Nonlinear modelling of composite beams prestressed with external tendons

• Autorzy: Lorenc W. , Kubica E.

Warianty tytułu

PL

Nieliniowe modelowanie belek zespolonych sprężanych kablami zewnętrznymi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An algorithm for analysis of capacity and behaviour of steel-concrete beams prestressed with external cables has been presented. Nonlinear constitutive laws for concrete and constructional and reinforcing steel can be taken into account, in a way similar to that adopted in the case of nonlinear slip dependence and nonlinear studs' distribution along the beam. According to the method presented, completed computer program has been created and used for solving the problem of the influence of cable profile and the stiffness of shear connection on the forces in shear connection during prestressing.

PL

Przedstawiono metodę umożliwiającą analizę zarówno nośności zespolonych belek stalowo-betonowych sprężanych kablami zewnętrznymi, jak i ich zachowania się pod wpływem obciążenia. Umożliwia ona uwzględnienie nieliniowych zależności materiałowych dla stali konstrukcyjnej i zbrojeniowej oraz betonu, a także nieliniowej charakterystyki zespolenia oraz nieliniowego rozkładu łączników wzdłuż belki. Artykuł dotyczy konstrukcji mostowych, jako że zewnętrzne sprężanie zespolonych belek stalowo-betonowych, będące jednym ze sposobów wzmacniania tego typu konstrukcji, znajduje zastosowanie przede wszystkim w budownictwie mostowym [3, 7, 8]. Na zachowanie się tego typu belek zarówno w fazie sprężania, jak i po sprężeniu pod obciążeniem użytkowym istotny wpływ ma sztywność i układ zespolenia [11]. Na podstawie prezentowanej metody stworzono program komputerowy i wykorzystano go do rozwiązania konkretnego problemu, dotyczącego układu sił w zespoleniu podczas sprężania belek. Przedstawiono wpływ kształtu trasy cięgna oraz zmiennej wzdłuż belki sztywności zespolenia na układ sił ścinających w zespoleniu w fazie sprężania. Zwrócono uwagę na możliwość zwiększenia się podatności zespolenia pod wpływem cyklicznego obciążenia zewnętrznego, gdyż powoduje ono w zespoleniu belki sprężonej powstawanie sił ścinających o różnym zwrocie.

Słowa kluczowe

EN

bridge structures

PL

mosty

• Wydawca: Springer ; Wrocław University of Science and Technology
• Czasopismo: Archives of Civil and Mechanical Engineering
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 4, no 1
• Strony: 83--93
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Lorenc W.

• Wrocław University of Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

autor

Kubica E.

• Wrocław University of Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

Bibliografia

• [1] Dall’Asta A., Dezi L.: Nonlinear behaviour of externally pre-stressed composite beams: analytical model, J. of Structural Engineering, 1998, pp. 588–597.
• [2] Dall’Asta A., Dezi L. & Leoni G.: Failure mechanisms of externally pre-stressed composite beams with partial shear connection, Steel & Composite Structures, 2002, Vol. 2, pp. 315–330.
• [3] Klaiber F.W., Dedic D.J., Dunker K.F., Sanders W.W. Jr: Strengthening of existing single span steel beam and concrete deck bridges. Final Report – part I, ERI Project 1536, ISUERI-Ames 83185, Engineering Research Institute, Iowa State University, 1983.
• [4] ENV 1994-1-1:1992. Projektowanie zespolonych konstrukcji stalowo-betonowych. Część 1-1: Zasady ogólne i reguły dla budynków.
• [5] ENV 1994-2:1997. Projektowanie konstrukcji zespolonych stalowo-betonowych. Część 2: Mosty zespolone.
• [6] Saadatmanesh H., Albrecht P., Ayyub B.M.: Experimental study of pre-stressed composite beams, Journal of Structural Engineering, 1989, Vol. 115, pp. 2348–2363.
• [7] Machelski C., Biliszczuk J.: Raport serii SPR nr 21/96. Nadzór naukowy nad remontem mostu w miejscowości Ścibórz w ciągu drogi krajowej nr 408 Kłodzko–Gliwice. Badania efektywności sprężenia dźwigarów głównych przy pomocy prostoliniowych kabli odcinkowych, Instytut Inżynierii Lądowej Politechniki Wrocławskiej, 1996.
• [8] Machelski C., Kamiński L., Onysyk J.: Raport serii SPR nr 97/97. Ocena efektywności wzmocnienia mostu przez Widawę w ciągu ul. Kamieńskiego we Wrocławiu oraz ocena stanu technicznego czterech obiektów inżynieryjnych w ciągu ul. Kamieńskiego we Wrocławiu, Instytut Inżynierii Lądowej Politechniki Wrocławskiej, 1997.
• [9] Taplin G., Grundy P.: Steel–concrete composite beams under repeated load, Sixteenth Australian Conference on the Mechanics of Structures and Materials, Sydney, 1999.
• [10] Taplin G., Grundy P.: Incremental slip of stud shear connectors under repeated loading, Proceedings of the International Conference on Composite Construction, Innsbruck, Austria, 1997.
• [11] Lorenc W., Kubica E., Adrjan P.: Analiza zachowania się belek zespolonych sprężonych kablami zewnętrznymi, Problemy Naukowo-Badawcze Budownictwa, XLIX Konferencja Naukowa Komitetu Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN i Komitetu Nauki PZITB, Warszawa–Krynica, 2003.