Numeryczne modelowanie przebiegu zniszczenia konstrukcji jako narzędzie wspomagające projektowanie wież stalowych

• Autorzy: Silicki A. , Szwczyk P.

Warianty tytułu

EN

Numerical modeling of structure collapseas an aiding tool for steel tower design

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy poruszono problem zastosowania numerycznego modelowania przebiegu zniszczenia konstrukcji jako narzędzia wspomagającego proces projektowania wież stalowych. Do analizy mechanizmu zniszczenia konstrukcji zaproponowano algorytm opierający się na przyrostowej metodzie analizy zagadnień nieliniowych. Zastosowanie zaproponowanego algorytmu, jako narzędzia pomocniczego przy wymiarowaniu przekrojów prętów zaprezentowano na przykładzie analizy wieży widokowej o wysokości 40 m.

EN

The paper deals with the problem of numerical modeling of global structural failure and its application as a computer aided tool to design of steel towers. The first paragraph contains introduction and general remarks about steel tower design. Standard analysis of such structures requires building numerical 3D truss model. In simplified calculations a cantilever model with changing stiffness parameters is feasible. In the second paragraph there are introduced the standard design code procedure and semi-probabilistic method for safety analysis. The description of the proposed algorithm for structural failure modeling is given in the third paragraph. For that purpose the incremental method is used to select a failure mode [2, 4]. The assumptions used for modeling are illustrated in Figs. 1 - 3. The failure of a single structure element is defined as the exceeding stress limit or the critical Euler force - in case of compressed elements. The global criterion of structural failure is singularity of the stiffness matrix or exceeding the assumed limit displacement value. The proposed algorithm performance is shown on the example of analysis of a 40 m high steel tower (Fig. 4). Five variants of the structure are taken into account. In each variant the layout of profiles in structure is different and for each one the failure mode was determined. Two comparison criteria of the variants were assumed - the structural weight and load increase to the level resulting in the first element failure or collapse of the whole tower. The analysis results are illustrated in Figs. 5 and 6.

Słowa kluczowe

PL

wieże stalowe; modelowanie mechanizmu zniszczenia konstrukcji; wymiarowanie konstrukcji

EN

steel towers; modeling of structure collapse; structure sizing

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 56, nr 7
• Strony: 824--827
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., wykr., wzory

Twórcy

autor

Silicki A.

autor

Szwczyk P.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Katedra Teorii Konstrukcji, Al. Piastów 50, 70-311 Szczecin,

Bibliografia

• [1] Bródka J., Broniewicz M.: Konstrukcje stalowe z rur. Arkady, Warszawa 2001.
• [2] Biegus A.: Nośność graniczna stalowych konstrukcji prętowych. PWN Warszawa - Wrocław 1997.
• [3] Biegus A.: Probabilistyczna analiza konstrukcji stalowych. PWN, Warszawa - Wrocław 1999.
• [4] Cook R. D., Malkus D. S., Plesha M. E., Witt R. J.: Concepts and Applications of Finite Element Analysis. Wiley 2002.
• [5] Rykaluk K.: Konstrukcje stalowe. Kominy, wieże, maszty. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2005.
• [6] PN-90/B-03200 Konstrukcje stalowe. Obliczenia statyczne i projektowanie.
• [7] PN-B-03204: 2002 Konstrukcje stalowe. Wieże i maszty. Projektowanie i wykonanie.