Resistance of corrugated web girders with openings in the light of FEM analysis

• Autorzy: Basiński Witold , Nowak Konrad

Identyfikatory

DOI

10.15199/33.2025.06.09

Warianty tytułu

PL

Nośność blachownic o falistym środniku z otworami w świetle analizy MES

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

This paper presents a numerical analysis of the shear resistance tests of the corrugated web of SIN girders with opening. The analysis was carried out on seven models of girders with a web height of hw = 750 and a web thickness of 2.0 mm with a static scheme of a simply supported beam. The assumed heights of opening were 1/3 and 1/2 of the web height and from one to three opening along the length of the girder. The results of the FEM analysis were compared with the results of experimental tests of girders without openings and with available calculation methods. Based on the obtained results, a method for estimating the computational critical shear strength of the wavy web of girders with the influence of a single opening and a group of openings was presented.

PL

W artykule przedstawiono analizę numeryczną badań nośności postaciowej falistego środnika dźwigarów SIN z otworami, którą przeprowadzono na siedmiu modelach dźwigarów, wysokości środnika hw = 750 i grubości 2,0 mm, o schemacie statycznym belki swobodnie podpartej. Przyjęto wysokość otworów stanowiącą 1/3 i 1/2 wysokości środnika oraz od jednego do trzech otworów na długości dźwigara. Wyniki analizy MES porównano z wynikami badań doświadczalnych dźwigarów bez otworów oraz dostępnymi metodami obliczeniowymi. Na podstawie uzyskanych wyników przedstawiono metodę szacowania obliczeniowej postaciowej wytrzymałości krytycznej przy ścinaniu falistego środnika dźwigarów z wpływem pojedynczego otworu oraz grupy otworów.

Słowa kluczowe

EN

girder with corrugated web; girder with SIN openings; shear load capacity; group of openings in the corrugated web; finite element analysis; FEM

PL

dźwigar o falistym środniku; dźwigar z otworami SIN; nośność na ścinanie; grupa otworów w falistym środniku; metoda elementów skończonych; MES

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Materiały Budowlane
• Rocznik: 2025
• Tom: nr 6
• Strony: 79--90
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Basiński Witold

• Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa

• https://orcid.org/0000-0002-9306-4569

autor

Nowak Konrad

• Zeman HDF

Bibliografia

• [1] Erdal F., Doğan E., Saka M.P. Optimum design of cellular beams using harmony search and particle swarm optimizers, Journal of Constructional Steel Research. Volume 67, Issue 2, February 2011, Pages 237-247. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2010.07.014.
• [2] Lawson R.M., Lim J., Hicks S.J., Simms W.I. Design of composite asymmetric cellular beams and beams with large web openings. Journal of Constructional Steel Research. Volume 62, Issue 6, June 2006, Pages 614-629. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2005.09.012.
• [3] Pachpor P.D., Mittal N.D., Gupta L.M. Deshpande N.V. Finite Element Analysis and Comparison of Castellated and Cellular Beam. Advanced Materials Research. Volumes 264-265, pp694-699. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.264-265.694.
• [4] Łubiński M., Filipowicz A., Żółtowski W. Konstrukcje Metalowe. Arkady. Warszawa 1986.
• [5] Piekarczyk M.: Selected design problems of thin‑walled steel members and connections in building structures. Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2019.
• [6] Kiymaz G., Coskun E., Cosgun C., Seckin E. Transverse load carrying capacity of sinusoidally corrugated steel web beams with web openings. Steel and Composite Structures, Vol. 10, No. 1, 2010, p. 69-85.
• [7] Profiles of corrugated web of SIN girders. Principles of dimensioning. Cracow University of Technology. Cracow 2002. (in Polish).
• [8] CEN „EN 1993-1-5, Eurocode 3 – Design of steel structures – Part 1-5: Plated structural elements”, European Committee for Standardization, Brussels, Belgium, 2008. http://www.phd.eng.br/wp‑content/uploads/2015/12/en.1993.1.5.2006.pdf
• [9] Basiński W. Shear buckling of plate girders with corrugated web restrained by end stiffeners, Periodica Polytechnica Civil Engineering, Vol. 62, No. 3, 2018, p. 757-771, https://doi.org/10.3311/PPci.11554.
• [10] Basiński W. Resistance of corrugated web girders reinforced with support and diagonals stiffeners. (Nośność dźwigarów o falistym środniku wzmocnionych żebrami podporowymi i przekątnymi), Monografia. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej. Gliwice 2020. (in Polish)
• [11] Nowak K. Analiza wpływu otworów w środniku na nośność dźwigarów SIN. Praca magisterska. Wydział Budownictwa Politechniki Śląskiej. Gliwice 2024
• [12] Abaqus software adjustment to estimate resistance of corrugated web girders reinforced with end stiffeners.
• [13] Łubiński M., Filipowicz A., Żółtowski W. Konstrukcje Metalowe. Arkady. Warszawa 1986.