Analytical model end plate bolted joint under bending moment and axial force load

• Autorzy: Pisarek Z.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2015.158

Warianty tytułu

PL

Analityczny model doczołowego połączenia śrubowego obciążonego momentem zginającym i siłą osiową

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In typical buildings with steel-concrete composite floors, joints are designed to transmit only hogging bending moment. In case of the large horizontal loads due to wind, earthquake or accidental events, sagging bending moments in the joint and not to neglect axial force can also occur. Additionally, large deformations of the structure cause tying and prying effects. The joints loaded in this way are changing their characteristics, and their strength for the bending moment is decreased. In global analysis of the structures, the accurate knowledge of the characteristics of the joints allows for determine accurate internal forces in the structural elements. Procedures presented in literature and standards [1] allow for appointing of characteristics of the joint only for bending moment without taking into account axial loads. In the paper, a mechanical model based on “component method” for evaluation of characteristics of the composite joint under bending and axial loads is presented. The influence of tying and prying actions on distribution of the internal forces in a joint is also analyzed. The procedure for calculation of the characteristics of the composite joint with bolted end-plate connection is elaborated too.

PL

W typowych budynkach ze stropami zespolonymi stalowy-betonowy, węzły są projektowane głownie do przenoszenia momentów zginających. W przypadku dużych obciążeń poziomych powstałych w wyniku oddziaływań wiatru, trzęsień ziemi lub zdarzeń wyjątkowych, w węzłach pojawia się moment dodatni i siła osiowa o niezaniedbywalnej wartości. Dodatkowo, duże odkształcenia konstrukcji mogą wywoływać siłę skleszczenia efekt cięgnowy w ryglach ramy. Obciążone w taki sposób węzły zmieniają swoją charakterystykę, a ich nośność na zginanie maleje. W analizie globalnej konstrukcji, znajomość rzeczywistych charakterystyk węzłów pozwala na określenie dokładnego rozkładu sił wewnętrznych w elementach konstrukcji. Procedury przedstawione w literaturze i normie [1] pozwalają na wyznaczanie charakterystyki węzłów jedynie obciążonych momentem zginającym bez uwzględnienia siły osiowej. W artykule przedstawiono, oparty na metoda składnikowej, model mechaniczny, przydatny do określenia charakterystyki węzła zespolonego poddanego obciążeniu momentem zginającym i siłą osiową. Przeanalizowano również wpływ efektu kleszczenia i efektu cięgnowego na rozkład i wartość sił wewnętrznych w połączeniu. Opracowano procedury do obliczania takich połączeń i na przykładzie wykonano porównanie otrzymanej z modelu charakterystyki węzła z wynikami badań doświadczalnych.

Słowa kluczowe

EN

end-plate joint; bolted connection; steel-concrete floor; horizontal load; bending moment; axial load; analytical modelling; conceptual model

PL

złącze doczołowe; połączenie śrubowe; strop stalowo-betonowy; obciążenie poziome; moment zginający; obciążenie osiowe; modelowanie analityczne; model koncepcyjny

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2015
• Tom: z. 62, nr 3/II
• Strony: 325--336
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., il.

Twórcy

autor

Pisarek Z.

• Rzeszów University of Technology

Bibliografia

• [1] PN-EN 1993-1-8 Eurocode 3. Design of Steel Structures. Part 1-8: Design of joints. PKN 2005.
• [2] PN-EN 1994-1-1 Eurocode 4. Design of Composite Steel and Concrete Structures. Part 1-1: General rules for buildings. PKN 2008.
• [3] PN-EN 1992-1-1 Eurocode 2: Design of concrete structures – Part 1-1: General rules and rules for buildings. PKN 2008.
• [4] Byfield, MP, Paramasivam, S, "Issues in the migration of progressive collapse through the tying force method for steel framed buildings with simple connections" Steel and Composite Structures – Wang & Choi (eds). Taylor & Francis Group, pp. 267-271, London 2007.
• [5] Ahmed, B, Nethercot, DA, “Prediction of initial stiffness and available rotation capacity of major axis flush endplate connections”. Journal of Constructional Steel Research Vol. 41. No. 1 pp. 31-60, 1997.
• [6] Demonceau, JF, Jaspart, JP, Klinkhammer, R, Oerder, R, Weynand, K, Labory, F, Cajot, LG, “Recent developments on composite connections” Proc Int. Conference EUROSTEEL 2008, pp. 447-452, Graz, 2008.
• [7] Kozłowski A., Giżejowski M., Ślęczka L., Pisarek Z., Saleh B., "Experimental investigations of the joint behaviour - Robustness assessement of steel and steelconcrete composite frames", "Eurosteel 2011, 6th European Conference on Steel and Composite Structures, Budapest, Hungary, 31 August - 2 September 2011", 2011