Selected problems concerning properties, design and calculation of cable structures

• Autorzy: Pałkowski S..

Warianty tytułu

PL

Wybrane zagadnienia dotyczące właściwości, projektowania i obliczania konstrukcji cięgnowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Selected problems concerning properties, calculation and design of cable structures are presented. At the beginning, a review of contemporary cable structures was done, their characteristic features and properties were described, and their advantages and disadvantages were indicated. Then the types and properties of cables used in cable structures were described. The principal part of the paper pertains to the methods of cable structures static analysis with particular consideration for the finite element methods. The cable element stiffness matrix was presented and properties thereof described, followed by the presentation of calculation methods for the nonlinear deformable systems, such as cable structures. In the next part of the paper the issues of initial geometrical variability of cable nets and the methods of calculation of such structures were discussed. Finally the application of curvilinear elements and the issue of influence of the edge beam stiffness on the state of forces and displacements in the cable structure was presented. The selected and discussed problems are of an important practical significance and can be used in designning of cable structures.

PL

Przedstawiono wybrane zagadnienia dotyczące właściwości, projektowania i obliczania konstrukcji cięgnowych. We wstępie dokonano przeglądu współczesnych konstrukcji cięgnowych, omówiono ich charakterystykę i właściwości, a także wskazano na zalety i wady tych konstrukcji. Następnie omówiono rodzaje i właściwości lin stosowanych w konstrukcjach cięgnowych. Zasadnicza część pracy dotyczy metod analizy statycznej konstrukcji cięgnowych, ze szczególnym uwzględnieniem metody elementów skończonych. Podano macierz sztywności prostoliniowego elementu cięgnowego, omówiono jej właściwości, a następnie przedstawiono metody rozwiązania ustroju nieliniowo odksztatcalnego, jakim są konstrukcje cięgnowe. W dalszej części pracy omówiono zagadnienie początkowej geometrycznej zmienności siatek cięgnowych i metody rozwiązania tego typu ustrojów. Na końcu pracy przedstawiono zastosowanie elementów krzywoliniowych w analizie powierzchniowych siatek cięgnowych oraz omówiono zagadnienie wpływu sztywności dżwigara brzegowego na stan sił i przemieszczeń w całej konstrukcji cięgnowej. Omawiane w pracy zagadnienia mają dość duże znaczenie praktyczne i mogą być wykorzystane w projektowaniu konstrukcji cięgnowych.

Słowa kluczowe

EN

steel structure; cable structure; steel rope; static analysis; properties; design; calculation

PL

właściwości; projektowanie; obliczanie; konstrukcja cięgnowa; konstrukcja stalowa

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 54, nr 1
• Strony: 239--262
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., il.

Twórcy

autor

Pałkowski S..

• University of Technology, Koszalin, Poland,

Bibliografia

• 1. B. BRESLER, T. Y. LIN, J. B. SCALZI, Design of steel structures, John Wiley & Sons, New York 1968.
• 2. K. ROIK, G. ALBRECHT, U. WEYER, Schrägseilbrücken, Ernst & Sohn Verlag, Berlin 1986.
• 3. Sz. PAŁKOWSKI, Statik der Seilkonstruktionen. Theorie und Zahlenbeispiele, Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New York 1990.
• 4. Sz. PAŁKOWSKI, Cable structures [In Polish], Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1994.
• 5. H. K. BANDEL, Das ortogonale Seilnetz hyperbolisch-parabolischer Form unter vertikalen Lastzuständen und Temperatutänderung. Bauingenieur, 10, 394-401, 1959.
• 6. J. H. ARGYRIS, D. SCHARPF, Large deflection analysis of prestressed networks, J. Struct. Div., March, 633-654, 1972.
• 7. G. BRINKMANN et al, Leicht und Weit. Zur Konstruktion weitgespannter Flächentragwerke, VCH Verlags-gesellschaft. Weinheim 1990.
• 8. M. L. GAMBHIR, B. V. BATHELOR, A finite element for 3-d prestressed cablenets, Int. J. Num. Meth. Eng., 11, 1699-1718, 1977.
• 9. C. G. HOOD, A general stiffness method for the solution of nonlinear cable networks with arbitrary loading, Comp. Structures, 6, 391-396, 1976.
• 10. B. J. JUDD, R. J. WHEEN, Nonlinear cable behavior, J. Struct. Div., March, 567-575, 1978.
• 11. H. OZDEMIR, A finite element approach for cable problems, Int. J. Solids Struct., 15, 427-437, 1979.
• 12. N. TUGEU, D. P. GREENBERG, Influence of edge cables on cable network behavior, J. Struct. Div., Sept., 1970-1977, 1973.
• 13. H. H. WEST, A. K. KAR, Discretized initial-value analysis of cable nets, Int. J. Solids Struct., 9, 1403-1420, 1973.
• 14. J. ORKISZ, M. STANUSZEK, Application of higher order elements for finite deformations of flexible cable systems [In Polish], Arch. Inż. Ląd., 31, 4, 423-445, 1985.
• 15. Sz. PAŁKOWSKI, Analysis of cable nets by the finite element method [In Polish], Arch. Inż. Ląd., 25, 2, 177-194, 1979.
• 16. Sz. PAŁKOWSKI, Application of curvilinear elements for cable structures analysis [In Polish], Arch. Inż. Ląd., 30, l, 65-80, 1984.
• 17. J. RAKOWSKI, R. ŚWITKA, Elastic-plastic deformations and the process of cable nets distruction [In Polish], Arch. Inż. Ląd., 35, l, 15-30, 1989.
• 18. R. ŚWITKA, Problems of cable constructions analysis, Advances in Mechanics, 11, 4, 3-51, 1988.