Experimental tests of bonded steel-OSB composite beam

• Autorzy: Derlatka Anna , Lacki Piotr , Więckowski Wojciech , Kasza Przemysław , Pomada Marta

Identyfikatory

DOI

10.17512/znb.2022.1.01

Warianty tytułu

PL

Badania eksperymentalne klejonej belki kompozytowej stalowo-OSB

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Rapidly rising metal prices force scientists to develop innovative materials. Therefore, composite structures, including sandwich structures, are gaining more and more popularity. The paper presents an assessment of a composite beam which is an alternative to a steel beam. The aim of the work was to determine the bending resistance of the steel-OSB composite beam. The subject of the three-point bending tests was a sandwich beam made of three 25 mm thick oriented strand boards and two 2 mm thick steel sheets. The components of the beam were joined with a polymer glue. The beam had a rectangular section 80 mm wide and 50 mm high. Its length was 800 mm. The tested bending capacity of the beam was 1 kNm. The work also included tests of the mechanical properties of the steel sheets used for the construction of the beam. As a result, the weight and consumption of steel in the steel-OSB composite beam and the analytically designed steel beam were compared.

PL

Bardzo szybko rosnące ceny metali zmuszają naukowców do opracowywania innowacyjnych materiałów, dlatego coraz większą popularność zyskują konstrukcje kompozytowe, w tym konstrukcje typu sandwich. W pracy dokonano oceny belki kompozytowej stanowiącej alternatywę dla belki stalowej. Celem pracy było wyznaczenie nośności na zginanie belki kompozytowej stalowo-OSB. Przedmiotem badań trójpunktowego zginania była belka typu sandwich zbudowana z trzech płyt OSB o grubości 25 mm oraz dwóch blach stalowych o grubości 2 mm. Komponenty belki połączono za pomocą kleju polimerowego. Belka posiadała prostokątny przekrój o szerokości 80 mm oraz wysokości 50 mm. Jej długość wynosiła 800 mm. Nośność belki na zginanie wyniosła 1 kNm. Wykonano również badania właściwości mechanicznych blach stalowych wykorzystanych do budowy belki. Dzięki temu porównano masę i zużycie stali w belce kompozytowej oraz analitycznie zaprojektowanej belce stalowej.

Słowa kluczowe

EN

composite beam; steel; oriented strand board; adhesively bonded joints

PL

belka kompozytowa; stal; OSB; połączenia klejone

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo
• Rocznik: 2022
• Tom: Z. 28 (178)
• Strony: 7--12
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Derlatka Anna

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Civil Engineering, ul. Akademicka 3, 42-218 Częstochowa, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-6509-2706

autor

Lacki Piotr

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Civil Engineering, ul. Akademicka 3

• https://orcid.org/0000-0002-0787-8890

autor

Więckowski Wojciech

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Computer Science, al. Armii Krajowej 21, 42-201 Częstochowa, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-0611-2524

autor

Kasza Przemysław

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Civil Engineering, ul. Akademicka 3, 42-218 Częstochowa, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-5807-5211

autor

Pomada Marta

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Civil Engineering, ul. Akademicka 3, 42-218 Częstochowa, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-2192-4053

Bibliografia

• [1] Rzeszut K., Folta W., Garstecki A., Reliability of engineering methods of assessment the critical buckling load of steel beams, AIP Conference Proceedings, 2018, 150003-1 - 150003-7.
• [2] Szewczak I., Rzeszut K., Rozylo P., Structural behaviour of steel cold-formed sigma beams strengthened with bonded steel tapes, Thin-Walled Structures 2021, 159, 107295, DOI: 10.1016/j.tws.2020.107295.
• [3] Lacki P., Derlatka A., Influence of PU foam reinforcement of I-beam on buckling resistance, Composite Structures 2018, 202, 201-209, DOI: 10.1016/j.compstruct.2018.01.050.
• [4] Lacki P., Derlatka A., Winowiecka J., Analysis of the composite I-beam reinforced with PU foam with the addition of chopped glass fiber, Composite Structures 2019, 218, 60-70, DOI: 10.1016/j.compstruct.2019.03.036.
• [5] Irawati I.S., Awaludin A., Sebastian N.P., The performance of cold-formed steel long-span roof structure combined with laminated timber: Cold-formed steel – laminated timber composite, Procedia Engineering 2017, 171, 1242-1249, DOI: 10.1016/j.proeng.2017.01.417.
• [6] Awaludin A., Rachmawati K., Aryati M., Danastri A.D., Development of cold formed steel – timber composite for roof structures: Compression members, Procedia Engineering 2015, 125, 850-856, DOI: 10.1016/j.proeng. 2015.11.052.
• [7] Li Y., Shan W., Shen H., Zhang Z.-W., Liu J., Bending resistance of I-section bamboo-steel composite beams utilizing adhesive bonding, Thin-Walled Structures 2015, 89, 17-24, DOI: 10.1016/j.tws.2014.12.007.
• [8] Zhang J., Li Y., Tong K., Guo J., Wu P., Deformation of steel-bamboo composite beam considering the effect of interfacial slippage, Advanced Steel Construction 2018, 14(3), 324-336, DOI: 10.18057/IJASC.2018.14.3.1.
• [9] Duan Y., Zhang J., Tong K., Wu P., Li Y., The effect of interfacial slip on the flexural behavior of steel-bamboo composite beams, Structures 2021, 32, 2060-2072, DOI: 10.1016/j.istruc.2021.04.019.
• [10] Zhang J., Zhang Z., Tong K., Wang J., Li Y., Bond performance of adhesively bonding interface of steel-bamboo composite structure, Journal of Renewable Materials 2020, 8(6), 687-702, DOI: 10.32604/jrm.2020.09513.
• [11] Shan Q., Zhang J., Tong K., Li Y., Study on flexural behaviour of box section bamboo-steel composite beams, Advances in Civil Engineering 2020, 1-9, DOI: 10.1155/2020/8878776.
• [12] Zhang J., Li Y., Liu R., Da Xu, Bian X., Examining bonding stress and slippage at steel-bamboo interface, Composite Structures 2018, 194, 584-597, DOI: 10.1016/j.compstruct.2018.04.037.
• [13] Nishimura T., Wood Composites, Chipboard, Oriented Strand Board (OSB) and Structural Composite Lumber, Elsevier Ltd 2015.
• [14] Zhou X., Shi Y., Xu L., Yao X., Wang W., A simplified method to evaluate the flexural capacity of lightweight cold-formed steel floor system with oriented strand board subfloor, Thin-Walled Structures 2019, 134, 40-51, DOI: 10.1016/j.tws.2018.09.006.
• [15] Iuorio O., Dauda J.A., Lourenço P.B., Experimental evaluation of out-of-plane strength of masonry walls retrofitted with oriented strand board, Construction and Building Materials 2021, 269, 121358, DOI: 10.1016/ j.conbuildmat.2020.121358.
• [16] Sani M., Muftah F., Osman A.R., A review and development of cold-formed steel channel columns with oriented strand board sections, Materials Today: Proceedings 2019, 17, 1078-1085, DOI: 10.1016/j.matpr.2019.06.519.
• [17] PN-EN 10025-2:2019-11 Hot rolled products of structural steels - Part 2: Technical delivery conditions for non-alloy structural steels.
• [18] PN-EN 1993-1-1:2006 Eurocode 3: Design of steel structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings.
• [19] PN-EN ISO 6892-1:2020-05 Metallic materials - Tensile testing - Part 1: Method of test at room temperature.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).