Sandwich panels have the potential to serve as plastically deforming sacrificial structures that can absorb blast or impact energies. Auxetic sandwich panels with welded or bolted corrugated layers have, as far as the author is aware, had their blast behaviour thoroughly addressed in the literature. Therefore, the objective of this numerical analysis was to create a novel, low-cost, simple-to-build graded sandwich panel with detached corrugated layers that may be employed as a multi-purpose sacrificial protective structure against a wide range of blast threats. The suggested sandwich panel has overall dimensions of 330x330x150mm and is made of six detached aluminium (AL6063-T4) layers enclosed in a steel (Weldox 460E) frame. With different stepwise plate thicknesses of 0.4, 0.8, and 1.2mm for each pair of layers, the six layers all have the same re-entrant auxetic geometry. Utilising the Abaqus/Explicit solver, the numerical analysis was carried out. A wide variety of blast intensities (4, 7, 11, 13, and 16 MPa peak reflected over-pressures) were tested on the suggested auxetic sandwich panel, and the results showed uniform progressive collapse, a superior decrease in reaction forces, and greater energy dissipation compared to comparable non-auxetic topologies. The innovative sandwich panel design has potential uses for both military and civic structures that need to be protected.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule poruszono problem wpływu sił tnących na całkowite ugięcie płyty warstwowej. Przedstawione przykłady obliczeniowe pokazały, iż w przypadku tych konstrukcji uwzględnienie ścinania w obliczaniu przemieszczeń jest konieczne. Pokazano też pewne zależności pomiędzy grubością płyty warstwowej, jej rozpiętością oraz sztywnością rdzenia a wartością jej ugięcia.
EN
The article addresses the issue of the influence of shear forces on the total deflection of a sandwich panel. The presented examples demonstrate that in the case of these structures it is necessary to take shear into account in the calculation of displacements. Some relations between the thickness of a Sandwich panel, its span and the stiffness of the core, and its deflection value are also shown.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono różne aspekty projektowania i prawidłowego doboru płyt warstwowych. Wyjaśniono wpływ rdzenia na zachowanie się płyt warstwowych oraz zaprezentowano najważniejsze zagadnienia mechaniki płyt warstwowych. Omówiono podstawy technologii produkcji, która ma wpływ na cechy produktu i możliwości jego zastosowania. Przedstawiono podstawowe mechanizmy zniszczenia z uwzględnieniem płyt z określonym rdzeniem. Podkreślono zalety płyt z rdzeniem PIR i MW oraz omówiono specyfikę stosowania tablic wytrzymałościowych przygotowanych przez producentów.
EN
The article presents various aspects of the design and proper selection of sandwich panels. The influence of the core on the behaviour of sandwich panels is explained and the most important issues of sandwich panel mechanics are presented. The basics of production technology, which has an impact on the features of a product and the possibilities of its application, are discussed. Basic failure mechanisms are presented, taking into account panels with a specific core. The advantages of PIR and MW panels are emphasized and the specificity of using strength tables prepared by manufacturers is discussed.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono efekty skręcania występujące w płytach warstwowych ściennych montowanych w układzie poziomym. Przedstawiono wzory pozwalające na wyznaczenie sił wewnętrznych w płycie oraz obliczenie naprężeń. Wzory zilustrowano przykładem obliczeniowym. W ostatniej części artykułu omówiono sposób weryfikacji stanów granicznych nośności płyty.
EN
The paper presents the torsion effect occurring in wall sandwich panels installed in a horizontal arrangement. The presented formulas enable determining internal forces in a panel and calculating stresses. The formulas are illustrated by a calculation example. The last part of the article discusses a method of verifying ultimate limit states of a panel.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono zarys postępowania w przypadku płyt warstwowych obciążonych siłą normalną, w tym również siłą na mimośrodzie. Przedstawione wzory teoretyczne zilustrowano przykładem liczbowym. Poruszona tematyka nie jest objęta żadnymi normami projektowymi. Artykuł powstał na podstawie aktualnych prac prowadzonych przez ECCS TWG 7.9 (European Convention for Constructional Steelwork, Technical Working Group 7.9: Sandwich Panels and Related Structures).
EN
The paper outlines the procedure for sandwich panels loaded with normal force, including eccentric force. The theoretical formulas are illustrated by a numerical example. The addressed topics are not covered by any design standards. The article is based on the current studies carried out by ECCS TWG 7.9 (European Convention for Constructional Steelwork, Technical Working Group 7.9: Sandwich Panels and Related Structures).
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Materiałowe współczynniki bezpieczeństwa ɣM powinny odzwierciedlać zmienność właściwości mechanicznych płyt warstwowych, na co wskazują wyniki badań typu i zakładowej kontroli produkcji. Współczynniki te są określane na podstawie wyników testów. Początkowo mogą być określane na podstawie danych opartych na wartościach uzyskanych podczas badań typu, ale następnie należy je wyznaczyć na podstawie bieżących wyników zakładowej kontroli produkcji i w razie potrzeby odpowiednio skorygować.
EN
The material safety factors ɣM should reflect the variability of the mechanical properties of sandwich panels, as indicated by the results of type tests and factory production control. This factors are determined on the basis of test results. They may initially be determined on the basis of data based on the values obtained during type testing, but then they should be determined on the basis of the current results of factory production control and corrected if necessary.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedmiotem artykułu jest bezpieczeństwo pożarowe w obiektach halowych na przykładzie lekkich konstrukcji z płyt warstwowych w okładzinach metalowych. Autor przedstawia specyfikę płyt warstwowych w kontekście bezpieczeństwa pożarowego budynków. Charakteryzuje klasy odporności pożarowej materiałów i obiektów budowlanych i przybliża klasyfikację badań ogniowych nad płytami warstwowymi oraz metodykę ich prowadzenia. Następnie przygląda się właściwościom ogniowym płyt warstwowych oraz odporności ogniowej ścian i przekryć dachowych budynku w zależności od klasy jego odporności pożarowej.
EN
The subject of the article is the fire safety in hall facilities on the example of lightweight structures made of sandwich panels in metal facing. The author presents the specificity of sandwich panels in the context of fire safety of buildings. He characterizes the classes of fire resistance of building materials and objects and brings closer the classification of fire tests on sandwich panels and the methodology of performing them. Then the Author looks at the fire properties of sandwich panels and the fire resistance of walls and roof coverings of the building depending on its fire resistance class.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule zwrócono uwagę na specyfikę połączeń paneli warstwowych lekkiej obudowy z konstrukcją wsporczą. Pokazano przykłady połączeń wadliwych. Szczegółowo omówiono badania doświadczalne nośności widocznych połączeń pośrednich na zaczepy z blach (wykonane w sposób poprawny i wadliwy), a także na rąbek podwójny i łapkę stojącą. Pracę kończą wnioski szczegółowe i zalecenia praktyczne.
EN
The article draws attention to the specifi city of lightweight sandwich panels connections with a supporting structure. The examples of faulty connections are shown. The experimental investigations of the load-bearing capacity of visible intermediate joints are discussed in detail: metal plates (made correctly and defectively), as well as double seams and a standing fastener. Detailed conclusions and practical recommendations complete the paper.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule omówiono badania doświadczalne nośności widocznych połączeń bezpośrednich płyt (paneli) warstwowych z konstrukcją wsporczą lekkiej obudowy. Wyznaczono przy tym nośności połączeń na obciążenia działające wzdłuż łącznika, będące efektem ssania wiatru i temperatury, a także ze względu zarówno na zniszczenie, jak i użytkowalność. Badane połączenia były wykonane na: śruby zamkowe, wkręty i łączniki specjalne FL. Artykuł zakończono wnioskami szczegółowymi dotyczącymi połączeń bezpośrednich, a także wnioskami ogólnymi i zaleceniami praktycznymi w odniesieniu do wszystkich zbadanych połączeń.
EN
The article discusses the experimental investigation of the load-bearing capacity of direct and visible connections of sandwich panels with a lightweight supporting structure. Load capacities for loads acting along the connector as a result of wind suction and temperature as well as in terms of both resistance and serviceability, were determined. The tested connections were made for lock bolts, screws and special FL fasteners. The article ends with detailed conclusions concerning direct connections as well as general conclusions and practical recommendations for all tested connections.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł opisuje ogólne praktyki dotyczące oceny okładziny zewnętrznej płyt warstwowych i podaje stawiane płytom warstwowym wymagania, które pozwalają zaakceptować ich wygląd wizualny. Podaje rodzaje odkształceń i dopuszczalne granice ugięć. Opisuje wady powierzchniowe i metody ich określania.
EN
The article describes generał practices regarding the assessment of cladding of outer sandwich panels and provides the requirements in place for sandwich panels that allow the acceptance of their visual appearance. It indicates the types of deformations and acceptable limits of deflections. It describes surface defects and methods for their determination.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Dachy z płyt warstwowych są coraz częściej stosowane w nowoczesnym budownictwie. Wraz z rosnącym zainteresowaniem tego typu rozwiązaniami dachowymi, można również zauważyć zwiększającą się liczbę problemów z jakością dokumentacji projektowej oraz wykonawstwem, które mają istotny wpływ na bezpieczeństwo użytkowania budynku, właściwości izolacyjne, komfort użytkowania. W artykule przedstawiono podstawowe błędy popełniane podczas projektowania i wykonania dachów z płyt warstwowych.
EN
Roofs made of sandwich panels are being used in modern construction ever more frequently. With an increasing interest in this type of roof solutions, one can also notice an increased number of problems with the quality of the design documentation and the construction works themselves that significantly impact the safety of use of the building, the insulation properties, the comfort of use. The paper presents basic errors made during design and execution of sandwich panel roof systems.
This study aimed to develop a knowledge about material parameters identification of the foam core and numerical modelling of the sandwich panels to accurately predict the behaviour of this kind of structures. The polyisocyanurate foam (PIR) with low density used in sandwich panels dedicated to civil engineering is examined in the paper. A series of experiments (tensile, compression and bending tests) were carried out to identify its mechanical parameters. To determine the heterogeneity of analysed foam a Digital Image Correlation (DIC) technique, named Aramis, is applied in the paper. The results obtained from FE analyses are compared with the experimental results on full-size plates carried out by the author and proper conclusions are drawn.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule omówiono zastosowanie łączników jednostronnych w płytach warstwowych z rdzeniem z pianki PIR. Rozważania odniesiono do badań laboratoryjnych osiowego rozciągania łączników jednostronnych przeprowadzonych przez autora artykułu. Badania miały charakter badań pilotażowych i obejmowały dwa rodzaje łączników jednostronnych (nity Bulb-tite i nity Fab-Lok) oraz dwa rodzaje okładzin (okładzina stalowa i okładzina kompozytowa GFRP). W cytowanych badaniach zwrócono ponadto uwagę na wpływ tzw. warstwy primera (stosowanego przy płytach z rdzeniem z pianki PIR) na nośność połączenia na łączniki jednostronne. Rozważania dotyczące połączeń na łączniki jednostronne zostały odniesione do połączeń na powszechnie stosowane w płytach warstwowych łączniki przelotowe. W artykule opisane zostały również mechanizmy zniszczenia dla rozpatrywanych wariantów połączeń. Artykuł nie wyczerpuje całkowicie problematyki połączeń jednostronnych, jest jednak dobrym punktem wyjścia do dalszych badań tego typu połączeń.
EN
The article presents the use of unilateral fasteners (one-side fasteners) in sandwich panels with core made of PIR foam. The considerations have been related to the laboratory tests of the axial pulling of unilateral fasteners, which were carried out by the author of the article. The presented laboratory tests were the pilot studies and investigated two types of unilateral fasteners (Bulb-tite and Fab-Lok rivets) and two types of facings (steel and composite GFRP). The influence of the so-called primer layer (the layer used in sandwich panels with core made of PIR foam) was also investigated. The article presents the comparison of unilateral fasteners with typical two-side fasteners, which are commonly used in sandwich panels. Basic failure mechanisms are described. The article does not completely cover the issue of unilateral fasteners, however, it is a good starting point for further research on this type of connections.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono analizę możliwości stabilizacji zginanych elementów konstrukcji hali przez obudowę z płyt warstwowych. W rozważaniach uwzględniono zarówno ograniczenia wynikające ze sztywności poszycia, jak również z nośności połączeń pomiędzy płytami warstwowymi a płatwiami. W tym celu wykorzystano procedury normowe oraz wzory dostępne w literaturze przedmiotu, jak również własne badania numeryczne i doświadczalne. Wyniki analizy skłaniają do zachowania daleko idącej ostrożności w wykorzystywaniu poszycia z płyt warstwowych do stabilizacji płatwi.
EN
An analysis of the ability of sheeting made of sandwich panels to stabilize hall structure elements under bending has been presented in the article. Limitations due to sheeting stiffness, as well as the resistance of connections between sandwich panels and purlins have been included in the considerations. Code procedures and formulas from the literature of the subject, as well as our own numerical and experimental studies have been used for this purpose. The results of the analysis urge users to be extremely cautious when using sheeting from sandwich panels for the stabilization of purlins.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule omówiono kwestię stosowania płyt warstwowych w przypadku różnych klas konstrukcyjnych. Przedstawione podstawę klasyfikacji oraz omówiono różne poziomy analizy konstrukcji. Szczególną uwagę zwrócono na najwyższą klasę konstrukcyjną, dla której zilustrowano możliwe mechanizmy interakcji pomiędzy konstrukcją a obudową budynku.
EN
The article discusses the issue of the use of sandwich panels for various construction classes. The basis for classification is presented and various levels of structural analysis are discussed. Particular attention was paid to the highest structural class, for which the possible mechanisms of interaction between the structure and the envelope of the building were illustrated.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono uproszczoną metodę analizy płyt warstwowych poddanych obciążeniom skupionym. Metoda ta polega na redukcji elementu konstrukcyjnego do modelu belki o określonej szerokości efektywnej. W artykule omówiono sposób analizy elementu warstwowego, wyjaśniono podstawowe wzory oraz zaprezentowano przykład ilustrujący opisaną metodę.
EN
The paper presents a simplifi ed method for the analysis of sandwich panels subjected to concentrated loads. The method consists in the reduction of a structural element to the beam model with the respective eff ective width. The article discusses how to analyze a sandwich element, explains basic equations and presents an example to illustrate the method.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono zagadnienie modernizacji elementów obudowy obiektów budowlanych (w szczególności obiektów przemysłowych). Przedstawiono wymagania dotyczące izolacyjności cieplnej oraz bezpieczeństwa pożarowego.
EN
The article presents the matters of upgrading building enclosure items (particularly for industrial buildings). Further there is a presentation of heat insulation performance and fire safety performance requirements.
In this note a free vibration analysis of periodic three-layered sandwich structures is performed. The equations of motion of such structures, which are derived basing on Kirchhoff's thin plate theory, contain periodic, non-continuous and highly oscillating coefficients, which makes them difficult to solve. In this work, the tolerance averaging technique is applied in order to transform the mentioned system of equations into a form with constant coefficients, which takes into account the effect of the microstructure size. The differences between two modelling procedures are shown and discussed. Eventually, formulas for free vibration frequencies of an exemplary 2D structure are derived and an analysis of influence of certain varying material properties is performed.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy omówiono ogólne zasady projektowania płyt warstwowych. Opisano specyfikę płyt warstwowych oraz typowe mechanizmy zniszczenia. Przedyskutowano powstawanie przegubów plastycznych i ich wpływ na stan konstrukcji. Przedstawiono typowe kombinacje oddziaływań i zinterpretowano odpowiednie wymagania normowe.
EN
The paper presents general rules for the design of sandwich panels. The specificity of sandwich panels and typical failure mechanisms have been described. The formation of plastic hinges and their impact on the state of the structure have been discussed. Typical combinations of forces have been presented and the relevant standard requirements have been interpreted.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.