Podatność podparcia płatwi na podporze a jej moment krytyczny

• Autorzy: Górski M. , Kozłowski A.

Warianty tytułu

EN

Flexibility of the purlin support versus critical moment

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono analizę podatności trzech najczęściej stosowanych w praktyce rodzajów połączeń płatwi z dźwigarem oraz wpływ tych podatności na moment krytyczny płatwi. Badania dotyczyły płatwi wykonanych z kształtowników dwuteowych, o schemacie statycznym belki ciągłej. Każde z połączeń analizowane było w trzech wariantach, różniących się między sobą wysokością zamocowania łączników płatwi do dźwigara. Otrzymane wyniki porównano z teoretycznym założeniem tzw. podparcia widełkowego, stosowanego w obliczeniach projektowych. Podatność połączeń określano na dwa sposoby: za pomocą badań doświadczalnych oraz poprzez analizę modeli połączeń metodą elementów skończonych. Wartości momentu krytycznego również wyznaczano kilkoma drogami. Wykorzystano w tym celu zarówno podstawowy wzór wyprowadzony z teorii sprężystości, jak również programy MES: LTBeam i Autodesk Simulation Multiphysics. Programy te różniły się między sobą stopniem zaawansowania, a także sposobem modelowania płatwi oraz uwzględniania podatności połączeń w obliczeniach momentu krytycznego. Badania doświadczalne i analizy obliczeniowe pozwalają stwierdzić jak zmienia się wartość momentu krytycznego w zależności od zastosowanego typu połączenia. Badania wykazują wzrost odporności na zwichrzenie wraz ze zwiększaniem wysokości zamocowania łączników płatwi do dźwigara. Jednocześnie różnice w wartościach momentu krytycznego dla różnych rodzajów połączeń nie przekraczają 10%. Analiza wykazuje również, że wzór analityczny, stosowany powszechnie w projektowaniu, znacząco zaniża rzeczywiste wartości momentu krytycznego płatwi wieloprzęsłowej, co może powodować niepotrzebne przewymiarowanie konstrukcji.

EN

Analysis of the support flexibility of the three most frequently used in practice types of connections purlins with the girder and their influence on the critical moment of the purlins has been presented. The study focused on I-beam purlins with static scheme of continuous beam. Each connection was analyzed in three options, differing in height of purlin connector attachment to the girder. The results were compared with the theoretical assumption of the fork support which is used in design calculation. Connections flexibility was obtained in two ways: by experimental research and by analysis of connection model using finite element method. The values of critical moment were also determined in several ways. A basic formula derived from the theory of elasticity and programs LTBeam and Autodesk Simulation Multiphysics were used. These programs differed in advancement and the modeling process and also in the way of including the connections’ flexibility in calculation of a critical moment. The analysis leads to the observation how the value of a critical moment is changing according to adopted type of connection. Studies show an increase in resistance to lateral-torsional buckling with increasing of height of purlin connector attachment to the girder. Simultaneously the differences in the values of a critical moment for various types of connections do not exceed 10%. Moreover the analysis shows that analytical formula significantly underestimated the actual value of a critical moment for multi–span purlins which may result in unnecessary oversizing of the construction.

Słowa kluczowe

PL

płatew; zwichrzenie; podparcie widełkowe; połączenie; metoda elementów skończonych

EN

purlin; lateral-torsional buckling; fork support; connection; finite element method

• 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: 99--116
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Górski M.

autor

Kozłowski A.

• Politechnika Rzeszowska

Bibliografia

• [1] PN-EN 1993-1-3 Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-3: Reguły ogólne. Reguły uzupełniające dla konstrukcji z kształtowników i blach profilowanych na zimno.
• [2] PN-EN 1993-1-1 Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków.
• [3] ENV 1993-1-1 Eurocode 3: Design of steel structures. General rules and rules for buildings, Annex F.
• [4] Timoshenko S. P. Teoria stateczności sprężystej. Arkady, Warszawa, 1963.
• [5] Trahair, NS (1993). Flexural-Torsional Buckling of Structures, E & FN SPON, London.
• [6] Rules for Member Stability in EN 1993-1-1. Background documentation and design guidelines. ECCS Technical Committee 8 - Stability. 2006.
• [7] Silva L.S., Simoes R., Gervasio H. Design of Steel Structures. ECCS Technical Committee. 2010.
• [8] Pałkowski Sz. Konstrukcje stalowe. PWN, Warszawa, 2010.
• [9] Żmuda J. Problemy niestateczności w projektowaniu dźwigarów stalowych. Politechnika Opolska, Opole, 2004.
• [10] Bijak R. Wyznaczanie momentu krytycznego zwichrzenia bisymetrycznych belek dwuteowych podpartych widełkowo. 56 konferencja naukowa KILiW PAN i KN PZITB, Krynica-Kielce, 2010.
• [11] LTBeam v.1.0.10. Centre Technique Industriel de la Construction Métallique 2011. www.cticm.com.
• [12] http://www.autodesk.com/products/autodesk-simulation-family/features/simulation-mechanical.
• [13] Goczek J., Gajdzicki M., Supeł Ł.: Wyznaczanie sprężystego momentu krytycznego zwichrzenia belki bocznie stężonej jednostronnym poszyciem, Inżynieria i budownictwo, nr 10, 2012, s. 552-554.