Wpływ sposobu przekazywania obciążenia na nośność słupów stalowo-betonowych

• Autorzy: Szmigiera E.

Warianty tytułu

EN

Influence of method of load application on the capacity of two-chords steel–concrete columns

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W referacie przedstawiono wyniki badań ściskanych osiowo dwugałęziowych słupów stalowo-betonowych, złożonych z dwuteowników HEA 160, połączonych przewiązkami o różnym rozstawie. Przestrzeń między kształtownikami została wypełniona betonem. Przeprowadzona analiza dotyczyła wpływu sposobu przekazywania obciążenia na ich nośność i odkształcalność. Wcześniej podobne badania przeprowadzono w odniesieniu do całkowicie obetonowanych słupów zespolonych, których przekrój był złożony z dwuteownika HEA 160. W obu przypadkach, badaniom poddano elementy w naturalnej skali, klasyfikowane jako krępe. Stwierdzono, że w wyniku jednokrotnego obciążania aż do zniszczenia, sposób przekazywania siły na element nie ma znaczącego wpływu na jego nośność. Zmienia natomiast charakter jego zachowania oraz postać zniszczenia, powoduje także zerwanie przyczepności między stalą konstrukcyjną i betonem. Zatem w tym przypadku należy zastosować łączniki w strefie przekazywania obciążenia, zgodnie z zaleceniami EC4. Z badań wynika, że najbardziej niekorzystne jest przekazywanie siły przez samą część betonową przekroju. Zalecanym schematem jest natomiast obciążanie całego przekroju równomiernie lub, jeśli jest to niemożliwe, przez stalowe kształtowniki. Ten ostatni sposób wprowadzania siły jest dodatkowo korzystny ze względu na sprężysto-plastyczny charakter wykresów ścieżek równowagi tych słupów, uzyskany na podstawie pomiarów skróceń. Nośność elementów obciążanych przez kształtowniki, pomimo zerwania przyczepności między stalą i betonem, była znacznie większa niż samych słupów stalowych.

EN

The paper presents the experimental analysis of two-chords battened steel columns filled with concrete. The steel part of the cross-sections consists of I-shapes HEA 160. The first step of tests, started since the nineties of twenty century, concerned the elements consisted of the same fully encased steel shape. All columns were tested in technical scale. During tests three methods of the force application were used: through whole cross-section, through the steel shapes and through concrete only. The aim of experiments was to analyzing the influence of these methods on the bearing capacity and deformability of steel-concrete columns. The results obtained from the tests show that the method of load application does not influence on the value of destructive force, but changes the column’s behavior. Important conclusion, announced by the author, espe-cially concerns cases of two methods of force applying: through the steel shapes only and through the concrete part of the cross section. In the first method of load application, the stress-strain relationship of columns has an elastic-plastic characteristic. When the force is applied through the concrete only, the behavior of the whole steel-concrete columns is similar to the pure concrete compression elements. It results from the tests that two solutions are recommended to the practi-cal application: force acting through whole composite crosssection and, if it is impossible, only through steel shapes. Analysis of stress-strain dependence for steel and concrete shows that if the load is applied only through one of materials, the bond between them doesn’t appear. However the destructive forces for these two-chords composite columns obtained during tests were signifi-cantly higher then for steel elements only. In the author opinion the results obtained from experimental and theoretical analysis have the practical applications for designing of composite columns and composite joints.

Słowa kluczowe

PL

konstrukcja zespolona; słup dwugałęziowy; słup stalowo-betonowy; nośność; przyczepność; odkształcalność; sposób obciążania

EN

composite structure; two-chords column; steel-concrete column; load-bearing capacity; adhesion; deformability; method of force application

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2013
• Tom: z. 60, nr 2
• Strony: 253--267
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Szmigiera E.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej

Bibliografia

• [1] Małek E., Kupina: O wpływie sposobu przyłożenia obciążenia na nośność krępego słupa zespolonego stalowo-betonowego, Inżynieria i Budownictwo, nr 12, 2011, s. 664-666.
• [2] Szmigiera E.: Strengthening of steel columns by concrete and fiber concrete casing, 8th Int. Conf. „Modern Build Materiale, Structures and Techniques”, Vilnius, 2004, s. 299, abstract.
• [3] Szmigiera E.: Influence of concrete and fiber concrete on the load-carrying capacity and deformability of composite steel-concrete columns, Journal of Civil Engineering and Management, nr 13(1), 2007, s. 55-61.
• [4] Żółtowski W., Szmigiera E.: Badania modelowe ściskanych osiowo słupów stalowych wzmocnionych przez obetonowanie, Konstrukcje stalowe, nr 2, 2003, s. 38-41
• [5] Żółtowski W., Szmigiera E., Kosmalski S.: Untersuchungen Und theoretische Modelle von druckbeanspruchten Stalstützen in Verbundbauweise, Stahlbau, Ernst & Sohn, nr 3, 2004, s. 175-183.
• [6] PN-EN 1994-1-1:2008 Eurokod 4: Projektowanie zespolonych konstrukcji stalowo-betonowych, Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków.