Obliczenia nośności spawanego węzła rurowego z wykorzystaniem formuł analitycznych i MES

• Autorzy: Zwoliński Tadeusz

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0055.3026

Warianty tytułu

EN

Calculations of the load capacity of a welded pipe joint using analytical formulas and FEM

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy jest analiza nośności węzła z kształtowników zamkniętych w złożonym stanie obciążenia. Projektowanie takich węzłów z cienkościennych prętów klasy czwartej utrudnia brak zweryfikowanych eksperymentalnie formuł analitycznych, dostępnych jedynie dla profili krępych. Problem ten można obejść, stosując metodę zredukowanej granicy plastyczności (MZGP), polegającą na obniżeniu granicy plastyczności tak, by spełnić kryteria profilu klasy drugiej. Obliczenia wykonano dla węzła z profili SHS 300×200 i RHS 200×200 ze stali S355, zmieniając grubość ścianek. Wyniki analityczne porównano z analizą numeryczną MES (GMNIA) w programie ANSYS Workbench. Stwierdzono, że metoda MZGP daje bezpieczne, choć często zbyt konserwatywne oszacowania nośności. Wykazano również, że węzły z profili krępych mają większą zdolność do odkształceń.

EN

The aim of this study is to analyze the load-bearing capacity of a joint made of hollow sections under a complex loading condition. The design of such joints using thin-walled class four members is challenging due to the lack of experimentally verified analytical formulas, which are available only for stocky profiles. This problem can be addressed by applying the Reduced Yield Strength Method (RYSM), which involves lowering the yield strength to meet the criteria for a class two cross-section. Calculations were carried out for a joint made of SHS 300×200 and RHS 200×200 sections fabricated from S355 steel, with wall thickness as a variable parameter. Analytical results were compared with a numerical analysis based on the finite element method (FEM) using a full GMNIA (geometrically and materially nonlinear analysis with imperfections) in ANSYS Workbench. It was found that the RYSM provides safe, though often overly conservative, estimates of the joint’s load-bearing capacity. It was also demonstrated that joints made of stocky profiles exhibit a significantly higher deformation capacity.

• Wydawca: Fundacja Polskiego Związku Inżynierów i Techników Budownictwa
• Czasopismo: Przegląd Budowlany
• Rocznik: 2025
• Tom: R. 96, nr 5
• Strony: 179--182
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Zwoliński Tadeusz

• Wydział Inżynierii Lądowej, Politechnika Warszawska

• https://orcid.org/0000-0002-9973-0147

Bibliografia

• [1] Wardenier J., Sang Choo Y., Recent Developments in Welded Hollow Section Joint Recommendations, Advanced Steel Construction, 2006
• [2] EN 10210-2: Hot finished steel structural hollow sections – Part 2: Tolerances, dimensions and sectional properties
• [3] Design Guide For Rectangular Hollow Section (RHS) Joints Under Predominantly Static Loading, Comité International pour le Développement et l’Étude de la Construction Tubulaire, 2009
• [4] Yun X., Leroy Gardner: Stress-strain curves for hot-rolled steels, Journal of Constructional Steel Research 133, June 2017, str. 36-46
• [5] PN-EN 1993-1-8: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-8: Projektowanie węzłów
• [6] PN-EN 1993-1-1: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-1: Reguły ogólne i reguł dla budynków
• [7] Bródka J., Kozłowski A., Projektowanie i obliczanie połączeń i węzłów konstrukcji stalowych. Tom I, Polskie Wydawnictwo Techniczne, 2013