Minimum value approach for modelling of the buckling resistance of welded I-section high strength steel columns

• Autorzy: Gajewski M. D. , Giżejowski M. A. , Szczerba R. B.

Identyfikatory

DOI

10.2478/ace-2019-0050

Warianty tytułu

PL

Podejście z wykorzystaniem wartości minimalnych przy modelowaniu nośności na wyboczenie spawanych słupów dwuteowych ze stali o wysokiej wytrzymałości

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper deals with determination of flexural resistance buckling curves for welded I-section steel members made of high strength steel (S 690). In the paper the previously proposed BF analytical model is used for approximation of FEM results obtained using moderately large deformation shell theory and ABAQUS/Standard software. Final formulation of flexural resistance buckling curves is possible through the use of the Merchant-Rankine-Murzewski approach adopted extensively in the authors’ previous papers. For nonlinear optimization, which is needed for analytical model parameters determination, the Wolfram Mathematica package is used. Obtained results for S 690 steel are presented against the results for S 355 steel.

PL

Celem artykułu jest wyznaczenie krzywych wyboczeniowych w przypadku spawanych elementów ściskanych wykonanych ze stali S 690. Rozważane zagadnienie stanowi kontynuację pracy [3], gdzie analogiczne zagadnienie rozważano dla stali S 355. Zastosowano, zweryfikowane w [3] jako najbardziej wiarygodne, podejście analityczne Best Fit z uwzględnieniem metody randomizacji Merchanta-Rankine’a-Murzewskiego. Kalibrację sformułowania analitycznego przeprowadzono na podstawie wyników symulacji MES z programu ABAQUS. Wyniki obliczeń numerycznych posłużyły do wyznaczenia parametrów materiałowych zaproponowanego modelu analitycznego. Wyznaczenie parametrów materiałowych było możliwe dzięki zastosowaniu metod optymalizacji nieliniowej i pakietu Wolfram Mathematica. Elementy ściskane modelowano w MES stosując teorię powłok dużych deformacji oraz modele konstytutywne sprężysto-plastyczności ze wzmocnieniem izotropowym. Naprężenia pospawalnicze modelowano poprzez wstępne samozrównoważone pole naprężeń rezydualnych. Pole naprężeń rezydualnych określone było przez dwa parametry: ψten i ψcom odpowiednio dla strefy rozciąganej i strefy ściskanej. Parametr naprężenia rezydualnego ψten jest utrzymywany na stałym poziomie dla różnych historii wymiany ciepła przy spawaniu. W konsekwencji tylko ψcom jest dalej uważany za zmienną. W analizie przyjęto wartości dyskretne z zakresu od 0.1 do 0.5, uwzględniając różne historie obciążenia termicznego wynikającego z przebiegu procesu spawania.

Słowa kluczowe

EN

buckling curve; welded I-section; high strength steel; FEM modelling

PL

krzywa wyboczeniowa; słup spawany; słup dwuteowy; stal o wysokiej wytrzymałości; modelowanie MES

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 65, nr 4
• Strony: 113--126
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Gajewski M. D.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Warsaw, Poland

autor

Giżejowski M. A.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Warsaw, Poland

autor

Szczerba R. B.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Warsaw, Poland

Bibliografia

• 1. ABAQUS Theory manual, Version 6.11, Dassault Systèmes (2011)
• 2. ABAQUS/Standard User’s manual, Version 6.11, Dassault Systèmes (2011)
• 3. M. Giżejowski, M. Gajewski, R. Szczerba, Merchant – Rankine – Murzewski approach for modeling of the buckling resistance of welded I-section colums, MATEC Web of Conferences 262, 09006 (2019)
• 4. A. Agüero, L. Pallarés, F.J. Pallarés, Equivalent geometric imperfection definition in steel structures sensitive to flexural and/or torsional buckling due to compression, Engineering Structures, 96, 160-177 (2015)
• 5. A.M. Barszcz, M.A. Giżejowski, A generalized M-R-M approach for modelling of the stability behaviour of imperfect steel elements and structures, Archives of Civil Engineering, LII, 1, 59-86 (2006)
• 6. F. Bijlaard, M. Feldmann, J. Naumes, G. Sedlacek, The “general method” for assessing the out-of-plane stability of structural members and frames and the comparison with alternative rules in EN 1993 – Eurocode 3 – Part 1-1, Steel Construction 3, No. 1, 19-33 (2010)
• 7. EN-1993-1-1. Eurocode 3: Design of steel structures Part 1-1: General rules and rules for buildings, Brussels, European Committee for Standardization (2005)
• 8. B. Launert, R. Szczerba, M. Gajewski, M. Rhode, H. Pasternak, M. Giżejowski, The buckling resistance of welded plate girders taking into account the influence of post-welding imperfections – Part 1: Parameter study, Materials testing 59, No. 1, 47-56 (2017)
• 9. F. Papp, Buckling assessment of steel members through overall imperfection method. Engineering Structures, 106, 124-136 (2016)
• 10. R. Szczerba, M. Gajewski, M. Giżejowski, On modelling of the buckling resistance of welded I-section columns, II Baltic Conference for Students and Young Researchers BalCon2018 (2018) [in press]
• 11. T. Tankova, L. Marques, L. Simões da Silva, A. Andrade, Development of a consistent methodology for the out-of-plane buckling resistance of prismatic beam-columns, Journal of Constructional Steel Research, Vol. 128, 839-852 (2017)