Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badanie procesu zniszczenia dźwigarów o falistym środniku w strefach przypodporowych

Basiński Witold

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 2

1--5

PL

W artykule przedstawiono analizę badań nośności postaciowej falistego środnika wspornikowych dźwigarów SIN z żebrami podporowymi ze szczególnym uwzględnieniem zniszczenia w obszarze pogranicznym. Badania doświadczalne przeprowadzono na dziesięciu dźwigarach o wysokości środnika 500, 1000, 1250 i 1500 mm. Dźwigary o schemacie statycznym belki swobodnie podpartej z jednostronnym wspornikiem zbudowano z elementów połączonych doczołowo na śruby sprężone. Przeanalizowano postacie zniszczenia dźwigarów oraz ścieżki równowagi statycznej wraz z ich bezpośrednim wpływem na formę zachowania w obszarze pogranicznym. Oszacowano wartość obciążenia odpowiadającego formowaniu krzyżulca rozciąganego w środniku, łączącego skrajne punkty obramowania w stanie pogranicznym na poziomie wynoszącym 0,39 - 0,67 nośności granicznej.

EN

The paper presents an analysis of the tests of the shear resistance of the wavy web of SIN cantilever girders with support stiffeners, with particular emphasis on failure in the post limit zone. Experimental tests were carried out on ten girders with web heights of 500, 1000, 1250 and 1500 mm. The girders with the static scheme of a simply supported beam with a one-sided cantilever were built from samples connected butt-together with prestressed bolts. The failure modes of girders and the load - displacements paths were analyzed along with their direct impact on the form of behavior in the post limit zone. The value of the load corresponding to the formation of a tension diagonal in the web connecting the extreme points of the frame in the post limit state was estimated at a level ranging from 0,39 to 0,67 of the limit load.

2

Wpływ rozwiązań konstrukcyjnych hali magazynowej na zużycie stali

Basiński Witold, Orzeł Jakub

Materiały Budowlane

|

2022

|

nr 2

2--4

PL

W artykule zaprezentowano analizę zużycia stali na konstrukcję typowej hali magazynowej o wymiarach 48 x 40 m. Przeanalizowano 13 różnych układów konstrukcyjnych, w których różnicowano schemat statyczny konstrukcji, stosując płatwie kratowe i gorącowalcowane uciąglone oraz dźwigary kratowe, pełnościenne i dźwigary o falistym środniku. Wykazano różnice w całkowitym zużyciu stali, wskazano optymalne rozwiązanie oraz elementy konstrukcyjne mające największy wpływ na całkowitą masę konstrukcji.

EN

The article presents an analysis of steel consumption for the structure of a typical storage hall with dimensions of 48 x 40 m. Thirteen different structural systems were analyzed, in which the static scheme of the structure was differentiated, using lattice and hot-rolled continuous purlins as well as lattice girders, plate girders and girders with a corrugated web. Differences have been shown in the total consumption of steel, the optimal solution and structural elements having the greatest impact on the total weight of the structure were indicated.

3

Błędy konstrukcyjne i remontowe obiektów hal sportowych

Ślusarek Jan, Łupieżowiec Marian, Basiński Witold

Materiały Budowlane

|

2022

|

nr 7

60--64

PL

W artykule omówiono istotne problemy związane z eksploatacją konstrukcji budowlanych. Szczegółowo przedstawiono problemy techniczne, jakie wystąpiły w konstrukcjach dachowych dwóch hal sportowych po pracach remontowych. Analiza konstrukcji dachu wykazała, że nośność elementów konstrukcyjnych została znacznie przekroczona. Nie zostały spełnione stany graniczne nośności i użytkowalności. Wskutek tego badana konstrukcja pokrycia dachowego znajdowała się w stanie przed awaryjnym. Zidentyfikowano zagrożenie bezpieczeństwa dla użytkowników, co spowodowało konieczność wyłączenia z użytkowania badanych hal sportowych. Zaproponowano wymianę istniejącej ciężkiej okładziny dachowej na lekką z blach falistych układanych na płatwiach gorącowalcowanych. Zmieniono też konstrukcję dachu i obecnie obydwie hale są użytkowane.

EN

The paper discusses important problems associated with the exploitation of building structure. It contains preliminary definitions as well. The paper presents technical problems that have occurred in the roof structures in two sports halls after renovation works. Analysis of the roof structure demonstrated that the resistance of structural elements of the roof structure was considerably surpassed. The ultimate and serviceability limit states were also not met. In effect, the investigated structure of the roof cladding was in the pre-failure state. A security risk to users has been identified. The investigated sports halls had to be exempted from use. The replacement of the existing heavy cladding with the light one made of corrugated sheets placed on hot-rolled purlins was suggested. The roof structure was changed and now the hall is in service.

4

Post buckling resistance reserve of corrugated girders with support stiffeners

Basiński Witold

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 4

513--536

EN

The analysis of web-corrugated and trapezoidal profiled web girders focuses on the description of buckling resistance, possibly the ultimate resistance neglecting the post-buckling resistance reserve of girders. The problem is still the post-buckling resistance reserve and its possible application in practice. For this purpose this paper presents the analysis of tests on shear resistance of the corrugated web of SIN girders with the support stiffeners in the pre- and post-buckling zones. There are also presented values of the post-buckling resistance zone and the mutual relationships between pre- and post-buckling resistance zones. Values of these zones are related to optimization of the web-corrugated girders, which consists in enlarging the zone of pre-critical resistance and balancing between shear resistance and bending resistance. The experimental tests were performed on 20 girders with the following web depth: 500, 1000, 1250, and 1500 mm, composed of three pre-assembled units. The girders with a simply supported beam system and a simply supported beam with a single cantilever were made of pre-assembled units joined by means of high strength preloaded bolts. The numerical analysis by FEM was conducted for the models with web depth from hw = 500 to 1500 mm at the full range of web thickness 2,0; 2,5, and 3 mm. The tests showed that stiffness of the support stiffeners in the web-corrugated girders had an impact on the size of pre- and post-buckling resistance zones, which consequently reduced the zone of post-buckling resistance. Because the initiated loss of stability of the corrugated-web girders is an irreversible and rapid process, and the resulting displacements in the non-linear area are permanent, the application of the post-buckling resistance zone in practice can be troublesome. From the standpoint of the structural reliability, however, the post-buckling zone provides a yield delay, i.e. it may be regarded as a safety margin. Therefore, its most possible reduction is required.

PL

Analiza dźwigarów o faliście wyprofilowanym środniku jak i środniku trapezowym koncentruje się na opisie nośności krytycznej, ewentualnie nośności granicznej pomijając przedział nośności nadkrytycznej dźwigarów. Problemem otwartym pozostaje zatem przedział nośności nadkrytycznej i jego możliwość wykorzystania w praktyce. W tym celu w niniejszej pracy przedstawiono analizę badań nośności postaciowej falistego środnika dźwigarów SIN z żebrami podporowymi w zakresie do i pokrytycznym. Badania doświadczalne przeprowadzono na dwudziestu dźwigarach o wysokości środnika 500, 1000, 1250 i 1500 mm złożonych z trzech elementów wysyłkowych. Dźwigary o schemacie statycznym belki swobodnie podpartej oraz belki swobodnie podpartej z jednostronnym wspornikiem zbudowano z elementów wysyłkowych połączonych doczołowo na śruby sprężone. Z kolei analizę numeryczną FEM przeprowadzono na modelach o wysokościach środnika od hw = 500 do 1500 mm przy pełnym zakresie grubości środnika 2.0; 2.5 i 3 mm. W celu określenia początku niestateczności falistego środnika przeanalizowano przebiegi odkształceń na ukośnych tensometrach naklejonych na środniku. Tensometry naklejono w postaci rozety na kierunku spodziewanych największych odkształceń. Kąt pomiędzy tensometrami w rozetach wynosił 120°. Na podstawie charakteru wykresów odkształceń określono punkt początkowy utraty stateczności falistego środnika, wiążąc z nim obciążenie krytyczne PeB, które przyjęto w punkcie utraty liniowego charakteru zależności obciążenia od odkształcenia P(ε). Analizując proces utraty stateczności falistego środnika rozróżniono zniszczenie dźwigarów niskich o hw = 500 mm i wysokich od hw = 1000 mm przyporządkowując im punkty utraty stateczności rozgraniczające obszar dokrytyczny oraz nadkrytyczny. W przypadku dźwigarów niskich o wysokości środnika 500 mm z żebrami podporowymi opisano lokalny proces zniszczenia środnika. Z koeli w przypadku dźwigarów o wysokości środnika od hw = 1000 mm stwierdzono wzajemne powiązanie lokalnej oraz globalnej postaci zniszczenia prowadzące do ich interakcji. W wyniku przeprowadzonych badań wykazano, że w dźwigarach o falistym środniku występuje wpływ sztywności żeber podporowych na wielkość przedziałów do i nadkrytycznego, prowadząc do redukcji przedziału nadkrytycznego nośności dźwigarów. W dźwigarach o falistym środniku przedział nadkrytyczny jest przedziałem zarówno odkształceń jak i przemieszczeń nieliniowych środnika. Stwierdzono, że nie nadaje się jednak do wykorzystania w eksploatacji, gdyż zapoczątkowany proces utraty stateczności jest nieodwracalny oraz gwałtowny, a powstałe przemieszczenia w obszarze nieliniowym są trwałe. Stanowi natomiast z punktu widzenia bezpieczeństwa zabezpieczenie przed katastrofą w postaci przystanku plastycznego. Zapas nośności dźwigarów o falistym środniku wyniósł wg badań doświadczalnych od 19% do 21% w dźwigarach z podporowym żebrem podatnym oraz od 8% do 21% w dźwigarach z podporowym żebrem sztywnym. W przypadku analizy numerycznej był nieco mniejszy i oscylował w przedziale od 8% do 9% w dźwigarach z podporowym żebrem podatnym oraz od 3% do 9% w dźwigarach z żebrem podporowym usztywnionym. Oszacowanie nadwyżki nośności dźwigarów o falistym środniku dało odpowiedź o możliwościach zwiększania nośności dokrytycznej w drodze optymalizacji konstrukcji, np. poprzez zastosowanie usztywnionych żeber podporowych, czy też możliwych przekątnych żeber rozciąganych.

5

Parametry wytrzymałościowe pasów stalowych stosowanych w dźwigarach o falistym środniku

Basiński Witold

Materiały Budowlane

|

2020

|

nr 11

2--5

PL

W artykule omówiono parametry wytrzymałościowe pasów stalowych stosowanych w dźwigarach o falistym środniku na podstawie badań, przeprowadzonych na losowo pobranych próbkach z dwudziestu dźwigarów. Pasy dźwigarów miały grubość 15 mm oraz 20 mm. W wyniku badań oszacowano współczynniki częściowe granicy plastyczności γm oraz współczynniki zmienności VRe. Pokazano uzyskane rozkłady normalne granicy plastyczności. Uzyskane wyniki odniesiono do dostępnych badań blach płaskich i pokazano poziom bezpieczeństwa obliczeń nośności przy zginaniu wynikający ze stosowanych współczynników częściowych granicy plastyczności.

EN

The study presents parameters of strength properties of flanges used in corrugated web girders obtained on the basis of tests. The subject tests were carried out on randomly taken samples from twenty investigated corrugated web girders. The girder flanges were 15 mm and 20 mm thick. As a result of the tests, partial yield factors γm and coefficients of variation VRe were estimated. The normal distribution of yield strength obtained are shown. The obtained results were referred to the available flat sheet tests. Based on the conducted tests, the safety level of bending load calculations resulting from the applied partial factors of the yield strength was shown.

6

Effect of random strength parameters of flange steel on bending resistance and deflections of girders with corrugated web

Basiński Witold

Architecture Civil Engineering Environment

|

2020

|

Vol. 13, no. 4

47--60

EN

The study presents results of statistical investigations into random strength parameters of steel used to manufacture flanges of plate girders with corrugated web. In the case of plate girders with corrugated webs, flanges are manufactured from flat sheet steel S235JRG2 or S355J2+N or S275. The guaranteed yield strength Remin is determined on the basis of tests conducted on steel samples. It should be lower than yield strength of flat sheets obtained as the result of testing mechanical properties. This value at the same time should be regarded as the margin of resistance of girders. The material tests were performed on samples randomly collected from 20 girders with corrugated web and flange thickness of 15 and 20 mm, which had been already examined. Coefficients of variation of yield strength VRe=D(Re)/E(Re) and partial factors of yield strength γm were selected on the basis of the conducted analysis of material tests. The obtained results were related to factors γm determined from the tests on thin flat sheets. The impact of yield strength and random cross-sectional area of flanges on bending resistance of girders with corrugated web was shown. Also the effect of the spread of the Young’s modulus values and semi-rigid connections on global displacements of tested plate girders with corrugated web was analyzed.

7

Shear buckling resistance of cantilever girders with corrugated web

Basiński Witold

Architecture Civil Engineering Environment

|

2019

|

Vol. 12, no. 1

63--79

EN

The study reports investigations into shear buckling resistance of the corrugated web of cantilever SIN girders. Experimental tests were conducted on ten SIN girders with the web height of 500, 1000, 1250 and 1500 mm made to 1:1 scale. The tests confirmed the advantageous effect of support stiffeners of cantilever girder parts on shear buckling resistance. Load-displacement paths of global displacements in cantilevers of SIN girders were analysed. The Finite Element Method was used to construct models that simulated the behaviour of the experimental models. The numerical analysis of FEM girders was conducted for twelve models with the web height ranging from 500 to 1500 mm, and web thickness of 2, 2.5 and 3 mm. In the FEM analysis, different modes of the web failure, namely local and interactive ones, were taken into account. Based on experimental investigations and the FEM analysis, a method for estimating design shear buckling resistance of the corrugated web in cantilever girders with support stiffener was proposed. The method was based on the determination of interactive buckling resistance. It was demonstrated that support stiffeners in cantilever girders produced an advantageous effect on increase in shear buckling resistance. The solution developed was compared with the methods currently employed to determine buckling resistance. Conclusions and recommendations were drawn on dimensioning of cantilever girders with support stiffener.