Obciążenie imperfekcyjne elementów wytężonych znakozmienną wzdłużnie siłą osiową

• Autorzy: Biegus A. , Czepiżak D.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2017.130

Warianty tytułu

EN

Imperfection force of members under longitudinal action having a variable sign

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W modelu oceny obciążeń imperfekcyjnych qd stężeń i płatwi w PN-EN 1993-1-1 przyjęto jako bezpieczne założenie, że stężany element jest ściskany siłą stałą na jego długości. Założenie to nie jest poprawne, gdyż rozkład siły osiowej zmienia się na długości stężanego elementu - jest on paraboliczny i znakozmienny (występuje ściskanie i rozciąganie). Powoduje to generowanie przez stężany pręt oddziaływań imperfekcyjnych odmiennych od obciążenia qd wg PN-EN 1993-1-1. Przedmiotem pracy są badania obciążeń imperfekcyjnych stężanego pasa górnego dźwigarów dachowych połączonych sztywno ze słupami. Siła osiowa w stężanym pasie zmienia się parabolicznie na jego długości, z rozciągającej w strefie podporowej, w ściskającą w strefie środkowej. Jest to znakozmienne wzdłużnie obciążenie paraboliczne. Wartości sił osiowych rozciągających w strefie przypodporowej Nhog i ściskających w strefie środkowej Nsag zależą m.in. od charakterystyk sztywnościowych rygla dachowego, słupów i ich połączeń ze sobą. W pracy wykonano analizy parametryczne obciążeń imperfekcyjnych oraz wytężenia płatwi i stężeń w funkcji sił osiowych Nhog i Nsag w stężanym elemencie. Celem prezentowanych analiz jest określenie rzeczywistego obciążenia imperfekcyjnego i jego wpływu na wytężenia płatwi i stężeń w różnych, realnych sytuacjach projektowych.

EN

In the calculation model of equivalent stabilizing force qd (shorter – imperfection force) for both bracing system and purlins consistent with PN-EN 1993-1-1 it has been conservatively assumed that the member to be restrained is uniformly compressed within its length by an axial force. This is incorrect when the actual distribution of the axial force is considered as non – uniform, having a parabolic shape and sign – variable characteristic (compression and tension). Thus a different imperfection force is generated in comparison with this given in PN-EN 1993-1-1. The actual imperfection loads of the upper flange of the restrained roof rafter being fully fixed to columns have been analyzed. The axial force in the restrained member changes parabolically along its length from tension at the support zone to compression at the central part. Values of tension axial forces Nhog and compression axial forces Nsag depend, among others, on the rigidity of the roof rafter, rigidity of columns and stiffness classification of the rafter to column connection. Parametrical analyzes of the imperfection forces together with evaluation of strains of purlins and bracing system versus axial forces Nhog, Nsag acting in the restrained member have been done. The result of presented analyzes is determination of the safe imperfection force and the strain of purlins and bracing system in different, real design situations and a comparison of obtained results with these based on the conservative model given by PN-EN 1993-1-1.

Słowa kluczowe

PL

obciążenie imperfekcyjne; siła osiowa; element stężany; płatew; stężenie

EN

equivalent stabilizing force; action; variable sign; member; purlin; bracing system

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2017
• Tom: z. 64, nr 3/I
• Strony: 371--386
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Biegus A.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego, Katedra Konstrukcji Metalowych, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław; tel. [phone]

autor

Czepiżak D.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego, Katedra Konstrukcji Metalowych, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław; tel. [phone]

Bibliografia

• [1] PN-EN 1993-1-1:2006 Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-3: Reguły ogólne i reguły dla budynków, PKN, Warszawa, 2006.
• [2] Gardner M., Nethercot D., in: H. Gulvanessian (Eds.) Designers Guide to EN 1993-1-1: Eurocode 3 Design of Steel Structures. Part 1-1: General Rules and Rules for Building, Thomas Telford Limited, London, 2005.
• [3] Taylor J.C, et all, Interim Guidance on the Use of Eurocode 3: Eurocode 3 Part 1-1: for European Design of Steel Building Structures, The Steel Construction Institute, Ascot, 1995.
• [4] Trahair N.S., Bradford M.A., Nethercot D.A., Gardner L.: The Behavior and Design of Steel Structures to EC3, Taylor and Francis, London-New York, 2008.
• [5] Biegus A., D. Czepiżak D.: Global geometrical imperfections for refined analysis of lateral roof bracing systems, Recent Progress in Steel and Composite Structures – Giżejowski et. al. (Eds). (XIII International Conference on Metal Structures ICMS2016, Zielona Góra, Poland 15-17 June 2016), CRC Press Taylor & Francis Group, London 2016, pp. 187-196.
• [6] Czepiżak D., Biegus A.: Refined calculation of lateral bracing systems due to global geometrical imperfections, Journal of Constructional Steel Research 119 (2016) pp. 30-38.
• [7] Biegus A., D. Czepiżak D.: Uściślony model imperfekcyjnych obciążeń płatwi i stężeń, Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury – Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture, JCEEA, t. XXXIII, z. 63, nr 1/I/2016, styczeń-marzec 2016, s. 307-314, DOI: 10.7862/rb.2016.36.
• [8] Pałkowski Sz., Piątkowski M.: O obliczaniu poprzecznych stężeń dachowych, Inżynieria i Budownictwo nr 4/2014, s. 210-213.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018)