Wprowadzenie PN-EN 15037 wymusiło m.in.: konieczność dostosowania dokumentacji technicznej, a także wprowadzenie zmian w geometrii i zbrojeniu oferowanych prefabrykatów. W artykule opisano problemy związane z dostosowaniem stropów Teriva do wymagań PN-EN 15037. Skoncentrowano się na nośności zgięciowej tych stropów. Zaproponowano sposób jej obliczania, który prowadzi do pewnych oszczędności w zbrojeniu (w stosunku do dotychczas stosowanego typoszeregu belek), pomimo zwiększenia obciążeń.
EN
The implementation of PN-EN 15037 exacted i.a.: the necessity of the technical documentation updating, the introducing of geometry and reinforcement changes of offered prefabs. In the paper the problems concerning the adaptation of Teriva floors to the PN-EN 15037 requirements were described. The paper focused on bending load capacity of these floors. The method of the load capacity calculation was proposed. It leads to certain reduction of reinforcement (in relation to beams applying so far) despite loads increase.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Do głównych zalet prętów kompozytowych BFRP (basalt fibre reinforced polymers) należy zaliczyć odporność na korozję oraz małą masę. Ich wykorzystanie w budownictwie jest jednak ograniczone ze względu na wysoki koszt początkowy oraz zbyt małą sztywność elementów konstrukcyjnych. Rozwiązaniem może okazać się pełna prefabrykacja takich elementów. W artykule zaprezentowano wyniki badań porównawczych prefabrykowanych elementów belkowych o długości 4500 mm ze zbrojeniem podłużnym oraz poprzecznym w postaci prętów stalowych i prętów kompozytowych BFRP. Określono nośność na zginanie oraz ścinanie, a także ugięcie i charakter zniszczenia badanych elementów.
EN
Composite bars BFRP (basalt fiber reinforced polymers) are increasingly used in construction. Their main advantages are corrosion resistance and the lightweight of the bars. However, despite the advantages over steel bars, the development of structures using non-metallic composite bars is limited due to the high initial cost and insufficient stiffness of the structural elements. The solution may be the full prefabrication of such elements. The article presents the results of a comparative study of 4500 mm long prefabricated beam elements with longitudinal and transverse reinforcement in the form of steel bars and BFRP composite bars. The resistance to bending and shear was determined, as well as the deflection and the nature of the failure of the tested elements.
W artykule omówiono zastosowanie prętów kompozytowych z włókna szklanego jako alternatywnego sposobu zbrojenia elementów zginanych. Przedstawiono koncepcję zbrojenia minimalnego wyliczanego na podstawie układu sił w przekroju zginanym, a następnie porównano z wynikami badań. Wykazano, że w przypadku zbrojenia GFRP opieranie się jedynie na zależnościach statycznych może prowadzić do zaniżenia nośności.
EN
This paper presents the use of fiberglass composite bars as an alternative reinforcement method for flexural elements. The concept of the minimal reinforcement calculated from the balance of forces in the element is presented and then compared with test results. It is shown that when calculating the minimum degree of GFRP reinforcement, basing only on static relationships can result in too low a load capacity.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A baby stroller allows the transportation of a child over long or short distances. The materials used to produce the stroller make it heavy for users, which creates difficulties when lifting the stroller. The goal of this project was to design and fabricate a three-dimensional (3D) fabric structure that can be used as part of a stroller seat to improve its mechanical and physical properties. The idea of implementing a woven 3D system allows the development of an egg-shaped or shell-like structure as part of a stroller seat. The combination of double-woven material and honeycomb polypropylene (as the reinforcing material) was used to create a 3D composite structure. Single and double layers of polypropylene honeycomb sandwiched within layers of linen flax fabric were used to prepare the composite samples. Subsequently, tests on mechanical and physical properties, such as density, flexural strength, and tensile strength, were carried out. Analysis of the results showed that the composite with one layer of honeycomb has half the density of polyvinyl chloride.
This paper investigates the thermal and mechanical properties of a composite made from a combination of 2063-epoxy resin and three different braided carbon-fiber fabric reinforcements. These fibres consist of HTS carbon, HTS carbon braided with nickel coated carbon and HTS carbon braided with nickel coated copper, respectively. The composites were manufactured through resin transfer molding (RTM) route. The thermal diffusivity of carbon fibers composites was measured at different temperature by using a flash method. The transverse and planar thermal conductivities were determined by measuring the specific heat, density and thermal diffusivities, respectively. The current research highlights the influence of adding nickel coated carbon and nickel-plated copper wires on the braided composites. The evaluation shows that the HTS carbon braided manufactured with nickel-plated copper wires presents higher in-plane thermal conductivity (in direction parallel of the fibres) when comparing to HTS carbon and HTS carbon braided manufactured with nickel coated carbon. The thermal conductivity benefits of those composite were achieved at the expenses of lower mechanical properties of braided composites investigated.
This paper presents a numerical investigation into the high strength steel (HSS) welded I-section overall buckling performance with respect to the major axis under combined axial compression and bending. The validation of FE models compared with the existing test data to verify the appropriateness of the element division and boundary condition was firstly conducted. In line with the FE arrangement verified, separate 890 numerical models, covering a broader range of eight steel grades (460 MPa, 500 MPa, 550 MPa, 620 MPa, 690 MPa, 800 MPa, 890 MPa and 960 MPa), different overall slenderness and various eccentricities were designated. Subsequently, the comparison of the resistance prediction codified design rules in EN 1993-1-1, ANSI/AISC 360-10 and GB50017-2017 was preferentially operated, by the instrumentality of the normalized axial compression-bending moment curves. The results graphically revealed that, the provision given in ANSI/AISC 360-10 concerned in the present work was the most loose, whereas, the corresponding content set out in EN 1993-1-1 and GB50017-2017 was relatively on the safe side. Taking account of the FE results, the conservative shortcomings of the considered rules in EN 1993-1-1 and GB50017-2017 were further highlighted. Especially, the disparity of EN 1993-1-1 and numerical results was higher to 27%, from the perspective of a definition given in the present work. In contrast, the provision in ANSI/AISC 360-10 yielded a relatively accurate prediction, on average. Based on the numerical program, an alternative formula for the HSS welded I-section beam-columns with a general expression form was sought, which intimately reflected the effect of overall slenderness.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł jest pierwszą częścią cyklu omawiającego przypadek ścian murowanych zginanych w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny muru. Opisano w nim obciążenia prostopadłe do powierzchni ścian, które wywołują omawiany przypadek pracy konstrukcji murowanej. Zaprezentowano mechanizmy zniszczenia muru w dwóch ortogonalnych płaszczyznach oraz ich warianty.
EN
The article is the first part of the cycle discussing the case of bending masonry walls in a plane perpendicular to the masonry plane. Loads and actions perpendicular to the wall surfaces, which cause the discussed case of masonry structure work, are described. The mechanisms of wall failure in two orthogonal planes and their variants were presented.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W trzeciej części cyklu artykułów dotyczących zginanych ścian murowanych, obciążonych prostopadle do ich powierzchni [5, 6] omówiono sposoby analizy tego rodzaju konstrukcji, w tym założenia dotyczące warunków brzegowych modeli ścian jednowarstwowych i szczelinowych. Przedstawiony został również sposób określania wartości momentów zginających przyjęty w normie PN-EN 1996-1-1.
EN
In the third part of the series of articles on bent masonry walls, loaded perpendicular to their surfaces [5, 6], methods of analysis of this type of structure are discussed, including assumptions regarding the boundary conditions of single-leaf and cavity wall models. The method of determining the values of bending moments adopted in the PN-EN 1996-1-1 standard is also presented.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł jest drugą częścią cyklu omawiającego przypadek zginania ścian murowanych w płaszczyźnie prostopadłej do powierzchni muru. Przedstawiono informacje teoretyczne dotyczące wytrzymałości na zginanie określanej w dwóch ortogonalnych płaszczyznach, w tym w przypadku uwzględnienia wypełnienia i niewypełnienia spoin pionowych w murze wraz z odpowiednimi zależnościami. Podano również sposoby określania wytrzymałości na zginanie, w tym tzw. wytrzymałości zastępczej uwzględniającej czynniki pozytywnie wpływające na obliczeniową nośność muru zginanego.
EN
The article is the second part of the series discussing the case of masonry bent in a plane perpendicular to the wall plane. This section presents theoretical information on the flexural strength determined in two orthogonal planes, including the filling and unfilling of vertical joints in the wall, along with the appropriate relationships. Methods of determining the flexural strength, including the so-called apparent strengths, taking into account factors positively influencing the design load-bearing capacity of a bending wall, are also given.
Przedstawiono analizę wpływu sztywności podparcia na stateczność zginanych belek cienkościennych. Rozważono podpory bez usztywnienia oraz podpory usztywnione za pomocą żeberek. Wykonano analizy numeryczne i badania laboratoryjne.
EN
The paper investigates how the flexural stiffness of the support cleats influences on the thin-walled beams stability. The article considers two different types of support cleats: cleats without ribs and cleats stiffened by ribs. The numerical analyses of different types of the support cleats were performed. The numerical model was validated with laboratory experiment.
Przedstawiono postępowanie przy sprawdzaniu nośności przekroju ściany ścinanej przy wykorzystaniu wykresu interakcji, zbudowanego według zaleceń Eurokodu 6 (prEN 1996-1-1:2019). Sformułowano niezbędne równania określające nośność przekroju w funkcji pionowego obciążenia NEd. Przeanalizowano wpływ kształtu ściany oraz mimośrodu obciążenia pionowego na kształt wykresu interakcji.
EN
This paper describes the procedure for verifying shear load capacity by means of the interaction diagram drawn as specified in Eurocode 6 (prEN 1996-1-1:2019). Necessary equations for determining load-carrying capacity of cross-section against vertical load NEd were worked out. The effect of wall shape and eccentricity of vertical load on the shape of the interaction diagram was analysed.
This paper suggests a technique for the construction of fabric three-dimensional models based on the piecewise continuous representation of the thread surface. The approach allows to exclude such simulation defects as "interpenetration" of threads in the fabric, and takes into account the geometric features of the thread structure, the possibility of their bending in several planes, and changes in the form and sectional area. The geometric models obtained can be used to analyse the forces and deformations occurring in the fabric with the help of the finite-element simulation programs in various specialised software complexes, such as ANSYS, LS-DYNA, ABAQUS, NASTRAN etc. The structure parameters which are difficult to calculate using standard techniques, e.g. the pore volume and contact area between threads can be calculated with the help of describing the fabric three-dimensional structure.
PL
W artykule zaproponowano technikę konstrukcji trójwymiarowych modeli tkanin w oparciu o odcinkowo ciągłą reprezentację powierzchni nici. Podejście to pozwoliło wykluczyć defekty symulacyjne, takie jak „przenikanie się” nici w tkaninie, a także uwzględniło cechy geometryczne struktury nici, możliwość ich zginania w kilku płaszczyznach oraz zmiany kształtu i pola przekroju. Uzyskane modele geometryczne mogą być wykorzystane do analizy sił i odkształceń występujących w tkaninie za pomocą programów do symulacji elementów skończonych w różnych specjalistycznych kompleksach programowych, takich jak ANSYS, LS-DYNA, ABAQUS, NASTRAN itp. Ponadto parametry struktury, które są trudne do obliczenia przy użyciu standardowych technik, np. objętość porów i powierzchnia styku między nitkami mogą być z powodzeniem określone za pomocą zaproponowanej w pracy techniki konstrukcji trójwymiarowych modeli tkanin.
This study focuses on developing an automated application in the MATLAB® App Designer module, based on basic structural members and different theories for various loading cases, providing ballpark values of bending and torsional stiffness and sizing of the load-carrying structural member at a span wise location. All the code developed on MathWorks (2018) is automated using the App Designer module. In this approach, governing equations of structural members under different types of loading are solved in MATLAB IDE with the assumption that in the preliminary phase MATLAB App Designer provides an easy drag and drop type application developer that can be easily subsumed in any mathematical automation process.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W niniejszej pracy zbadano zachowanie się beleczek betonowych z włóknami i bez nich. W części doświadczalnej wykonano łącznie 16 próbek beleczek o różnych wymiarach przekroju. 12 próbek zostało wzmocnionych włóknami syntetycznymi, które nadają betonowi twardość, udarność i wytrzymałość zmęczeniową. Stosunek masowy włókien w próbkach wynosi od 0% do 0.20%. Próbki poddawane są próbie czteropunktowego zginania w celu uzyskania maksymalnych wartości obciążenia i przemieszczenia, aż do osiągnięcia stanu zniszczenia. Następnie próbki belek są modelowane w programie do analizy elementów skończonych Abacus. Ze względu na porównanie wartości doświadczalnych i numerycznych oraz rozkładów naprężeń w próbkach widać, że analiza numeryczna może być rozwiązaniem przy badaniu zachowania się beleczek o różnych wymiarach w zginaniu czteropunktowym.
EN
In this study, the behavior of concrete beams with and without fiber was investigated. In the experimental part, a total of 16 beam specimens were manufactured having different section sizes. 12 specimens were reinforced with synthetic fibers, that provide toughness, impact, and fatigue strength to concrete. The fiber ratios of the samples varied between 0% and 0.20% by mass. The samples were subjected to a four-point bending test to obtain the maximum load and displacement values, until they reached the failure modes. Subsequently, the beam samples were modelled in the Abacus finite element analysis software. Due to the comparison of experimental and numerical values and stress distributions of the specimens, it is seen that numerical analysis could be an option when investigating the behavior of beams with different dimensions in four-point bending.
The paper presents the assessment of reliability depending on the reinforcement cover thickness for elements subject to bending. Based on the experimental tests of 12 reinforced concrete beams subjected to four-point bending the numerical model was validated. In the next steps this numerical model was used for the Monte Carlo simulation. During the analyses the failure probability and the reliability index were determined by two methods - using probabilistic method - FORM and fully probabilistic method Monte Carlo with the use of variance reduction techniques by Latin hypercube sampling (LHS). The random character of input data - compressive strength of concrete, yield strength of steel and effective depth of reinforcement were assumed in the analysis. Non-parametric Spearman rank correlation method was used to estimate the statistical relationship between random variables. Analyses have shown a significant influence of the random character of effective depth on reliability index and the failure probability of bending elements.
PL
Analizują̨c statystyki awarii konstrukcji budowlanych można zauważyć, że przyczyną zawodności obecnie projektowanych konstrukcji w 90-95% jest czynnik ludzki. Blisko 50% wymienionych awarii związanych jest z błędami na etapie wykonawstwa. Jednym z takich błędów jest brak należytej staranności podczas wykonywania zbrojenia elementów, skutkujący zmianą wysokości użytecznej przekroju. Pojawia się wówczas wątpliwość, czy wykonana konstrukcja jest bezpieczna. Odpowiedź na to pytanie można uzyskać stosując ilościowe metody oszacowania prawdopodobieństwa zniszczenia tj. metody probabilistyczne uproszczone lub w pełni probabilistyczne. Przedmiot analiz stanowiła belka żelbetowa o schemacie belki wolnopodpartej z przewieszeniami o długości 0,1 m i całkowitej długości 3 m. Wymiary i zbrojenie belek pokazano na rys. 1. Belka została obciążna dwoma symetrycznymi obciążeniami punktowymi na odległość 1 m (zginanie czteropunktowe). Model numeryczny, który posłużył do przeprowadzenia analiz niezawodności, został zwalidowany na podstawie badań doświadczalnych dwunastu elementów wykonanych w skali naturalnej. Celem analizy było oszacowanie wskazników niezawodności β i prawdopodobieństwa awarii Pf w zależności od współczynnika zmienności grubości otuliny, a w rezultacie wysokość użytecznej przekroju zginanego. Wykorzystano do tego dwie metody - metodę probabilistyczną - FORM oraz metodę w pełni probabilistyczną Monte Carlo z wykorzystaniem technik redukcji rozmiaru populacji metodą próbkowania hipersześcianu łacińskiego. Analizę przeprowadzono w programach SARA oraz FREET dla trzech przypadków: pierwszy uwzględniający tylko losowy charakter zmiennych materiałowych, drugi tylko losowy charakter zmiennej d oraz trzeci uwzględniający losowość materiału oraz wysokości użytecznej przekroju - d. Jak wykazały przeprowadzone analizy podejście półprobabilistyczne, bez uwzględnienia przy kształtowaniu konstrukcji wpływu zmienności poszczególnych parametrów zmiennych losowych, nie zawsze jest gwarantem należytego bezpieczeństwa konstrukcji. Potwierdzono również, że istotnym zagadnieniem w ocenie niezawodności jest przyjęcie najbardziej zbliżonego do rzeczywistości modelu obliczeniowego uwzględniającego możliwe błędy wykonawcze. Jak wykazano niewłaściwe założenia mogą prowadzić do istotnych różnic w oszacowaniu niezawodności konstrukcji.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The subject of the study is a sandwich plate-strip subjected to a four-point load. An analytical model of the strip was developed, taking into account the classical zig-zag theory, namely the broken line hypothesis. Three parts of the plate-strip are distinguished: two of them are the edge parts, where bending and the shear effect is considered, the third one is the middle part subjected to pure bending. The total maximum deflection of the plate-strip and the maximum deflection of the selected middle part of the plate-strip are calculated. The FEM-numerical study is carried out similarly to the analytical approach. The experimental study was carried out on the test stand in the Institute of Rail Vehicles TABOR. The analytical, numerical and experimental results are compared each with other. The sandwich panels can be used as parts of the floor or rail vehicle paneling.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedmiotem badań jest trójwarstwowe pasmo płytowe poddane czteropunktowemu zginaniu. Opracowano analityczny model tego pasma, korzystając z klasycznej teorii linii łamanej nazywanej teorią Zig-Zag. W paśmie tym wyróżniono trzy przedziały: dwa brzegowe, w których występuje zginanie i ścinanie oraz jeden środkowy, w którym występuje czyste zginanie. Wyznaczono całkowite ugięcie maksymalne pasma płytowego oraz maksymalne ugięcie odcinka środkowego. Przeprowadzono obliczenia numeryczne metodą elementów skończonych (MES) dla takiego samego modelu pasma, jak wyżej wspomniany model analityczny. Próbę doświadczalną przeprowadzono na stanowisku badawczym w Instytucie Pojazdów Szynowych. Porównano wyniki badań analitycznych, numerycznych i doświadczalnych. Analizowane płyty warstwowe mogą być stosowane, m. in. jako części podłogi lub poszycia pojazdu szynowego.
Omówiono zagadnienia związane z oszacowaniem maksymalnego momentu II rzędu stalowych elementów ściskanych i zginanych w płaszczyźnie większej bezwładności przekroju. Przedstawiono trzy metody oszacowania maksymalnego momentu zginającego, które mogą być wykorzystane do oceny nośności przekroju. Podano wnioski praktyczne.
EN
Problems related to the evaluation of maximum second-order bending moment of steel beam-columns under compression and bending about major axis are dealt with in this paper. Three methods for evaluating the maximum bending moment which can be used to check the cross-section resistance are presented. Practical conclusions are drawn.
Dokonano przeglądu badań doświadczalnych kształtowników stalowych giętych na zimno. Badania były wykonywane przez Katedrę Konstrukcji Budowlanych Politechniki Rzeszowskiej w ramach umowy przemysłowej nr RB-U-18218 pt. "Wykonanie badań przemysłowych w zakresie profili giętych na zimno, stosowanych w konstrukcjach hangarów lotniczych dla firmy KOBEX".
EN
The article presents a review of experimental tests of cold-formed steel profiles carried out by the Department of Building Structures at the Rzeszów University of Technology under industrial contract No. RB-U-18218 entitled "Pertorming industrial research in the field of cold-formed profiles used in the construction of aircraft hangars for the company KOBEX".
The reliability of building structures is a very important design criterion. The required level of security depends not only on the function and purpose of the facility, but also on the parameters considered at the design stage. There are factors to that with some probability they increase the uncertainty of the adopted parameters in the calculations, as a result of which the structure fails. It happens that execution errors are made during the process of creating an object. One of the significant disadvantages is the increase in the reinforcement cover thickness compared to the designed value, and hence the reduction of the effective depth of cross-section. The purpose of the analyzes presented in the article was to estimate the influence of the top reinforcement cover thickness on the reliability and bending and punching resistance in the reinforced concrete slab being part of the slab-column system. The reliability index βc was determined by the Cornell method. The analysis focused on a fragment of a cross reinforced slab, which is an element of the column-slab structure of a shopping mall. The ARSA 2019 program was used for the analysis of the structure. The impact of the coefficient of variation of the effective depth on the reliability index was also analyzed. The obtained values were compared with the target value of the reliability index read from EN 1990.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.