Numerical analysis of thin-walled frames with flexible joints

• Autorzy: Tews R. , Rachowicz W.

Warianty tytułu

PL

Numeryczna analiza sztywności węzłów łączących pręty cienkościenne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Analysis of the stiffness of joints connecting thin-walled beams of planar and three-dimensional frames is presented. It is based on solving linear elasticity problems for the connections understood as small three-dimensional objects subject to the kinematic enforcements reflecting the displacements of a cross-section of a thin-walled beam. Standard generalized forces (the axial and shear forces, moments and the bimoment) are evaluated and the linear dependence of these forces on the displacements is used to obtain the stiffness matrix of the node. Solutions of a planar and a space frame ilIustrate the method.

PL

Przedstawiono analizę sztywności węzłów łączących pręty cienkościenne ram płaskich i przestrzennych. Jest ona oparta na rozwiązywaniu zadań teorii sprężystości dla połączeń rozumianych jako niewielkie trójwymiarowe ciała poddane kinematycznym wymuszeniom w postaci odpowiadającej przemieszczeniom przekroju pręta cienkościennego. Wyznaczane są standardowe siły uogólnione (siła podłużna i poprzeczne, momenty i bimoment) a następnie ich liniowa zależność od przemieszczeń jest wykorzystana do otrzymania macierzy sztywności węzła. Metodę ilustrują rozwiązania ramy płaskiej i przestrzennej.

Słowa kluczowe

EN

thin-walled frame; flexible joint; finite element method

PL

pręt cienkościenny; węzeł łączący; sztywność połączenia; metoda elementów skończonych

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 51, nr 3
• Strony: 343--369
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., il.

Twórcy

autor

Tews R.

• Institute for Metal Structures, University of Agriculture and Technology, Bydgoszcz, Poland

autor

Rachowicz W.

• Institute for Computer Modelling, Cracow University of Technology, Kraków, Poland

Bibliografia

• 1. K. M. ABDALLA, W.-F. CHEN, Expanded database of semi-rigid steel connections, Computers & Structures, 56, 553-564, 1995.
• 2. H. SHAKOURZADEH, Y. Q. Guo, J. B. BATOZ, Modeling of connections in the analysis of thin-walled space frames, Computes & Structures, 71, 423-433, 1999.
• 3. M. KUJAWA, T. MIKULSKI, Sz. SZYMCZAK, Numerical simulation of behaviour of thin-walled frames subjected to static loads, TASK Quarterly, 6, 447-452, 2002.
• 4. M. AINSWORTH, J.T. ODEN, A posteriori error estimation in finite element analysis, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 14, 2, 1-88, 1997.
• 5. V. Z. VLASOV, Thin-walled elastic beams, Nat. Sci. Found., Washington, USA 1961.
• 6. I. BABUŠKA, A. MILLER, The post-processing approach in the finite element method - Part 1: Calculation of displacements, stresses and other higher order derivatives of the displacements, International Journal for Numerical Methods in Engineering, 20, 1085-1109, 1984.
• 7. G. A. GUNNLAUGSON, P. T. PEDERSEN, A finite element formulation for beams with thin walled cross-sections, Computers & Structures, 15, 691-699, 1982.