Investigations into the resistance of sin girders reinforced with tensioned diagonal braces

• Autorzy: Basiński W. , Kowal Z.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The study presents the means of increasing resistance of girders with corrugated web by enhancing their shear resistance due to the application of diagonal braces subjected to advantageous tension. Diagonal braces were used in the near-support zones, which increased the shear resistance of the girder. Then, the web carries a greater shear load associated with bending. Experimental investigations on increased shear resistance of girder webs were performed using girders with webs having a height of 500, 1000 and 1500 mm. The shear force divided into the corrugated web and diagonal braces were estimated. Shear load-displacements paths for a corrugated web and diagonal braces were determined. The results of investigations into the resistance of girders reinforced with tension diagonal braces were compared with those for girders without reinforcement and with computations in accordance with Eurocode 3. The paper is the first part of the study. Conclusions were drawn and dimensioning recommendations (part two of the study) for corrugated web girders reinforced with tension diagonal braces were produced. The next part of the study will show the application of FEM numerical analysis to theoretical estimation of the ultimate and critical shear and flexural resistance of corrugated web girders reinforced with tension diagonal braces.

PL

W pracy pokazano sposób zwiększenia nośności dźwigarów o falistym środniku w drodze zwiększenia ich postaciowej nośności poprzez zastosowanie korzystnie rozciąganych krzyżulców. Zastosowano krzyżulce w strefach przypodporowych zwiększające postaciową nośność dźwigara. Środnik przenosi wówczas większe obciążenie poprzeczne stowarzyszone ze zginaniem. Badania doświadczalne zwiększonej nośności postaciowej środnika dźwigarów przeprowadzono na dźwigarach o wysokości środnika 500, 1000 i 1500 mm. Oszacowano rozdział siły poprzecznej na falisty środnik oraz krzyżulce. Wyznaczono ścieżki postaciowej równowagi statycznej falistego środnika oraz krzyżulców. Wyniki badań nośności dźwigarów wzmocnionych krzyżulcami rozciąganymi porównano z badaniami dźwigarów bez wzmocnienia i z wynikami obliczeń wg Eurokodu 3. Artykuł stanowi pierwszą część opracowania. Sformułowano wnioski i zalecenia (w drugiej części opracowania) do wymiarowania dźwigarów o falistych środnikach, wzmocnionych krzyżulcami rozciąganymi. W drugiej części zostanie pokazane zastosowanie analizy numerycznej MES do teoretycznego oszacowania postaciowej i giętnej nośności granicznej oraz krytycznej dźwigarów o falistym środniku wzmocnionych krzyżulcami rozciąganymi.

Słowa kluczowe

EN

girder with corrugated web; tension diagonal brace; ultimate resistance; critical resistance

PL

dźwigar o falistym środniku; krzyżulec rozciągany; nośność graniczna; nośność krytyczna

• Wydawca: Silesian University of Technology
• Czasopismo: Architecture Civil Engineering Environment
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 10, no. 1
• Strony: 53--64
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz.

Twórcy

autor

Basiński W.

• Faculty of Civil Engineering. Silesian University of Technology, Akademicka 5, 44-100 Gliwice, Poland

autor

Kowal Z.

• Faculty of Civil Engineering and Architecture, Kielce University of Technology, Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, Poland

Bibliografia

• [1] Basiński W., Kowal Z.; Model rotational stiffness of semirigid end joints girders with corrugated web. LII Scientific conference KILIW PAN and KNPZITB, Krynica 2006 (in Polish)
• [2] Basiński W., Kowal Z.; The shear resistance of girders with corrugated web. Inżynieria i Budownictwo, No.4, 2008; p.197-200 (in Polish)
• [3] BasińskiW., Kowal Z.; The influence of the stiffness of end plates on shear critical resistance of corrugated web of girders. Konstrukcje Stalowe No.3, 2013; p.50-54 (in Polish)
• [4] Basiński W., Kowal Z.; The impact of corrugated web stiffness on SIN girder deflections in the light of experimental research. Proceedings of the 10th International Conference on New Trends in Statics and Dynamics of Buildings, October 3-5, 2012 Bratislava
• [5] Górecki M., Łagoda. G, Łagoda. M.; Bridge girders with the corrugated web in the light of experimental studies. Scientific Papers Rzeszow University of Technology, No. 283 Construction and Environmental Engineering of Rzeszow 59th 2012 (in Polish)
• [6] Easley J. T.; Buckling formulas for corrugated metal shear diaphragms. Journal of the Structural Division, ASCE, ST7, 101, 1975
• [7] Eldib M.E.A.-H.; Shear buckling strength and design of curved corrugated steel webs for bridges. Journal of Constructional Steel Research, 65, 2009
• [8] Elgaaly M., Hamilton R.W., Seshadri A.; Shear strength of beams with corrugated webs. Journal of Structural Engineering, 122(4), 1996
• [9] Jongwon Y, Heungbae G. Kwangsoo Y., Hakeun L.; Interactive shear buckling behaviour of trapezoidally corrugated steel webs. Engineering Structures, 30(6), 2008
• [10] Kowal Z.; Sheet Metal Girders with vertical and diagonal stiffeners. Scientific Papers Wrocław University of Technology. Construction XXI, Wrocław 1964 (in Polish)
• [11] Kozłowski A., Ślęczka L.; The failure state of the roof structure with beams with corrugated web. Awarie budowlane 2007, XXIII Konferencja Naukowo- Techniczna, Szczecin-Międzyzdroje, 23-26 maja 2007 (in Polish)
• [12] Mendera Z., Kuchta K.: Analysis of the behaviour of steel beams with corrugated web in the light of experimental studies. XLIX Scientific conference KILiW PAN and KN PZITB, Krynica 2003 (in Polish)
• [13] Novak R., Machacek J.: Design resistance of undulating webs under patch loading. Proceedings of the Third International Conference on Coupled Instabilities in Metal Structures VIMS 2000, Lisbon, Portugal 2000
• [14] Pasternak H., Brańka P.: Tragverhalten von Wellstegtragern unter lokaler Lasteinleitung. (Resistance of beams with corrugated web under locally applied load), Bauingenieur 5/1999
• [15] Pasternak H., Hannebauer D.; Beams and columns with corrugated webs and crane brackets – International Colloquium Stability and Ductility of Steel Structures, September 26-28, 2002, Budapest, Hungary
• [16] Seydel E.: Beitrag zur Frage des Ausbeulens von versteiften Platten bei Schubbeanspruchung, 195. Bericht der Deutschen Versuchsanstalt für Luftfahrt, E.V., (Contribution to the question of buckling of strengthened plates at shearing stress, 195th Report of German Research Institute for Aeronautics, registered association), Berlin-Adlershof, 1930, pp.235-254 (in German)
• [17] Timoshenko S. P., Gere J. M.; Theories of elastic stability. Arkady, Warsaw 1961
• [18] The research project N N506 072538 titled; Shaping frameworks girder on the corrugated web joined by end plates. Silesian University of Technology 2013 (in Polish)
• [19] Profiles of corrugated web of SIN girders. Principles of dimensioning. Cracow University of Technology. Cracow 2002 (in Polish)
• [20] Eurocode 3, Design of steel structures. Part 1-5: Plated structural elements, EN 1993-1-5, 2008
• [21] EN 10002-1:2001. Metallic materials – Tensile testing – Part 1: Method of test at ambient temperature

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).