Analiza nośności stalowej ramy płaskiej o blachownicowych elementach smukłościennych

• Autorzy: Giżejowski M. , Szczerba R. , Gajewski M. , Stachura Z.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2015.179

Warianty tytułu

EN

Resistance assessment of steel planar frame fabricated from slender web plate girders

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono analizę nośności stalowej ramy płaskiej na przykładzie ramy portalowej o rozpiętości 36,0 m, wykonanej ze smukłościennych elementów blachownicowych o zmiennej wysokości środnika i przegubowo połączonej z fundamentami. Ramę portalową zaprojektowano zgodnie z wymaganiami Eurokodu, a następnie przeanalizowano wpływ rozmieszczenia dyskretnych stężeń bocznych i przeciwskrętnych na jej nośność. Obliczenia uwzględniają imperfekcje konstrukcji, które zaimplementowano w modelu jako przeskalowane formy wyboczenia lokalnego i globalnego ramy portalowej, wyznaczone ze sprężystej analizy wyboczeniowej LBA. W celu zbadania wpływu rodzaju i kształtu imperfekcji na nośność ramy, przeprowadzono najpierw analizę układu o geometrii idealnej, materiałowo i geometrycznie nieliniową GMNA, a następnie analizę materiałowo i geometrycznie nieliniową GMNIA układu imperfekcyjnego. Analizę przeprowadzono z wykorzystaniem programu komputerowego ABAQUS/Standard. W uwagach końcowych podsumowano wyniki analiz oraz wskazano kierunki dalszych badań.

EN

An assessment of the load bearing capacity analysis of steel planar frame fabricated from slender tapered plate girders, with span length of 36,0 m and pinned bases was presented in the paper. Initially, considered portal frame was designed in accordance with the Eurocode 3 and then an influence of lateral and torsional braces location on the frame load bearing capacity was analyzed. Calculations take into account imperfections of the structure, which were implemented in the FEM model as local and global scaled modes derived from linear buckling analysis LBA. In order to investigate the effect of type and shape of particular imperfection patterns on the frame stability strength, two tasks were solved. Firstly, geometrically and materially nonlinear analysis GMNA of perfect frame geometry was carried out. Then, GMNIA analysis concerning additionally imperfections was performed. Numerical models were prepared with the use of shell finite elements, which are available in ABAQUS/Standard program. Concluding remarks were drawn.

Słowa kluczowe

PL

rama portalowa; blachownica stalowa; stateczność; imperfekcja; analiza wyboczeniowa; LBA; GMNA; GMNIA

EN

portal frame; steel plate girder; stability; imperfection; buckling analysis; LBA; GMNA; GMNIA

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2015
• Tom: z. 62, nr 4
• Strony: 73--92
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Giżejowski M.

• Politechnika Warszawska

autor

Szczerba R.

• Politechnika Rzeszowska

autor

Gajewski M.

• Politechnika Warszawska

autor

Stachura Z.

• Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] Biegus A.: Stalowe budynki halowe. Arkady, Warszawa 2008.
• [2] Mendera Z., Kuchta K.: Przykłady wymiarowania konstrukcji stalowych z profili SIN. Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej 2003.
• [3] Bródka J.: Stalowe konstrukcje hal i budynków wysokich, t.1, Wyd. Politechniki Łódzkiej, Łódź 1994.
• [4] Kozłowski A., Ostrowski K.: Kształtowanie i obliczanie ram portalowych według PN-EN 1993-1-1. "Inżynieria i Budownictwo", nr 7/2009.
• [5] Stachura Z., Giżejowski M.: Eurokodowe procedury statecznościowego sprawdzania nośności ram płaskich. 61 Konferencja Naukowa Komitetu Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN oraz Komitetu Nauki PZITB „Bydgoszcz – Krynica 2015”.
• [6] Weiss S., Giżejowski M.: Stateczność konstrukcji metalowych. Układy prętów. Arkady, Warszawa 1991.
• [7] Biegus A.: Nośność graniczna stalowych konstrukcji prętowych. Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa-Wrocław 1997.
• [8] PN-EN 1993-1-1: Eurokod 3 - Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków.
• [9] PN-EN 1993-1-5: Eurokod 3 - Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-5: Blachownice.
• [10] PN-EN 1993-1-6: Eurokod 3 - Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-6: Wytrzymałość i stateczność konstrukcji powłokowych.
• [11] PN-EN 1993-1-7: Eurokod 3 - Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-7: Konstrukcje płytowe.
• [12] Giżejowski M., Barszcz A., Ślęczka L.: Ogólne zasady projektowania stalowych układów ramowych według PN-EN 1993-1-1. "Inżynieria i Budownictwo", nr 7/2009.
• [13] Steel buildings in Europe. Single story buildings. CTICM, SCI, 2008 (http://www.arcelormittal.com/sections/pl/biblioteka/design-manualssteelbuildings-in-europe.html [dostęp: 8 maja 2015 r.]).
• [14] Simoes da Silva L., Simoes R., Gervasio H.: Design of Steel Structures, Eurocode 3: Design of steel structures, Part 1-1: General rules and rules for buildings. ECCS Eurocode Design Manual, Ernst & Sohn, 2010.
• [15] ABAQUS Theory Manual, Version 6.11, Dassault Systèmes, 2011.
• [16] ABAQUS/Standard User’s manual, Version 6.1., Hibbitt, Karlsson and Sorensen, Inc., Pawtucket, 2000
• [17] Jemioło S., Gajewski M.: Hipersprężystoplastyczność, Seria wydawnicza Monografie Zakładu Wytrzymałości Materiałów, Teorii Sprężystości i Plastyczności, Tom III, OWPW, 2014.
• [18] Rykaluk K.: Zagadnienia stateczności konstrukcji metalowych, Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne, Wrocław 2012
• [19] Bródka J., Barszcz A., Giżejowski M., Kozłowski A.: Nośność i sztywność stalowych ram przechyłowych o węzłach podatnych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2004.
• [20] Hancock G. J., Murray T. M., Ellifritt D. S.: Cold-Formed Structures to the AISI Specification. Marcel Dekker, Inc., New York 2001.
• [21] Kubieniec G., Piekarczyk M.: Peculiar problems of the post-buckling behaviour of thin-walled steel girders and columns. Archives of Civil Engineering, Vol. 53, nr 2, 2007.
• [22] Trahair N.S.: Flexural-Torsional Buckling of Structures. CRC Press, Boca Raton 1993.