Experimental tests of steel balcony connections – Part 1

• Autorzy: Solarczyk Maciej Tomasz , Piotrowski Paweł , Niedostatkiewicz Maciej

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2025.154121

Warianty tytułu

PL

Badania eksperymentalne stalowych łączników balkonowych – część 1

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Paper presents theoretical analysis and results of experimental tests of three prefabricated balcony sets in natural scale with dimensions (width x length x height): 2.0 m x 2.78 m x 0.186 m (in a slope to 0.17 m) and one with dimensions: 2.0 m x 2.78 m x 0.2 m, consists of reinforced concrete slabs connected with each other with steel balcony connections. The impact of variable parameters (elongation of anchorage of balcony connections in ceiling slab, concreting of test elements in two stages, using of muffs as couplers to connect the longitudinal reinforcement bars in balcony sets and different height of the balcony slab) on the load bearing capacity of the elements are analysed. In the paper also the test stand was described. During the experimental tests, the crack morphology was determined, displacements and crack widths were measured. The paper contains a review of the scientific papers in the field of balcony connections.

PL

W artykule przedstawiono analizę teoretyczną oraz wyniki badań eksperymentalnych dotyczących prefabrykowanych zestawów balkonowych w skali naturalnej: trzech o wymiarach (szerokość × długość × wysokość): 2.0 × 2.78 × 0.186 m (w spadku do 0.17 m) oraz jednego o wymiarach: 2.0 × 2.78 × 0.2 m, składających się z żelbetowych płyt połączonych ze sobą za pomocą stalowych łączników balkonowych. W publikacji przeanalizowano wpływ parametrów zmiennych (zwiększona długość kotwienia łączników, betonowanie elementów badawczych w dwóch etapach, zastosowanie muf na prętach zbrojenia podłużnego oraz zwiększona grubość płyty balkonowej) na nośność elementów. W artykule opisano stanowisko badawcze. W trakcie badań określono morfologię zarysowania, mierzono przemieszczenia oraz szerokość rys. Artykuł zawiera przegląd literatury naukowej z zakresu łączników balkonowych.

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2025
• Tom: Vol. 71, nr 2
• Strony: 279--293
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Solarczyk Maciej Tomasz

• Gdansk University of Technology, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Gdansk, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-6070-0736

autor

Piotrowski Paweł

• Gdansk University of Technology, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Gdansk, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-7860-673X

autor

Niedostatkiewicz Maciej

• Gdansk University of Technology, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Gdansk, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-6451-6220

Bibliografia

• [1] Ł. Drobiec, “Uszkodzenia i sposoby napraw balkonów oraz stropów z belkami stalowymi i murowanym wypełnieniem”, in Awarie budowlane: Zapobieganie, diagnostyka, naprawy, rekonstrukcje. Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, 2017, pp. 273-282.
• [2] R. Bucon and A. Czarnigowska, “Decision support method for optimal modernization of residential buildings”, Archives of Civil Engineering, vol. 70, no. 1, pp. 219-237, 2024, doi: 10.24425/ace.2024.148908.
• [3] M.T. Solarczyk, P. Piotrkowski, and M. Niedostatkiewicz, “Experimental tests of steel balcony connecions – part 2”, Archives of Civil Engineering, 2025 (in print).
• [4] C. Murad, H. Doshi, and R. Ramakrishnan, “Impact of Insulated Concrete Curb on Concrete Balcony Slab”, Procedia Engineering, vol. 118, pp. 1030-1037, 2015, doi: 10.1016/j.proeng.2015.08.545.
• [5] H. Ge, V.R. McClung, and S. Zhang, “Impact of balcony thermal bridges on the overall thermal performance of multi-unit residential buildings: A case study”, Energy and Buildings, vol. 60, pp. 163-173, 2013, doi: 10.1016/j.enbuild.2013.01.004.
• [6] K. Goulouti, J. Castro, A.P. Vassilopoulos, and T. Keller, “Thermal performance evaluation of fiber-reinforced polymer thermal breaks for balcony connections”, Energy and Buildings, vol. 70, pp. 365-371, 2014, doi: 10.1016/j.enbuild.2013.11.070.
• [7] I. Susorova, B. Stephens, and B. Skelton, “The Effect of Balcony Thermal Breaks on Building Thermal and Energy Performance: Field Experiments and Energy Simulations in Chicago, IL”, Buildings, vol. 9, no. 9, pp. 1-24, 2019, doi: 10.3390/buildings9090190.
• [8] K. Dikarev, A. Berezyuk, O. Kuzmenko, and A. Skokova, “Experimental and numerical thermal analysis of joint connection “floor slab – balcony slabe” with integrated thermal break”, Energy Procedia, vol. 85, pp. 184-192, 2016, doi: 10.1016/j.egypro.2015.12.325.
• [9] M. Schneider and H-M. Fischer, “Vibration reduction of thermal break balcony connections”, Journal of the Acoustical Society of America, vol. 123, 2008, doi: 10.1121/1.2935551.
• [10] T. Heidolf, E.Nusiner, S. Terletti, and D. Carminati, “Application andAdvantages of a Balcony Thermal Insulation Element”, in Proceedings of Italian Concrete Days 2016. Springer, 2016, doi: 10.1007/978-3-319-78936-1_6.
• [11] T. Heidolf and R. Eligehausen, “Bemessungskonzept für wärmedämmende Plattenanschlüsse mit Druckschublagern”, Beton- und Stahlbetonbau, vol. 108, no. 3, pp. 179-187, 2013, doi: 10.1002/best.201200073.
• [12] G. Le Bloa, H. Somja, and F. Palas, “Experimental Study on the M-V Interaction of a Hybrid Steel Connection Used in Concrete Floor-to-Balcony Junction”, in High Tech Concrete: Where Technology and Engineering Meet Proceedings of the 2017 fib Symposium. Springer, 2018, pp. 2407-2414, doi: 10.1007/978-3-319-59471-2_274.
• [13] P. Keo, B. Le Gac, H. Somja, and F. Palas, “Experimental study of the behavior of a steel-concrete hybrid thermal break system under vertical actions”, in High Tech Concrete: Where Technology and Engineering Meet Proceedings of the 2017 fib Symposium. Springer, 2018, pp. 2573-2580, doi: 10.1007/978-3-319-59471-2_293.
• [14] B. Le Gac, P. Keo, H. Somja, and F. Palas, “Resistance of a steel-concrete hybrid thermal break system to low cycle fatigue under thermal actions”, presented at 12th International Conference on Advances in Steel-Concrete Composite Structures (ASCCS 2018), València, Spain, 2018, doi: 10.4995/ASCCS2018.2018.6990.
• [15] P. Heng, H.H. Le, H. Somja, F. Palas, and C. Lepourry, “Behaviour of embedded H-profile balcony-to-slab connection”, Journal of Constructional Steel Research, vol. 213, 2024, doi: 10.1016/j.jcsr.2023.108337.
• [16] M.T. Solarczyk, P. Piotrkowski, and M. Niedostatkiewicz, “Przegląd rozwiązań systemowych łączników balkonowych”, Przegląd Budowlany, no. 9, pp. 15-23, 2021.
• [17] M.T. Solarczyk, P. Piotrkowski, and M. Niedostatkiewicz, “Wstępne badania eksperymentalne stalowych łączników balkonowych w aspekcie nośności złącza balkon – strop”, in Wybrane problemy naukowe budownictwa 65. Konferencja Naukowa Komitetu Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN oraz Komitetu Nauki PZITB, W. Drozd, P. Kozioł, K. Zima, Eds. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2020, pp. 10-29.
• [18] M.T. Solarczyk, P. Piotrkowski, and M. Niedostatkiewicz, “Experimental tests of steel double-type balcony connections”, Technical Transactions, vol. 121, no. 1, 2024 doi: 10.37705/TechTrans/e2024001.
• [19] EN 1991-1-1:2002 Eurocode 1: Actions on structures – Part 1-1: General actions – Densities, self-weight, imposed loads for buildings.
• [20] EN 1992-1-1:2004 Eurocode 2: Design of concrete structures – Part 1-1: General rules and rules for buildings.
• [21] PN-B 03264:2002 Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone – Obliczenia statyczne i projektowanie.
• [22] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. (wraz ze zmianami) w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, (Dz.U. 2002 nr 75 poz. 690).