Analiza numeryczna nośności wybranych stropów z płyt HC poddanych obciążeniom skupionym

• Autorzy: Jeziorski Miłosz , Derkowski Wit

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0054.7109

Warianty tytułu

EN

Numerical study on concentrated load capacity of chosen HC floors

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Stropy wykonane ze sprężonych prefabrykowanych płyt kanałowych wykazują zdolność do współpracy w przenoszeniu obciążeń skupionych. Współpracę zapewniają złącza monolityczne między prefabrykatami oraz sztywność skrętna płyt. Uwzględnienie współpracy między prefabrykatami pozwala na zredukowanie obciążenia w bezpośrednio obciążonym elemencie, co przekłada się na możliwość redukcji wytężenia elementu w stanie granicznym nośności (SGN) w znacznie wyższym stopniu niż wówczas, gdy strop rozpatruje się jako wydzielony element wolnopodparty. Analizy porównawcze zapisów normy europejskiej EN 1168 oraz modeli analitycznych dotyczące współpracy między prefabrykatami prowadzą do niejednoznacznych, nierzadko sprzecznych wyników. Na podstawie wcześniejszych analiz numerycznych, których poprawność zweryfikowano względem istniejących danych eksperymentalnych, zbudowano modele numeryczne, które posłużyły do zaplanowania nowych, unikatowych badań na stropach w pełnej skali. Wyniki analiz przedstawiono w artykule, skupiając się na zachowaniu się stropu w SGN, a otrzymane siły niszczące porównano z wynikami otrzymanymi w modelu płyty pojedynczej oraz z wynikami obliczeń normowych.

EN

Precast prestressed hollow core floors are able to distribute concentrated loads due to the presence of cast on site joints and torsional stiffness of individual units. By considering this phenomenon in design, the directly loaded element is able to withstand loads much higher than in case of a single element analysis. The current design method provided by European Standard EN 1168 as well as different analytical methods can provide results that do not fully represent the actual performance of the floor. Due to that fact that a sparse amount of experimental data on full scale floor exists, out of which just a handful is documented well, the results of code provisions and analytical models are difficult to evaluate. Based on previous numerical analyses, validated by existing experimental data, numerical models of three hollow core floors were prepared which were used to design new experiments on full scale hollow core floors. Analysis focuses on the Ultimate Limit State of the HC floors, obtained failure loads are compared to single element results and with the results of the EN 1168 standard calculations.

Słowa kluczowe

PL

dystrybucja obciążenia; modelowanie numeryczne; płyta kanałowa; płyta sprężona; płyta prefabrykowana

EN

load distribution; numerical modelling; prestressed slab; hollow core slab; prefabricated slab

• Wydawca: Fundacja Polskiego Związku Inżynierów i Techników Budownictwa
• Czasopismo: Inżynieria i Budownictwo
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 80, nr 5
• Strony: 298--304
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Jeziorski Miłosz

• Consolis Group Technology, Development Centre
• Politechnika Krakowska, Katedra Konstrukcji Żelbetowych i Sprężonych

• https://orcid.org/0000-0003-1591-5337

autor

Derkowski Wit

• Politechnika Krakowska, Katedra Konstrukcji Żelbetowych i Sprężonych
• Linnæus University, Department of Building Technology, Vãxjö, Szwecja

• https://orcid.org/0000-0001-6133-3624

Bibliografia

• [1] EN 1168:2005+A3:2011 Precast concrete products - Hollow core slabs. Brussels: CEN; 2011.
• [2] Jeziorski M., Derkowski W.: Wątpliwości dotyczące nośności stropu z płyt kanałowych obciążonego siłą skupioną. Inż Bud 2022; R. 78, nr 5-6:263-8.
• [3] Jeziorski M., Derkowski W.: Comparative Study of Various Provisions on Load Distribution in Hollowcore Slabs. Proc. Fib Symp. E-ISSN 2617-4820, Oslo: 2022, p. 2658-67.
• [4] Jeziorski M., Derkowski W.: Nośność stropu z płyt kanałowych obciążonego siłą skupioną. W: Derkowski W., red. Mat. Kont. Nauk.-Tech. Konstr. Spręż., Kraków, 12-13 Maja 2022, Kraków, Katedra Konstrukcji Żelbetowych i Sprężonych, Politechnika Krakowska; 2022, s. 83-6.
• [5] Huovinen S., Lintunen H.: RAT12538/91 - The performance of point-Ioading tests on deck consisting of six Variax 4 slabs (in Finnish). Finland: VTT Technical Research Centre of Finland; 1991.
• [6] Jeziorski M., Derkowski W.: Finite Element Analysis of Hollow Core Floor Subjected to Point Load. In: Ilki A., Çavunt D., Çavunt Y.S. editors. Build. Future Durable Sustain. Resilient, Cham: Springer Nature Switzerland; 2023, p. 3-12. https://doi.org/10.1 007/978-3-031-32511-3_1.
• [7] Sarja A., Lintunen H.: RAT12503/91 - The performance of point-Ioading tests on deck consisting of four Variax 4 slabs (in Finnish). Finland: VTT Technical Research Centre of Finland; 1991.
• [8] Pajari M.: Shear-torsion tests on 400 mm hollow core floor. Finland: VTT Technical Research Centre of Finland; 2004.
• [9] fib. Bulletin 65, Model Code for Concrete Structures 2010. Lausanne, Switzerland: fib; 2012.
• [10] Hordijk D.A.: Local approach to fatigue of concrete. Delft: Tech. Univ. Delft; 1991.
• [11] Rots J.G.: Computational modeling of concrete fracture. 1988.
• [12] Feenstra P.H.: Computational aspects of biaxial stress in plain and reinforced concrete. 1993.
• [13] Nakamura H., Higai T.: Compressive Fracture Energy and Fracture Zone Length of Concrete. Model Inelast Behav RC Struct Seism Loads 2001.
• [14] Vecchio F.J., Collins M.P.: Compression response of cracked reinforced concrete. J Struct Eng U S 1995; 121: 1153. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1995)121:7(1153).
• [15] Selby R.G., Vecchio F.J.: Three-dimensional constitutive relations for reinforced concrete. Toronto: University of Toronto, Dept. of Civil Engineering; 1993.
• [16] Dörr Karlfried. Ein Beitrag zur Berechnung von Stahlbetonscheiben unter besonderer Berücksichtigung des Verbundverhaltens. 1980.
• [17] Khalaf J., Huang Z.: Analysis of the bond behaviour between prestressed strands and concrete in fire. Constr Build Mater 2016;128:12-23. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.10.016.
• [18] Orr J.J., Darby A., Ibell T., Thoday N., Valerio P.: Anchorage and residual bond characteristics of 7-wire strand. Eng Struct 2017;138:1-16. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2017.01.061.
• [19] Cairns J.: Local bond-slip model for plain surface reinforcement. Struct Concr 2021;22:666-75. https://doi.org/10.1002/suco.202000114.
• [20] Lundgren K., Broo H., Engström B.: Analyses of hollow core floors subjected to shear and torsion. Struct Concr 2004;5:161-72. https://doi.org/10.1680/stco.2004.5.4.161.