Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Budownictwo cyrkularne w praktyce

Polak Jakub

Materiały Budowlane

|

2026

|

nr 6

121--122

2

Belki Hybridbeam® – sprawdzone rozwiązanie o wszechstronnym zastosowaniu w budownictwie

Przemyślański Maciej

Materiały Budowlane

|

2025

|

nr 3

69--70

3

Analiza porównawcza kosztów materiałów belki stalowej oraz belek zespolonych stalowo-betonowej i stalowo-drewnianej

Zdziarski Bartosz, Polus Łukasz, Chybiński Marcin

Inżynieria i Budownictwo

|

2025

|

R. 81, nr 3

327--329

PL

W artykule porównano koszt belek wykonanych z różnych materiałów oraz różniących się konstrukcją. Belki stalowa oraz zespolona stalowo-betonowa zostały porównane z belką zespoloną stalowo-drewnianą. Belka zespolona stalowo-drewniana miała najkorzystniejszy stosunek nośności na zginanie do masy w stropie złożonym z belek i płyt.

EN

In this paper the material costs of beams made of different materials were compared. Steel and steel-concrete composite beams were compared with a steel-timber composite beam. In the case of a ceiling composed of beams and slabs, steel-timber composite beam had the most favourable bending resistance to mass ratio.

4

Numerical investigation of steel-timber composite beams with cold-formed omega girders. Part 2: Beams with modifications and reinforced beams

Chybiński Marcin, Derlatka Anna, Szewczyk Piotr, Lacki Piotr, Abramowicz Małgorzata, Polus Łukasz

Archives of Civil Engineering

|

2025

|

Vol. 71, nr 4

515--526

EN

This paper is part 2 of a numerical investigation of steel-timber composite beams with cold-formed omega girders and laminated veneer lumber slabs. After conducting a preliminary analysis of the composite beam cross-section in part 1 of the paper, a modification to the cross-section and a reinforcing method were proposed in part 2. In order to increase the load-bearing capacity of the beam, modifications, such as placing a metal sheet inside of the girder or placing a channel outside of the girder, were proposed. These modifications can be made at the production stage of the steel girders. The modification in form of a channel placed outside the omega girder provided the highest increase in the load-bearing capacity. However, the mass of the modified beam with the channel was 29.6% greater than the mass of the reference beam, and the modifying the girder using channels poses a particular challenge. For this reason, the modifications in the form of a flat sheet can be used instead of the channel. The sheet metal may be located inside the omega section to increase the aesthetics of the beam. Furthermore, the effectiveness of the carbon fibre reinforced polymer tape was analysed as a method of beam reinforcement at the building operation stage. The use of the tape resulted in increased load-bearing capacity. However, the increase in the load-bearing capacity of the beam may be limited because of the yielding of the support zone.

PL

Artykuł stanowi drugą część badań numerycznych belek zespolonych stalowo-drewnianych z dźwigarami zimnogiętymi o przekroju w kształcie litery omega oraz z płytami z drewna klejonego warstwowo z fornirów. Po przeprowadzeniu wstępnej analizy przekroju belki zespolonej w pierwszej części pracy, zaproponowano modyfikację jej przekroju oraz sposób jej wzmacniania w drugiej części pracy. W celu zwiększenia nośności na zginanie belki zespolonej zaproponowano modyfikacje polegającą na dodaniu blachy stalowej wewnątrz przekroju dźwigara lub ceownika na zewnątrz jego przekroju. Modyfikacje te mogą być wykonane na etapie produkcji stalowych dźwigarów. Modyfikacja w postaci ceownika umieszczonego na zewnątrz przekroju omega doprowadziła do największego wzrostu nośności. Jednak masa belki zmodyfikowanej za pomocą ceownika była o 29,6% większa niż masa belki referencyjnej. Ponadto, modyfikacja dźwigara za pomocą ceownika może być trudna do wykonania, dlatego zamiast ceownika można wykorzystać blachę. Ze względów estetycznych, blacha może być umieszczona wewnątrz przekroju dźwigara. Dodatkowo, oceniono efektywność wzmacniania belek zespolonych za pomocą taśm wykonanych z kompozytu CFRP na etapie eksploatacji budynku. Wykorzystanie taśm doprowadziło do wzrostu nośności na zginanie. Jednak wzrost ten może być ograniczony ze względu na uplastycznienie strefy podporowej belki.

5

Numerical investigation of steel-timber composite beams with cold-formed omega girders, part 1: non-modified beams

Chybiński Marcin, Derlatka Anna, Szewczyk Piotr, Lacki Piotr, Abramowicz Małgorzata, Polus Łukasz

Archives of Civil Engineering

|

2025

|

Vol. 71, nr 3

523--537

EN

This paper presents a preliminary evaluation of the load-bearing capacity of steel-timber composite beams with cold-formed omega girders and laminated veneer lumber slabs. These structural elements may be used as ceiling beams. The finite element models of the analysed composite beams were created in ADINA and Abaqus. The theoretical estimations of the resistance to bending were based on the elastic analysis (elastic resistance to bending) and the rigid-plastic theory (plastic resistance to bending). The elastic load-bearing capacity obtained in the numerical simulation in ADINA was identical to the one from the theoretical analysis. The elastic load-bearing capacity from the numerical analysis in Abaqus was 1.02 times higher than the one from the theoretical analysis. The plastic bending resistance obtained from the theoretical analysis was 1.08 times higher than the one from the numerical simulation in ADINA and 1.03 times higher than the one from the numerical simulation in Abaqus. In part 2 of the paper, a modification to the cross-section and a reinforcing method were proposed.

PL

Artykuł przedstawia wstępną analizę nośności belek zespolonych stalowo-drewnianych z dźwigarami zimnogiętymi o przekroju w kształcie litery omega oraz z płytami z drewna klejonego warstwowo z fornirów. Elementy te mogą być wykorzystywane jako belki stropowe. Modele numeryczne analizowanych belek zespolonych zostały wykonane w programach ADINA oraz Abaqus. Teoretyczna nośność na zginanie w zakresie sprężystym została wyznaczona na podstawie analizy sprężystej, a teoretyczna nośność na zginanie w zakresie plastycznym została obliczona na podstawie analizy sztywno-plastycznej. Nośność na zginanie w zakresie sprężystym wyznaczona na podstawie analizy numerycznej w programie ADINA była taka sama jak nośność teoretyczna, a nośność na zginanie w zakresie sprężystym wyznaczona w programie Abaqus była 1,02 razy większa niż nośność otrzymana na podstawie analizy teoretycznej. Nośność na zginanie w zakresie plastycznym otrzymana z analizy teoretycznej była 1,08 razy większa niż nośność otrzymana na podstawie symulacji w programie ADINA oraz 1,03 razy większa niż nośność z analizy numerycznej w programie Abaqus. W 2 części pracy zaproponowano modyfikację przekroju belki oraz sposób jej wzmacniania.

6

Identification of damage to a steel I-beam based on changes in frequency and curvature of the mode shape in a steel-concrete composite beam

Jarosińska Małgorzata, Wróblewski Tomasz

Archives of Civil Engineering

|

2025

|

Vol. 71, nr 2

575--590

EN

This paper presents changes in modal parameters, i.e. natural frequencies and the curvature of the mode shape, as a result of damage in the steel I-beam of a composite member. A steel-concrete composite beam was analyzed, for which numerical simulations (rigid finite element model) and experimental tests were carried out. The damage analyzed was intended to simulate actual propagation of cracking in the steel I-beam. Two levels of damage occurring at two different locations in the beam were studied. The value of frequency changes of experimental and numerical evaluations have shown high consistency (margin of a few percent). Natural frequencies turned out to be sensitive to the introduced damage – their values decreased as the degree of damage in the beam increased. The Curvature Damage Factor was used to analyze the curvature of the mode of vibration. The results obtained in the numerical evaluations were satisfactory. In relation to experimental tests, lower effectiveness was achieved, which was most likely caused by a different density of the measurement grid compared to numerical analyses.

PL

W pracy przedstawiono zmiany parametrów modalnych tj. częstotliwości drgań własnych oraz krzywizny postaci drgań w wyniku uszkodzeń powstałych w dwuteowniku stalowym belki zespolonej. Analizie poddano belkę zespoloną stalowo-betonową, dla której przeprowadzono symulacje numeryczne (w modelu RFE) oraz badania doświadczalne. Analizowane uszkodzenie miało symulować rzeczywiste postępujące pęknięcie dwuteownika stalowego. Badano dwa poziomy uszkodzeń pojawiające się w dwóch różnych miejscach belki. Uzyskano bardzo wysoką zgodność zmian częstotliwości (na poziomie kilku procent) określonych na podstawie numerycznej i eksperymentalnej symulacji uszkodzeń. Częstotliwości drgań okazały się być wrażliwe na wprowadzone uszkodzenia - ich wartości obniżały się wraz ze wzrostem stopnia uszkodzeń w belce. Do analizy krzywizny postaci drgań wykorzystano parametr CDF. W tym zakresie otrzymano zadowalające wyniki na podstawie przeprowadzonych analiz numerycznych. W odniesieniu do badań eksperymentalnych uzyskano mniejszą skuteczność, co najprawdopodobniej spowodowane było zróżnicowaną gęstością siatki pomiarowej w porównaniu do analiz numerycznych.

7

Belki zespolone stalowo-drewniane - przegląd rozwiązań

Polus Łukasz, Chybiński Marcin

Przegląd Budowlany

|

2024

|

R. 95, nr 4

34--37

PL

W artykule przedstawiono przegląd rozwiązań dotyczących belek zespolonych stalowo-drewnianych. Omówiono aktualne kierunki badań nad belkami zespolonymi ze stalowymi dźwigarami oraz drewnianymi płytami. Zachowanie belek zespolonych stalowo-drewnianych zostało opisane, biorąc pod uwagę znane z literatury badania. Połączenie stalowych dźwigarów z drewnianymi płytami zapewniło wzrost nośności oraz sztywności dźwigarów.

EN

This paper presents a review of steel-timber composite beams. Current trends in research on composite beams with steel girders and timber slabs were discussed. The structural behaviour of steel-timber composite beams was described based on investigations presented in the literature. The connection of steel girders with timber slabs provided for the increase of the load-bearing capacity and stiffness.

8

Analiza techniczno-ekonomiczna wybranych rozwiązań konstrukcyjnych stropu budynku szpitala

Schulz Jakub, Niedośpiał Marcin

Przegląd Budowlany

|

2024

|

R. 95, nr 7

55--59

PL

W niniejszym artykule przedstawiono wyniki analizy techniczno-ekonomicznej różnych typów konstrukcji stropu kondygnacji powtarzalnej budynku szpitala uzyskane w ramach pracy dyplomowej magisterskiej wykonanej na Wydziale Inżynierii Lądowej Politechniki Warszawskiej. Do rozważań przyjęto strop o konstrukcji żelbetowej opartej na belkach żelbetowych (w dwóch wariantach – płyty jednokierunkowo zbrojonej i płyty dwukierunkowo zbrojonej) oraz o konstrukcji zespolonej stalowo-betonowej, w której płyta stropu wykonana została jako strop zespolony z blachą fałdową oparty na belkach stalowych. Przedstawiono podstawowe wyniki obliczeń oraz porównano koszt wykonania poszczególnych rodzajów stropów.

EN

This article presents the results of a technical and economic analysis of different types of floor construction of the recurrent floor of a hospital building obtained as part of the master’s thesis carried out at the Faculty of Civil Engineering of Warsaw University of Technology. The solutions taken into consideration are: a floor with a reinforced concrete structure based on reinforced concrete beams (in two variants – a one-way reinforced slab and a two-way reinforced slab) and a steel-concrete composite structure in which the floor slab was made as a composite floor with a corrugated plate based on steel beams. The basic results of calculations are presented, and the cost of constructing each type of floor is compared.

9

Wyznaczanie sztywności giętnej drewnianych belek zespolonych za pomocą DIC i transformaty falkowej linii ugięcia

Perkowski Zbigniew, Czabak Mariusz, Wyrwał Jerzy, Bujňáková Petra

Inżynieria i Budownictwo

|

2024

|

R. 80, nr 4

217--226

PL

W artykule przedstawiono eksperyment czteropunktowego zginania dwuteowych belek drewnianych, których ugięcia zmierzono, wykorzystując cyfrową korelację obrazu (DlC). Funkcje ugięcia poddano operacji transformaty falkowej, w której wykorzystano drugą pochodną rozkładu Gaussa w celu określenia krzywizny osi belek. Na tej podstawie oszacowano rozkład sztywności giętnej elementów, pokazując potencjalną przydatność techniki DIC w kontroli produkcji i badań laboratoryjnych prefabrykowanych elementów drewnianych. Przedstawiono także ograniczenia zaproponowanej metody badawczej związane z koniecznością wykonywania operacji całkowania numerycznego na dyskretnych danych eksperymentalnych obarczonych błędami pomiarowymi.

EN

The article presents an experiment of four-point bending of timber I-beams, the deflections of which were measured using digital image correlation (DIC). The deflection functions were subjected to a wavelet transform operation, which used the second derivative of the Gaussian distribution to determine the curvature of the beams' axis. On this basis, the distribution of flexural stiffness of the elements was estimated, showing the potential usefulness of the DIC technique in production control and laboratory testing of prefabricated timber elements. The limitations of the proposed research method related to the need to perform numerical integration operations on discrete experimental data subject to measurement errors are also presented.

10

Random shear resistance of a headed-stud connector in composite steel-concrete beam

Domański Tomasz, Maślak Mariusz

Archives of Civil Engineering

|

2024

|

Vol. 70, nr 4

425--439

EN

In the traditional, standard, computational approach, the shear resistance of a single headed-stud connector, ensuring the composite connection between a steel beam and a reinforced concrete slab resting on this beam, is determined by comparing the load capacity PRs – determined by the destruction of the steel connector itself, and the load capacity PRc – conditioned by the destruction of the concrete surrounding this connector. In a single implementation, the smaller of these both values, i.e. PR = min (PRs, PRc ), is authoritative for the designer. If, however, both combined strengths are treated as the random variables and a statistically homogeneous sample grouping potentially possible implementations of this type is taken into account, then the design resistance PR,d = [min (PRs, PRc)]d, representative for the verification of ultimate limit state for the considered connection, will be quantitatively different from the value PR,d = min (PRs,d; PRc,d) recommended for use in this regard in the standard EN 1994-1-1. In this paper a detailed algorithm for the correct specification of this value is presented in detail. The dependence of such value on the mutual relationship between the coefficients determining the statistical variability of the strength of the connector steel as well as the strength of the concrete from which the floor slab was made is also demonstrated. The proposed approach is based on the fully probabilistic design format, according to which the appropriate level of the probability of reliable work of the analyzed connection is ensured. The presented considerations are illustrated with a numerical example. On its basis, the degree of simplification of such evaluation is estimated, as well as its consequences, resulting from the use of a conventional standard model in this respect.

PL

W tradycyjnym, normowym, ujęciu obliczeniowym nośność na ścinanie pojedynczego łącznika sworzniowego z główką, zapewniającego zespolenie belki stalowej z opartą na tej belce płytą żelbetową, określana jest przez porównanie ze sobą nośności PRs – determinowanej zniszczeniem samego łącznika stalowego, oraz nośności PRc – warunkowanej zniszczeniem betonu otaczającego ten łącznik. W pojedynczej realizacji miarodajną dla projektanta jest mniejsza z tych wartości, a zatem PR = min (PRs, PRc). Jeżeli obie zestawione ze sobą wytrzymałości potraktować jako zmienne losowe i rozpatrywać statystycznie jednorodną próbę grupującą realizacje potencjalnie możliwe to obliczeniowa nośność PR,d = [min (PRs, PRc)]d, reprezentatywna dla weryfikacji stanu granicznego nośności rozpatrywanego połączenia, będzie ilościowo różna od wartości PR,d = min (PRs,d, PRc,d) zalecanej do stosowania w normie EN 1994-1-1. W niniejszej pracy pokazano szczegółowy algorytm poprawnego specyfikowania tej wartości. Wykazano jej zależność od wzajemnej relacji pomiędzy współczynnikami określającymi statystyczną zmienność wytrzymałości stali łącznika i wytrzymałości betonu, z którego wykonano płytę stropową. Zaproponowane podejście opiera się na w pełni probabilistycznym formacie obliczeń, w którym gwarantuje się odpowiednie prawdopodobieństwo niezawodnej pracy analizowanego połączenia. Rozważania zilustrowano przykładem numerycznym. Na jego podstawie oszacowano stopień uproszczenia, a także jego konsekwencje, wynikające z zastosowania w tym zakresie konwencjonalnego modelu normowego.

11

Experimental and numerical investigation on shear and bond-slip behaviors of FSK‑reinforced FRP-UHPC composite beams

Ge Wenjie, Zhang Zhiwen, Ashour Ashraf, Jiang Hongbo, Li Shengcai, Cao Dafu

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2024

|

Vol. 24, no. 2

art. no. e87, 2024

EN

The shear performance of fiber-reinforced polymer (FRP)-ultra-high-performance concrete (UHPC) composite beams with FRP shear keys (FSK) was investigated through a four-point loading test and refined finite element (FE) analysis. In total, five test specimens having different concrete strength, concrete slab width and height as well as FSK spacings were experimentally tested. The test specimens were simulated using a refined FE model in ABAQUS. The concrete damaged plasticity model (CDPM) and the Puck failure criterion were adopted to simulate the progressive damage of concrete and FRP profiles, respectively. The mechanical behavior of the interface was captured using a bilinear cohesive zone model (CZM). The comparison between the FE analysis and experimental results demonstrated a good agreement. Based on the validated model, a parametric analysis was conducted on the shear performance of FRP-UHPC composite beams with FSK, focusing on parameters such as concrete slab strength, height and width, FRP web shear strength, shear modulus, height and thickness, and FSK spacing. The results indicate that the maximum local slip beam is less than 4 mm, which verifies that FSK has good interfacial shear resistance. Increasing the strength and section size of the concrete slab can improve the flexural stiffness and the shear capacity of composite beams. The use of UHPC for concrete slabs can also effectively inhibit interface slip. Increasing the shear strength and thickness of FRP web can result in improved load-carrying capacity and reduced deformation of composite beams. This can also lead to a shift in the failure mode from shear failure to bending failure. The reduction of FSK spacing can effectively enhance the shear performance of the interface, thereby improving the composite action and increasing the bearing capacity and deformation resistance of composite beams.

12

Bending of a five-layered composite beam with consideration of two analytical models

Magnucki Krzysztof

Archive of Mechanical Engineering

|

2024

|

LXXI, nr 1

27--46

EN

The subject of the work is a five-layered composite beam with clamped ends subjected to a uniformly distributed load along its length. Two analytical models of this beam are developed with consideration of the shear effect. The first model is formulated on the basis of the classical zig-zag theory. Whereas, the second model is developed using an individual nonlinear shear deformation theory with consideration of the classical shear stress formula (called Zhuravsky shear stress). The system of two differential equations of equilibrium for each beam model is obtained based on the principle of stationary total potential energy. These systems of equations are exactly analytically solved. The shear effect function and the maximum deflection are determined for each of these two beam models. Detailed calculations are carried out for exemplary beams of selected dimensionless sizes and material constants. The main goal of the research is to develop two analytical models of this beam, determine the shear effect function, the shear coefficient, and the maximum deflection in the elastic range for each model, as well as to perform a comparative analysis.

13

Perspektywy rozwoju rozwiązań materiałowo-konstrukcyjnych belek zespolonych w świetle najnowszych badań

Nawrot Jacek

Przegląd Budowlany

|

2023

|

R. 94, nr 7-8

122--125

PL

Ciągły rozwój konstrukcji budowlanych powoduje doskonalenie istniejących oraz powstawanie nowych rozwiązań materiałowo-konstrukcyjnych, w tym również dotyczących belek zespolonych. W pracy dokonano przeglądu najnowszych badań w tym zakresie. Na ich podstawie wskazano, że największy potencjał rozwoju mają rozwiązania, których parametry wytrzymałościowe i użytkowe są porównywalne z tradycyjnymi konstrukcjami, bazujące na materiałach ekologicznych lub cechujących się niższą energochłonnością i emisyjnością niż stal czy beton, do produkcji których można wykorzystać odpady i surowce pochodzące z recyklingu.

EN

The continuous development of building structures results in the improvement of existing and the emergence of new material and structural solutions, including composite beams. The paper reviews the latest research in this field. On their basis, it was indicated that the greatest potential for development has solutions whose strength and performance parameters are comparable to traditional structures, based on ecological materials or characterized by lower energy consumption and emissivity than steel or concrete, for the production of which waste and recycled raw materials can be used.

14

Belki zespolone aluminiowo-drewniane łączone za pomocą wkrętów lub śrub - podsumowanie i wnioski z badań własnych

Chybiński Marcin, Polus Łukasz

Przegląd Budowlany

|

2023

|

R. 94, nr 5-6

56--60

PL

Artykuł przedstawia przegląd badań własnych dotyczących belek zespolonych aluminiowo-drewnianych oraz ich połączeń. Zespolenie aluminiowych dwuteowych belek z płytami z drewna klejonego warstwowo z fornirów ma wiele zalet. W badaniach zaobserwowano wzrost nośności oraz sztywności belek aluminiowych oraz ich niewrażliwość na zwichrzenie po zespoleniu z drewnianymi płytami. Jako łączniki ścinane wykorzystano wkręty z łbem sześciokątnym oraz śruby. Zaproponowano wykorzystanie pierścieni zębatych jako elementów wzmacniających połączenia ścinane i oceniono skuteczność tego rozwiązania.

EN

This paper presents a review of the author’s own tests conducted on aluminium-timber composite beams and their connections. Significant benefits were gained by joining aluminium beams and laminated veneer lumber slabs. It provided for the increase of the load-bearing capacity and stiffness, and eliminated the problem of lateral-torsional buckling of aluminium beams. The composite action was assured by the use of bolts or hexagon head wood screws as shear connectors. The use of toothed plate connectors as reinforcement in aluminium-timber connections was suggested and evaluated.

15

Analiza kompozytowej belki stal-OSB

Derlatka Anna

Przegląd Budowlany

|

2023

|

R. 94, nr 7-8

107--110

PL

W niniejszej pracy zaproponowano nowy typ belki kompozytowej stal-OSB, która składa się z cienkościennych blach stalowych i płyt OSB. Elementy belki połączono za pomocą klejenia. Głównym celem badań było numeryczne i eksperymentalne wyznaczenie nośności na zginanie innowacyjnej belki zespolonej stal-OSB. Dokonano parametryzacji szerokości i wysokości przekroju poprzecznego belki. Na podstawie wyników analiz określono, że o nośności belek, o stosunku szerokości do wysokości od 1:4 do 1:5, decyduje obciążenie w zakresie naprężeń krytycznych bez zwichrzenia.

EN

In this study, a new type of steel-OSB beam, which consisted of thin-walled steel sheets and oriented strand boards, was proposed. The beam components were joined using adhesive bonding. The main objective of this research was the numerical and experimental determination of the bending resistance of the innovative steel-OSB beam. The width and height of the cross-section of the beam were parameterized. It was proven that the load capacity of beams with a width to height ratio of 1:4 to 1:5 is determined by the load in the range of critical stresses without buckling.

16

Wybrane aspekty techniczne elementów łącznikowych w nowoczesnej prefabrykacji

Koton Andrzej, Adamczewski Grzegorz, Woyciechowski Piotr

Materiały Budowlane

|

2023

|

nr 5

55--56

17

Size-dependent coupled bending-torsional vibration of functionally graded carbon nanotube reinforced composite Timoshenko microbeams

Dehkordi Hamid Reza Balali, Beni Yaghoub Tadi

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 3

art. no. e186, 2023

EN

This paper investigates the free vibration of a carbon nanotube-reinforced composite Timoshenko microbeam considering the effect of axial load and bending-torsion coupling. The microbeam properties are developed based on the micromechanical model concerning the extended rule of mixtures. The governing equations of motion are derived using the modified couple stress theory and Hamilton’s principle. The uniform nanotube distribution and three functionally graded distributions are considered for the carbon nanotube-reinforced composite microbeam. The generalized differential quadrature method is applied to the governing equations for deriving the natural frequency under different boundary conditions. Next, the effects of different parameters, including nanotube distribution, geometric characteristics of microbeam, material length scale, and nanotube volume fraction, on the natural frequency are demonstrated through different tables and diagrams. Among obtained results is the significant effect of the carbon nanotube volume fraction on the natural frequency of the microbeam. Also, the nonconformity between the mass and elastic axes leads to the natural frequency reduction. The comparison between obtained results and results of other credible papers confirms the validity of obtained results.

18

Flexural performance of prefabricated U‑shaped UHPC permanent formwork-concrete composite beams reinforced with FRP bars

Ge Wenjie, Zhang Zhiwen, Ashour Ashraf, Guan Zhongwei, Jiang Hongbo, Sun Chuanzhi, Qiu Linfeng, Yao Shan, Cao Dafu

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 2

art. no. e108, 2023

EN

Finite-element (FE) analysis of fiber-reinforced polymer (FRP)-reinforced concrete beams cast in U-shaped ultra-high-performance concrete (UHPC) permanent formworks is presented in this paper. Concrete damage plasticity (CDP) and FRP brittle damage models were used to simulate the damage behavior of concrete and FRP bars. The results of FE simulation are in good agreement with the experimental results. Furthermore, parametric studies were conducted to investigate the effect of concrete and UHPC strengths, yield strength of steel bars, elastic modulus of FRP bars, ultimate tensile strength of FRP bars, types of UHPC-normal strength concrete (NSC) interface and thickness of UHPC under different reinforcement conditions. Flexural performances, in terms of cracking, yield, ultimate loads and corresponding deflections, failure mode, energy dissipation and ductility, were investigated. Traction-separation model was used to describe the bonding degradation and the maximum slip of two types of bonding interfaces (smooth surface and medium-rough surface). Both flexural capacity and resistance to deformation of composite beams are significantly improved by the utilization of hybrid FRP/steel reinforcement. The UHPC formwork can also delay the occurrence and development of cracks. By appropriately increasing the strength of UHPC or elastic modulus of FRP bar, the flexural capacity of composite beams is effectively improved. It is expected that the results presented in this paper can guide the design and construction of U-shaped UHPC permanent formwork-concrete composite beams reinforced with FRP bars.

19

Wpływ przekroju poprzecznego styku nadbetonu i prefabrykatu na pracę statyczną belek zespolonych

Zając Jakub, Drobiec Łukasz, Grzyb Krzysztof, Kisiołek Artur

Materiały Budowlane

|

2022

|

nr 4

40--44

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań zespolonych elementów belkowych. Głównym celem analiz było określenie wpływu kształtu przekroju poprzecznego styku na pracę statyczną układu zespolonego. Rozważano pełne zespolenie styku beton-beton oraz styku, w którym zastosowano środek antyadhezyjny. Badania zasadnicze, które dotyczyły belek o złożonym przekroju styku, poprzedzono testami na elementach o przekroju prostokątnym i o płaskiej powierzchni zespolenia. Udowodniono eksperymentalnie, że belka składająca się z prefabrykatu w kształcie żebra z powierzchnią zespolenia pozbawioną adhezji pracowała od początku badania jako częściowo zespolona. Sztywność na zginanie elementu bez pełnego zespolenia była przed wystąpieniem pierwszej rysy pionowej o 14,9% mniejsza niż belki w pełni zespolonej. W obu belkach doszło do połączenia zarysowań pionowych z rysami w styku. Belki utraciły nośność ze względu na zmiażdżenie strefy ściskanej nadbetonu.

EN

The article presents a study of composite prestressed beams. The scope of the research is to determine the influence of the shape of the interface cross-section joint on the static work of the beams. The elements were divided into beams with a natural joint surface and broken adhesion in contact. Preliminary tests were done on the beams with a rectangular cross-section and a flat interface surface. The leading research focused on beams with complex cross-sections. It has been proven experimentaly the beam, made of a rib-shaped precast element with broken adhesion, worked as partially composite from the beginning of the test. Before the first vertical crack occurred, the bending stiffness of the element with a broke adhesion interface was 14.9% lower than that of a fully bonded beam. In both beams, vertical cracks connect with cracks in the interface. Beams load capacity were achieved due to the crushing of the compression zone of the concrete overlay.

20

Aluminium members in composite structures - a review

Chybiński Marcin, Polus Łukasz, Szumigała Maciej

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 4

253--274

EN

This paper presents a review of composite structures in which aluminium alloys are used. Current trends in the research of composite structures with aluminium girders and their possible applications in structural engineering were shown. In the presented solutions, advantageous properties of aluminium alloys were exploited, such as high strength-to-weight ratio, corrosion resistance and recyclability. The authors demonstrated the structural behaviour of aluminium-concrete and aluminium-timber composite beams based on their own tests as well as investigations presented in the literature. Furthermore, aluminium-concrete composite columns, a composite mullion made of an aluminium alloy and timber, and a military bridge consisting of aluminium truss components, a stay-in-place-form, reinforcement and concrete were presented. In addition to the description of the structural elements, the main conclusions from their experimental, theoretical and numerical analyses were also demonstrated in this paper. The connection of aluminium girders with concrete or timber slabs provided for the increase of the load-bearing capacity and stiffness, and it eliminated the problem of local buckling in girder flanges and lateral-torsional buckling of girders in the analysed solutions.

PL

W pracy przedstawiono przegląd zespolonych konstrukcji, w których zastosowano stopy aluminium. Omówiono aktualne kierunki badań nad konstrukcjami zespolonymi z dźwigarami ze stopu aluminium oraz możliwe ich zastosowania w budownictwie. W prezentowanych rozwiązaniach wykorzystano zalety stopów aluminium m.in. korzystny stosunek wytrzymałości do ciężaru, odporność na korozję oraz przydatność do recyklingu. Autorzy opisali zachowanie belek zespolonych aluminiowo-betonowych oraz drewniano-betonowych, biorąc pod uwagę własne badania, jak i te znane z literatury. Dodatkowo, scharakteryzowano słupy zespolone aluminiowo-betonowe, słupek zespolony aluminiowo-drewniany zastosowany w konstrukcji fasadowej oraz wojskowy most składający się z kratownicy ze stopu aluminium, szalunku traconego, zbrojenia oraz betonu. Oprócz opisu elementów konstrukcyjnych, przedstawiono główne wnioski z ich analizy eksperymentalnej, teoretycznej oraz numerycznej. Połączenie dźwigarów ze stopu aluminium z płytami wykonanymi z betonu lub drewna zapewniło wzrost nośności oraz sztywności dźwigarów oraz wyeliminowano problem lokalnego wyboczenia pasa dźwigara oraz jego zwichrzenia.