Porównanie nośności na wyboczenie słupów modelowanych za pomocą elementów belkowych i powłokowych

• Autorzy: Żmuda-Trzebiatowski Ł.

Warianty tytułu

EN

Comparison of buckling resistance of columns modelled by beam and shell elements

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono porównanie analizy stateczności słupa podpierającego zadaszenie peronu kolejowego przy zastosowaniu modelu prętowego i powłokowego. Konstrukcja o rozpiętości 8 m wykonana ze stali S235 i profilu HEB320 została utwierdzona w podłożu. Obciążenie przyłożono do górnej części słupa. Do oceny stateczności konstrukcji wykorzystano liniowe i nieliniowe analizy statyczne i dynamiczne. Rozważono sprężysty oraz sprężysto-plastyczny model materiału. W wyniku liniowej analizy wyboczeniowej otrzymano różnicę 6,62% między pierwszymi siłami krytycznymi w modelu prętowym i powłokowym, przy czym niższą wartość uzyskano w modelu powłokowym. W analizach nieliniowych można zauważyć podobną zależność – w modelu powłokowym występują mniejsze wartości maksymalnego obciążenia, jakie może przenieść konstrukcja. Różnice sięgają do 6,5% w analizie geometrycznie liniowej w słupie z imperfekcjami bazującymi na pierwszej postaci wyboczenia, a do 25% w analizie geometrycznie i materiałowo liniowej.

EN

The paper compares two variants of stability analysis of a column supporting a railway platform roof modelled by beam and shell elements. A structure 8 m long made of steel S235 and profile HEB 320 was fixed in the ground. The load was applied to the upper part of the column. Linear and non-linear static and dynamic computations were done to assess stability of the structure. Elastic and elastic-plastic models of material were applied. The difference between linear buckling loads for beam and shell models was 6.62%, the lower value was referred to a shell model. Similar effect occurs in non-linear analysis – the shell model detected lower values of structural load-carrying capacity. Geometrically non-linear analysis of a column with imperfections based on the first buckling mode resulted in a 6.5% difference, geometrically and materially non-linear analysis led to result of 25%.

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 6
• Strony: 11820--11828
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., pełny tekst na CD3

Twórcy

autor

Żmuda-Trzebiatowski Ł.

• Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Katedra Mechaniki; ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

Bibliografia

• 1. Abaqus. Version 6.12-1. Dassault Systemes Simulia Corp. 2012.
• 2. Botasso C., Bauchau O., Choi J.-Y., An energy decaying scheme for nonlinear dynamics of shells. Computer methods in applied mechanics and engineering 2002, No. 191.
• 3. Choong K.K., Ramm E., Simulation of buckling process of shells by using the finite element method. Thin-Walled Structures 1998, No. 31.
• 4. Chróścielewski J., Lubowiecka I., Witkowski W., Dynamics based on six-field theory of shells in the context of energy-conserving scheme. Shell Structures: Theory and Applications 2006, Vol. 1.
• 5. Kobayashi T., Mihara Y., Fujii F., Path-tracing analysis for post-buckling process of elastic cylindrical shells under axial compression. Thin-Walled Structures 2012, No. 61.
• 6. Kubiak T., Criteria of dynamic buckling estimation of thin-walled structures. Thin-Walled Structures 2007, No. 45.
• 7. Żmuda-Trzebiatowski Ł., Iwicki P., Investigation of buckling resistance of columns using non-linear static and dynamic analysis. Current Scientific Challenges in Concrete and Steel Structures, Material Technology and Structural Fire Protection, Kaiserslautern 2014.