Resistance and stiffness of blind bolt lap joints in cold-formed steel structures

• Autorzy: Swierczyna S. , Wuwer W.

Identyfikatory

DOI

10.4467/2353737XCT.16.169.5780

Warianty tytułu

PL

Nośność i sztywność połączeń zakładkowych na łączniki jednostronne w konstrukcjach z kształtowników giętych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper summarises the existing results of the authors’ own research in the range of design of lap-joints with blind fasteners Huck BOM of cold-formed steel profiles. Formulae for their resistance and stiffness have been proposed with reference to the Eurocode EC3. Investigations are part of the research, which aims to develop the structural system of lightweight steel halls. The aim of this article is a comprehensive presentation of basic issues related to the design of bar structures with such connections.

PL

W artykule zebrano wyniki dotychczasowych badań autorów w zakresie projektowania zakładkowych połączeń kształtowników giętych na łączniki jednostronne Huck BOM. Zaproponowano formuły do obliczania ich nośności i sztywności z odniesieniem do zapisów Eurokodu EC3. Badania są elementem programu, który ma na celu opracowanie systemu konstrukcyjnego lekkich hal stalowych. Celem artykułu jest kompleksowe przedstawienie podstawowych zagadnień związanych z projektowaniem konstrukcji prętowych z badanymi połączeniami.

Słowa kluczowe

EN

experimental investigations; analytical investigation; flexible lap-joint; strength; stiffness; cold-formed steel; blind fasteners

PL

badania doświadczalne; badania analityczne; podatne połączenia zakładkowe; nośność; sztywność; kształtownik gięty; łącznik jednostronny

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Budownictwo
• Rocznik: 2016
• Tom: Y. 113, iss. 2-B
• Strony: 197--217
• Opis fizyczny: Bibliogr. 41 poz., il., wykr., wz.

Twórcy

autor

Swierczyna S.

• Department of Building Structures, Faculty of Civil Engineering, Silesian University of Technology

autor

Wuwer W.

• Faculty of Architecture, Civil Engineering and Applied Arts, Katowice School of Technology

Bibliografia

• [1] Dubina D., Structural analysis and design assisted by testing of cold-formed steel structures, Thin–Walled Structures, Vol. 46, 2008, 741–764.
• [2] Piekarczyk M., Pięciorak E., O zastosowaniach kształtowników profilowanych na zimno jako podstawowych elementów nośnych w halach (On Application of Cold-Fformed Sections in Structural Steel Buildings), Inżynieria i Budownictwo No. 12/2005, 695–698.
• [3] Bródka J., Broniewicz M., Giżejowski M., Kształtowniki gięte. Poradnik projektanta, Polskie Wydawnictwo Techniczne, Rzeszów 2006.
• [4] Swierczyna S., Wuwer W., Journal friction in bolted lap joints in a complex state of load, Proceedings of the 6th International Conference on Thin Walled Structures, Recent Research and trends, Vol. 1, Eds. Dubina D., Ungureanu V., Timisoara Romania 2011, 229–236.
• [5] Słowiński K., Wuwer W., Investigations of closely spaced build-up bars with flexible joints, Proceedings of the 6th International Conference on Thin Walled Structures, Recent Research and trends, Vol. 1, Eds. Dubina D., Ungureanu V., Timisoara Romania 2011, 561–568.
• [6] Dubina D, Ungureanu V., Gîliac L., Cold formed steel beams of corrugated web and built-up section chords, 7th European Conference on Steel and Composite Structures, Naples, Italy, 2014, 429–430.
• [7] László Joó A., Kovács G., Dunai L., Kotormán I., Development of a cold-formed thin-walled building system with large bay, 7th European Conference on Steel and Composite Structures, Naples, Italy, 2014, 443–444.
• [8] Zhang X., Kim Rasmussen K., Tests of cold-formed steel portal frames with slender sections, 7th European Conference on Steel and Composite Structures, Naples, Italy, 2014, 471–472.
• [9] Swierczyna S., Wuwer W., Evaluation of bearing resistance of blind bolt lap joints, 7th European Conference on Steel and Composite Structures Eurosteel 2014, 10–12 September, Naples, Italy, 381–382.
• [10] Słowiński K., Wuwer W., Buckling resistance of closely spaced bars with semi-rigid joints under axial compression, 7th European Conference on Steel and Composite Structures Eurosteel 2014, 10–12 September, Naples, Italy, 187–188.
• [11] Kształtowniki stalowe gięte na zimno, Katalog producenta Stalprodukt S.A., http://www.stalprodukt–centrostal.pl/pdf/ksztaltowniki_stalowe_giete_na_zimno.pdf (access: 15.03.2016).
• [12] Katalog firmy Llentab: Hale Stalowe, Llentabhallen Sp. Z o.o., Gdańsk.
• [13] Wuwer W., Próba oceny podatności węzłów w systemach konstrukcyjnych z kształtowników giętych, Inżynieria i Budownictwo No. 10.2002, 573–577.
• [14] PN–EN 1993–1–3:2008 Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1–3: Reguły ogólne. Reguły uzupełniające dla konstrukcji z kształtowników i blach profilowanych na zimno.
• [15] PN–EN 1993–1–8:2006 Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1–8: Projektowanie węzłów.
• [16] Wuwer W., Półsztywne połączenia zakładkowe w zastosowaniu do elementów z profili zimnogiętch, Roczniki Inżynierii Budowlanej, Komisja Inżynierii Budowlanej, Oddział PAN w Katowicach, Zeszyt 1/2000, 89–102.
• [17] Dubina D., Zacharia R., Cold-formed steel trusses with semi-rigid joints, Thin-Walled Structures, Vol. 46, 2008, 741–764.
• [18] Huckbolt. Technologia trwałych nieluzujących połączeń dowolnych konstrukcji, Wydawnictwo przedstawiciela w Katowicach. http://www.boltimex.pl/boltimex.pdf (access: 15.03.2106).
• [19] ALCOA Fastening Systems & Rings, Huck BOM. The highest strength blind fasteners in the world, https://www.alcoa.com/fastening_systems_and_rings/commercial/catalog/pdf/huck/en/AF201_Bom_Brochure.pdf (access: 15.03.2016).
• [20] Sworznie typu Huck do wykonywania połączeń elementów konstrukcji metalowych, Aprobata Techniczna Instytutu Techniki Budowlanej, No. AT–15–3487/99, Warszawa 1999.
• [21] Yu W.K., Chung K.F., Wong M.F., Analysis of bolted moment connections in cold-formed steel beam-column sub frames, Journal of Constructional Steel Research, No. 61/2005, 1332–13.
• [22] Cebulski L., Boneill C., Drazetic P., Markiewicz E., Experimental and numerical behaviour of railway rivets under quasi-static promptings. Engineering Computations, Vol. 20, Issue 7, 2003, 795–809.
• [23] TMC 302 RailCorp Engineering Manual – Structures. Structures Repair. Version 2.0, Issued December 2009. http://www.asa.transport.nsw.gov.au/ts/railcorp–engineering–standards/civil/civil–manuals (access 15.03.2016).
• [24] Słowiński K., Wuwer W., Experimentally and analytically based shaping of a built-up compression bar with deformable joints of the branches, Technical Transactions. 1-B/2015, 107–131.
• [25] Wuwer W., Swierczyna S., Słowiński K., Nowoczesna technologia sworzniowych połączeń prętów z kształtowników giętych, Materiały Budowlane, 7/2012, 32–34.
• [26] Swierczyna S., Wuwer W., Thin-walled latticed frame with semi-rigid bolted joints, Proceedings of 12th International Conference on Metal Structures, Wrocław 2011, 256–257 (full paper on CD).
• [27] Wuwer W., Podatne połączenia na sworznie jednostronne w prętowych konstrukcjach cienkościennych, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej No. 1710 (Vol. 105). Habilitation thesis, Gliwice 2006.
• [28] Swierczyna S., Nośność i sztywność jednociętych połączeń sworzniowych w konstrukcjach z kształtowników giętych, Ph.D. thesis, Gliwice 2011.
• [29] Słowiński K., Badanie nośności ściskanych osiowo elementów bliskogałęziowych z podatnymi połączeniami, Ph.D. thesis, Gliwice 2013.
• [30] Swierczyna S., Wuwer W., Issues of alternating load in design of cold-formed steel frames with lap joints, Journal of Civil Engineering Environment and Architecture, JCEEA, Vol. XXXII, Issue 62 (3/II/15), lipiec–wrzesień 2015, 411–424.
• [31] ECCS TC7 TWG 7.10. Connections in Cold-formed Steel Structures. The testing of connections with mechanical fasteners in steel sheeting and sections, ECCS No 124, 2nd edition, 2009.
• [32] Frank, K. H. – Yura, J. A., An experimental study of bolted shear connections, Report No. FHWA/RD–81/148. U.S. Department of Transportation 1981.
• [33] Zadanfarrokh F., Analysis and design of bolted connections in cold formed steel members, Ph.D. Thesis, Department of Civil Engineering, University of Salford, 1991.
• [34] Bródka J., Kozłowski A., Sztywność i nośność połączeń podatnych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 1996.
• [35] Wuwer W., Zamorowski J., Swierczyna S., Lap joints stiffness according to Eurocode EC3 and experimental investigations results, Archives of Civil and Mechanical Engineering (ACME17). Elsevier 2012, 95–104.
• [36] Wuwer W., The bahaviour and design of lap-joints in thin-walled bar constructions, Advanced Steel Construction an International Journal, Editors: Hong Kong, USA, Italy, Vol. 4, Number 1, March 2008, 59–83.
• [37] Wuwer W., Investigations and calculation of lap-joints with special blind bolts, Archives of Civil Engineering, Polish Academy of Sciences, Warszawa, LI, 2, 2005, 253–280.
• [38] PN–EN 1990:2004. Eurokod. Podstawy projektowania konstrukcji.
• [39] Wuwer W., Walentyński R., Interaction relations in the model of lap-joints of thin-walled structure under complex load state, International Colloquium: Lightweight Structures in Civil Engineering – Contemporary Problems, Warsaw 2005, 12–14 September, 2005. Proceedings, 239–246.
• [40] Wuwer W., Walentyński R., Analysis of lap-joint in a thin-walled structure under combined bending and shearing load, Architecture Civil Engineering and Environment, Silesian University of Technology, Vol. 3, No. 2/2010, 71–81.
• [41] Zamorowski J., Spatial bar structures with geometric imperfection and flexible nodes, Habilitation Thesis, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2013.