges from 0% to 2.50%. Originality/value: This study's results shed light on the fundamental behaviour of the components that make up the sandwich in the presence of rubber layers.
In the paper there the laboratory tests of interaction between thin-walled beams of the Z crosssection and the sandwich panels with PIR foam core are presented. The different numbers of connectors (0, 4, and 8) were used to connect the sandwich panels with the thin-walled beams. Furthermore, the parallel and perpendicular to the longitudinal axis of the thin-walled beam load arrangement was analysed. The research provides a qualitative and quantitative comparison of the mentioned experiments using the ultimate capacity, the deformation capacity, and the stiffness. In the second part of the paper, the numerical analysis of the thin-walled beam was also performed. The beam was modelled as a shell element and loaded in two ways, which corresponded to the loading scenario during laboratory tests (uniformly distributed and concentrated loads). The results of the numerical calculations of the beam without lateral stabilization were compared with the laboratory results of the beam stabilized by the sandwich panels.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badan eksperymentalnych układów konstrukcyjnych składających się z płyt warstwowych i belek cienkościennych o przekroju Z ułożonych niesymetrycznie względem siebie. W oparciu o europejskie rekomendacje oraz wcześniejsze badania autorów zakłada się, że w analizowanym układzie belki są stabilizowane bocznie przez płyty warstwowe. Wykonano 11 badań laboratoryjnych, które różniły się między sobą liczbą łączników oraz sposobem przyłożenia obciążenia. W celu połączenia płyt warstwowych z belką cienkościenną użyto 0, 4 lub 8 łączników. Obciążenie przypadające na układ było przyłożone równolegle do belek cienkościennych powodując obciążenie równomiernie rozłożone a prostopadle do belek cienkościennych powodując obciążenie punktowe. Przeprowadzone badania wykazały znaczącą wrażliwość układu na sposób przyłożenia obciążenia względem analizowanych układów konstrukcyjnych. Wykazano, że obciążenie realizowane jako równoległe do długości belki podpierającej płytę pozwala analizowanemu układowi na przeniesienie ponad dwukrotnie większego obciążenia niż w przypadku obciążenia realizowanego w sposób prostopadły do długości belki. Dodatkowo omówiono w pracy mechanizmy zniszczenia układu w zależności od sposobu jego obciążenia. Zbadano również wpływ liczby łączników na całkowitą nośność analizowanego układu. Wykazano znaczący wzrost nośności układu przy zwiększającej się liczbie łączników. Zwiększenie liczby łączników łączących belki cienkościenne z płytami warstwowymi wiązało się również z powstaniem złożonym mechanizmami zniszczenia układu. Uzupełnieniem przeprowadzonych badań eksperymentalnych było wykonanie symulacji numerycznych belek cienkościennych niestężonych poszyciem. Belki zamodelowane zostały jako elementy powłokowe obciążone na dwa sposoby: obciążeniem równomiernie rozłożonym na pasie górnym belki oraz siłą skupioną w środku rozpiętości belki. Otrzymane wyniki oraz mechanizmy zniszczenia porównano z wynikami laboratoryjnymi belki stężonej płytą warstwową. Wykazano, że belka niestężona płytą warstwową wykazuje prawie dwukrotnie niższą nośność niż belka stężona.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper investigated the bending performance of post-fire lightweight polyethylene metal sandwich panels with different aspect ratios and span conditions using actual fires and post-fire three-point bending tests. The damage patterns and buckling behavior of sandwich panels after an actual fire are discussed. The effects of lamination with dimensional ratios (vertically and horizontally laminated) and span (single and double-span) on parameters, such as fire spread behavior, buckling behavior, load-deflection, bending modulus degradation efficiency, and residual bending stiffness were investigated. The results showed that the double-span fixation mode formed a double-peaked flame, becoming more evident as the aspect ratio decreased. The double-span helped suppress the upward propagation of the flame and reduced the degradation of the bending modulus. The bending stiffness was 10-20% higher than that of the single-span sandwich panels. In addition, the maximum service limit deflection of post-fire sandwich panels with different spans was also derived based on the normal limit of use standard.
The article presents a method for strength calculations for a sandwich panel with ribs. The developed method of calculating sandwich panels with ribs takes into account local disturbances of the stress field in the vicinity of various design properties. The calculation method is based on the use of generalized functions, it allows the determination of the state of stresses and deformations, as well as stiffness and stability of multilayer plates.
PL
W artykule przedstawiono metodę obliczeń wytrzymałościowych płyty warstwowej z użebrowaniem. Opracowana metoda obliczania płyt warstwowych z użebrowaniem uwzględnia lokalne zaburzenia pola naprężeń w sąsiedztwie różnych nieruchomości projektowych. Metoda obliczeniowa oparta na wykorzystaniu funkcji uogólnionych pozwala na określenie stanu naprężeń i odkształceń oraz sztywności i stateczności płyt wielowarstwowych.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Panele warstwowe są obiektami konstrukcyjnymi, które służą nie tylko do przenoszenia obciążeń na podkonstrukcję, ale również mogą zostać wykorzystane jako bardzo odpowiedzialny element konstrukcyjny, którego zadaniem jest stabilizacja elementów ściskanych lub zginanych. Mogą pełnić rolę ciągłego stężenia poprzecznego lub przeciwskrętnego. W pracy przedstawiono podstawowe zasady wynikające z takiej współpracy. Z uwagi na złożoność i obszerność zagadnienia skupiono się na sztywności postaciowej tego typu poszycia.
EN
Sandwich panels are structures that not only are designed to transfer loads to the substructure, but can also be used as a very responsible structural element whose role is to stabilize elements subjected to compressionor bending. They can be treated as a continuous transverse shear or rotational restraints. The paper presents basic principles resulting from such a co-action. Due to the complexity and broadness of the issue, the focus is on the shear stiffness of this type of covering.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono informacje dotyczące wyboru odpowiedniego systemu oceny i weryfikacji stałości właściwości użytkowych samonośnych izolacyjno-konstrukcyjnych płyt warstwowych z dwustronną okładziną metalową, zgodnych z PN-EN 14509:2013-12. W zależności od systemu oceny opisano zakres odpowiedzialności producenta i zadania jednostki notyfikowanej oraz ewentualne problemy z wyborem pomiędzy systemem 3 i 1 w przypadku klasy reakcji na ogień A, B, C. Omówiono również systemy oceny płyt warstwowych do zastosowania konstrukcyjnego, zgodnych z projektem normy EN 14509-2.
EN
The article presents information on the selection of an appropriate system of assessment and verification of constancy of performance for self-supporting double skin metal faced insulation panels compliant fromPN-EN 14509: 2013-12. Depending of the system, the manufacturer’s scope of responsibility and the tasks of the notified body are described and potential problems with the decision to choose between system 3 and 1 for fire reaction class A, B, C. Assessment systems for sandwich panels for structural application compliant form the draft of standard EN 14509-2 are also discussed.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.