Nietypowa konstrukcja spawanego węzła w jednowarstwowej kratownicy przestrzennej

• Autorzy: Gremza G. , Zamorowski J.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2015.144

Warianty tytułu

EN

Untypical construction of welded joint in space single-layer truss

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wielowątkową analizę niestandardowo ukształtowanych, rozgałęzionych węzłów konstrukcji kratowej o siatce trójkątnej. W konstrukcji tej pręty siatki utworzone z rur o przekroju kwadratowym spawano w węźle do tzw. rozety o kształcie foremnego graniastosłupa o podstawie sześciobocznej i wysokości w przybliżeniu równej bokowi podstawy, który był nieco większy od boku przekroju rury. Szczegółowej analizie poddano dwa warianty węzła. W pierwszym wariancie jeden z boków rury był zlicowany z jednym z denek rozety. W drugim występowało dodatkowe skręcenie pręta względem rozety, na skutek czego fragment rury wystawał ponad rozetę. Powodowało to konieczność wykonania niejednolitej konstrukcyjnie spoiny wzdłuż częściowo wystającej ścianki. Przeanalizowano sposób ukształtowania węzłów w odniesieniu do obowiązujących norm projektowania. Dokonano analitycznej oceny nośności połączenia spawanego. Prześledzono normowe uwarunkowania możliwości wykonania omawianych węzłów w klasie EXC3, zgodnie z klasyfikacją obowiązującą w normie wykonawczej dla konstrukcji stalowych EN-1090-2. W efekcie przeprowadzonych rozważań wnioskowano o technicznej możliwości wykonania takich złączy, przy spełnionych wymaganiach normowych w zakresie ich nośności i technologii wykonania. Oprócz analiz teoretycznych przedstawiono wyniki badań doświadczalnych elementów próbnych składających się z rozety i dwóch naprzemianlegle dołączonych do niej rur. Opisano stanowisko badawcze oraz elementy próbne wykorzystane w badaniach. Rozważania przedstawione w artykule uzupełniono o wybrane wyniki obliczeń numerycznych pierwszego z omówionych wariantów węzła, udostępnione przez współautora projektu konstrukcji.

EN

A multi-aspect analysis of untypically shaped multi-branch connections in nodes of singlelayer triangular spatial grid has been presented in that article. The bars made of the square pipes which formed a grid has been welded to so called rosette, placed in the node, with a shape of regular hexagonal prism with a height nearly equal to the length of the base edge, that was slightly larger than the dimension of a side of the pipe. Two variants of a joint was analysed in detail. In the first variant one side of the pipe was equalized to the upper edge of the rosette. In the second one an additional twisting of the bar relative to the rosette occurred. As a result, a fragment of the pipe protruded above the rosette what caused the necessity of performing a nonuniform weld along the side of the partially protruding pipe. The way of shaping the joints in accordance to the design standards being in force was analysed. The analytical assessment of a load capacity of the welded joint was made, as well. The standard feasibility requirements of the performing possibility the discussed joints in EXC3 class, according to a classification given by a harmonized standard EN-1090-2 for executing of steel structures, have been tracked. As a result of considerations carried out in the article the conclusions about the technical possibilities of executing such joints, with fulfilled requirements in terms of their load capacity and technology of their execution, were presented. Besides the theoretical analyses the article presents the results of the experimental researches that have been carried out on specimens composed of two pipes located on the opposite sides of the rosette. The test arrangement and the specimens that have been used in the experiment were described in that paper. Considerations that have been presented in the article were supplemented with the selected results of the numerical analysis of the first variant of joint, that were provided by co-author of the discussed structure design [4].

Słowa kluczowe

PL

konstrukcja kratownicowa; kratownica przestrzenna; kratownica trójkątna; kratownica jednowarstwowa; połączenie rozgałęzione; złącze spawane; nośność

EN

truss structure; space truss; triangular truss; single-layer truss; multi-branch connection; welded joint; load capacity

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2015
• Tom: z. 62, nr 3/II
• Strony: 119--134
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Gremza G.

• Politechnika Śląska

autor

Zamorowski J.

• Akademia Techniczno-Humanistyczna, Bielsko-Biała

Bibliografia

• [1] Zamorowski J.: Obliczanie chłodni kominowej według teorii II rzędu. IX International Conference on Metal Structures, Kraków 1995, t. s. 85-94.
• [2] Zamorowski J.: Ocena wpływu wybranych imperfekcji geometrycznych na wytężenie prętów w mało wyniosłej kratownicy przestrzennej, VIII MKN-T KM, Gdańsk 1989, t.2, s. 209-216.
• [3] Konsorcjum Zeman-Dachy-Fasady Sp. z o.o., Opal Spółka z o.o. Spółka komandytowa: Wybrane rysunki projektu wykonawczego podziemnej stacji i dworca multimodalnego Łódź Fabryczna: ZEMI 1-PW4-DWK-BB-CME-16027-0.2. Świętochłowice 06.2014 r.
• [4] Rabijasz M.: Wyciąg z analizy numerycznej połączeń rur z rozetą dla projektu wykonawczego podziemnej stacji i dworca multimodalnego Łódź Fabryczna (niepublikowane).
• [5] PN-EN 1090-1+A1:2012: Wykonanie konstrukcji stalowych i aluminiowych. Część 1: Zasady oceny zgodności elementów konstrukcyjnych.
• [6] PN-EN 1090-2+A12012: Wykonanie konstrukcji stalowych i aluminiowych. Część 2: Wymagania techniczne dotyczące konstrukcji stalowych.
• [7] PN-EN 1993-1-1:2006 +AC:2009+Ap1:2010+NA:2010+A1:2014.07: Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków.
• [8] PN-EN 1993-1-3:2008+NA:2010: Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-3: Reguły ogólne. Reguły uzupełniające dla konstrukcji z kształtowników i blach profilowanych na zimno.
• [9] PN-EN 1993-1-8:2006+NA:2010+NA:2011+ Ap1:2010+Ap2:2011: Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych Część 1-8: Projektowanie węzłów.
• [10] PN-EN 1011-1:2009 (tylko wersja angielska): Spawanie. Zalecenia dotyczące spawania metali. Część 1: Ogólne wytyczne dotyczące spawania łukowego.
• [11] PN-EN 1011-2:2004/A1:2005: Spawanie. Wytyczne dotyczące spawania metali. Część 2: Spawanie łukowe stali ferrytycznych.
• [12] PN-EN ISO 3834-1:2007 Wymagania jakości dotyczące spawania materiałów metalowych - Część 1: Kryteria wyboru odpowiedniego poziomu wymagań jakości.
• [13] PN-EN ISO 3834-2:2007 Wymagania jakości dotyczące spawania materiałów metalowych - Część 2: Pełne wymagania jakości.
• [14] PN-EN ISO 9018:2008: Badania niszczące spoin w metalach - Badanie na rozciąganie złączy krzyżowych i zakładkowych.
• [15] PN-EN ISO 9692-1:2014-02 (wersja angielska, jest wcześniejsza wersja polska): Spawanie i procesy pokrewne. Rodzaje przygotowania złączy. Część 1: Ręczne spawanie łukowe, spawanie łukowe elektrodą metalową w osłonie gazów, spawanie gazowe, spawanie metodą TIG i spawanie wiązką stali.
• [16] PN-EN ISO 15609-1:2007: Specyfikacja i kwalifikowanie technologii spawania metali - Instrukcja technologiczna spawania. Część 1: Spawanie łukowe.
• [17] PN-EN ISO 15613:2006: Specyfikacja i kwalifikowanie technologii spawania metali. Kwalifikowanie na podstawie przedprodukcyjnego badania spawania/zgrzewania.
• [18] PN-EN ISO 15614-1:2008: Specyfikacja i kwalifikowanie technologii spawania metali - Badanie technologii spawania - Część 1: Spawanie łukowe i gazowe stali oraz spawanie łukowe niklu i stopów niklu.
• [19] PN-EN ISO 6892-1:2010: Metale-Próba rozciągania-Część 1: Metoda badania w temperaturze otoczenia.