W artykule przedstawiono przegląd rozwiązań dotyczących belek zespolonych stalowo-drewnianych. Omówiono aktualne kierunki badań nad belkami zespolonymi ze stalowymi dźwigarami oraz drewnianymi płytami. Zachowanie belek zespolonych stalowo-drewnianych zostało opisane, biorąc pod uwagę znane z literatury badania. Połączenie stalowych dźwigarów z drewnianymi płytami zapewniło wzrost nośności oraz sztywności dźwigarów.
EN
This paper presents a review of steel-timber composite beams. Current trends in research on composite beams with steel girders and timber slabs were discussed. The structural behaviour of steel-timber composite beams was described based on investigations presented in the literature. The connection of steel girders with timber slabs provided for the increase of the load-bearing capacity and stiffness.
Artykuł przedstawia przegląd badań własnych dotyczących belek zespolonych aluminiowo-drewnianych oraz ich połączeń. Zespolenie aluminiowych dwuteowych belek z płytami z drewna klejonego warstwowo z fornirów ma wiele zalet. W badaniach zaobserwowano wzrost nośności oraz sztywności belek aluminiowych oraz ich niewrażliwość na zwichrzenie po zespoleniu z drewnianymi płytami. Jako łączniki ścinane wykorzystano wkręty z łbem sześciokątnym oraz śruby. Zaproponowano wykorzystanie pierścieni zębatych jako elementów wzmacniających połączenia ścinane i oceniono skuteczność tego rozwiązania.
EN
This paper presents a review of the author’s own tests conducted on aluminium-timber composite beams and their connections. Significant benefits were gained by joining aluminium beams and laminated veneer lumber slabs. It provided for the increase of the load-bearing capacity and stiffness, and eliminated the problem of lateral-torsional buckling of aluminium beams. The composite action was assured by the use of bolts or hexagon head wood screws as shear connectors. The use of toothed plate connectors as reinforcement in aluminium-timber connections was suggested and evaluated.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Prezentowane wyniki stanowią wstępne podsumowanie dotychczasowych badań własnych dotyczących połączeń zakładkowych, hybrydowych, nitowano-śrubowych. Rozważano elementy próbne z połączeniami dwuciętymi, w których jeden z nitów został wymieniony na śrubę wysokiej wytrzymałości. W poszczególnych elementach śruby osadzano w otworach zwykłych lub pasowanych, a następnie sprężano. Zagadnienie związane z wymianą nitów na śruby podjęto z uwagi na częste stosowanie takiej praktyki w przypadku remontów zabytkowych konstrukcji stalowych. Jednak nośność takich połączeń nie jest dotychczas potwierdzona badaniami modelowymi i analizami obliczeniowymi. Wyniki wykonanych badań zilustrowano na wykresach obciążenie - przemieszczenie, które można porównać z wynikami referencyjnymi dotyczącymi połączenia na dwa nity. Ponadto ustalono siłę niszczącą połączenia oraz oszacowano ich sztywność translacyjną. Ważnym etapem prowadzonych badań była analiza różnych układów łączników w połączeniu, a wnioski płynące z otrzymanych badań potwierdzają aktualny stan wiedzy zawarty w [1, 2].
EN
The results presented in this article are a preliminary summary of the authors’ research on the lap connections, hybrid joints, and riveted bolt joints. The analysed test elements with double-notched joints, in which one of the rivets was replaced with a high-resistance bolt. The bolts in specific elements were placed in regular or fitted holes and then pre-stressed. The issue related to the replacement of rivets with bolts was analysed due to the fact that this is a commonly used practice in the renovation of historic streel structures. However, the bearing capacity of those joints has not yet been confirmed by model studies with computational analyses. The results of the performed tests are presented in form of load-displacement diagrams, which may be compared to the reference results for double-riveted joints. A part from that, the joint breaking force was determined and the translational stiffness was assessed. An important element of the conducted research was the analysis of various arrangements of connectors in a joint. The results of the analyses confirm the current state of knowledge presented in publications [1, 2].
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule opisano rodzaje i klasy łączników do połączeń sprężanych, a także metody ich badań, dokręcania i kontroli zgodnie z normą PN-EN 1090-2:2018.
EN
The article describes the types and classes of bolts for preloaded connections as well as the methods for their testing, tightening and inspection in accordance with the PN-EN 1090-2:2018 standard.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The concrete-filled steel tube (CFT) composite frames using blind bolts and buckling-restrained braces (BRBs) have been studied with the development of building industrialization and energy dissipation technology. However, there has been no research so far on the probabilistic seismic fragility analysis for the blind-bolted end-plate CFT composite frames with BRBs (BRB-BECFT). Therefore, a total of 6-, 9-, 12- and 20-story BRB-BECFT prototype structures were designed based on the performance-based plastic design method. The results obtained from nonlinear static and dynamic analyses indicated that the four structures achieved predefined performance objectives in terms of story drift, joint rotation, and BRB ductility demand. Subsequently, fragility curves including non-collapse and collapse states were established to evaluate the behavior of the structure for a given intensity measure using the incremental dynamic analysis approach. Meanwhile, the geometric mean of spectral acceleration over a period range (Sa,avg) was selected as the intensity measure to assess the structural collapse capacity. Results showed that the adoption of Sa,avg can result in 32–42% lower data dispersion for the determination of collapse point, and simplification of the process of calculation of the collapse margin ratio of a structure. Furthermore, based on the combination of Sa,avg, residual story drift and BRB core plate strain, a framework of probabilistic seismic damage analysis of structures for combined damage evaluation at three levels of the system, subsystem, and component was summarized and conducted by the 6- and 12-story case study. This is practically useful to assess structural damage state after an earthquake because it could present more information on the probability distribution of various damage scenarios.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Recently, the Double Shear Bolted Brackets (DSBB) moment connection with four-bolt configuration has been introduced as a new fully restrained moment connection for use in shallow beam-column joints. With regards to deep beam connections, it is a requirement to have stiffer and stronger connections in the DSBB connection group. Knowing that similar code-qualified bolted bracket connections, Kaiser Bolted Bracket (KBB) connections, have marginal rotational stiffness, they cannot be considered as a fully restraint moment connection in deep beam-to-column joints. Therefore, in this discourse, six-bolt and eight-bolt configurations of DSBB are developed and their design methodology is outlined. Less thickness of bracket components, less diameter of bolts used, and greater stiffness compared to KBB code-qualified (AISC 358-16 standard) connections by the (KBB connection) are the main advantages of these new connections, making them a more applicable option of fully restrained connections for deep beam joints than their counterpart KBB connection. First, the DSBB design method is developed considering all possible limit states of buckling, yield, and rupture failures for the plate components of each bracket. Then, by using a validated high fidelity finite element study, the cyclic performance of DSBB connections is obtained and successfully accepted based on the AISC 341-16 standard requirements for fully restrained connections in special moment connections. The results indicated the low risk of failure and proper relaxed stress distribution around the connection compared to the corresponding KBB connection. In addition, the material consumption of DSBB six-bolt and eight-bolts were 19.7% and 6.9% in bolts and were 19.9% and 42.9% in brackets less than that of the corresponding KBB connections. Finally, it is concluded that DSBB six-bolt and eight-bolt configurations are efficient choices of fully restrained moment connections for application in deep beam-column joints.
In this work, the sup port of two general galleries located in poor quality rock mass and subjected to the influence of high thickness coal layer exploitations is designed and optimized. The process is carried out in four phases:A first preliminary support is defined employing different geomechanical classifications and applying the New Austrian Tunnelling Method (NATM) using bolts and shotcrete.An instrumentation campaign is carried out with the goal of analysing the behaviour of the support. The study noticed the failure of the support due to the time of placement of the different elements.A back-analysis using the Flac and Phases software has allowed the evaluation of the properties of the rock mass and the support, the study of the influence of the time of placement on the component elements (bolts and shotcrete), and the redefinition of that support.Subsequently, a new support is designed and optimized through numerical modeling after the start of mining without experience in these sizes of sublevel caving that caused the failure of the previously designed support. The new support is formed by yieldable steel arches that are more suitable to withstand the stresses generated by nearby mining work.
In this paper, field observation is conducted in Fujiaao Coal Mine, Linfen city in Shanxi province, China, which is unique because of its island-typed mining layout. Firstly, geology, layout of the coal cutting face, supporting pattern are presented and details are also provided. Then the problems are discussed and analyzed based on existing bolting theories. It finds out the length of the cable bolt is too long, which requires long time to drill boreholes, whilst the effectiveness is limited due to the illogical combination between cable bolt function zone and rock bolt function zone. Also, the face place allocated to rock bolt is very likely to cause line contact between its edge and steel belt, thus the bearing force is tremendously weakened and solely determined by strength of belt. Furthermore, field observation proves the low active supporting effects to roof, thus leading obvious roof sink even without the disturbance of mining activity. Eventually, some solutions are proposed with the intention to improve the situation based on the economic and technical considerations, including bolting in humidity environment, rational cable bolt length, wise choice of face plate, and ways to increase pretension force. The viewpoints and comments of this study can be referred by practitioners in coal mines sharing same difficulties.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents a part of research on bolted connections based on the system approach to the problem of their modelling and calculations. With this approach it is possible to individual consideration of each system element in order to find the best model of the element. The aim of this study is to develop a model of the single-bolted joint separated from the bolted connection. An analysis is conducted for the spider bolt model which is an equivalent model corresponding to the spatial bolt model. The effect of preload distribution in the spider bolt model on the stiffness value of the flange element fastened to a rigid support has been examined. The result of research is a proposal of the way of simplified bolt model preloading, which gives the best matching this model to the spatial bolt model.
PL
W pracy przedstawiono część badań nad połączeniami śrubowymi bazujących na systemowym podejściu do zagadnienia ich modelowania i obliczeń. Przy tym podejściu możliwe jest indywidualne rozpatrywanie każdego z elementów systemu w celu określenia jego najlepszego modelu. Celem pracy jest rozwój modelu pojedynczego złącza śrubowego wydzielonego z połączenia śrubowego. Analizę przeprowadzono dla modelu typu „spider bolt”, który jest modelem zastępczym dla odpowiadającego mu modelu przestrzennego. Zbadano wpływ rozmieszczenia napięcia wstępnego w modelu typu „spider bolt” na wartość sztywności elementu kołnierzowego łączonego z nieodksztalcalną ostoją. Wynikiem prac jest propozycja sposobu napinania uproszczonego modelu śruby, dzięki któremu uzyskuje się jego najlepsze dopasowanie do przestrzennego modelu śruby.
The steel and concrete composite cable space frame is a new type of space roof structure that was designed in Poltava National Technical Yuri Kondratyuk University and fully patented. The article presents procedure preparation of prototype of steel and concrete composite cable space frame in full scale. The main focus is on the specifics of the technological operations of preparation and production of steel and concrete elements of the structure. There is technological sequence of operations in the article also. The full-scale experimental structure consists of the space steel and concrete composite modules and flexible modular steel elements, which are combined with each other via single-bolt connections. The space steel and concrete composite module consists of monolithic reinforced concrete slab and a structural lattice that is made from steel tubes. Production of steel parts of structure were carried out at the factory of building structures and concrete performed under conditions close to those of the construction site.
Przedmiotem artukułu jest optymalizacja śrub w zespole korbowód-stopa korbowodu silnika SW 680 Leyland, z uwagi na równomierny rozkład obciążenia na wszystkie zwoje gwintu. Optymalizacja geometrii śruby polegała na częściowym stoczeniu zwoi gwintu pełnego pod określonym kątem. Obliczenia stanu naprężenia prowadzono metodą elementów skończonych, przy użyciu programu Nastran/Patran. Wykazano, że optymalnym kątem częściowego stoczenia pełnego zarysu gwintu okazał się kąt 3⁰, przy którym obciążając śrubę siłą rozciągającą 29 kN, uzyskano obniżenie naprężenia redukowanego o 12% oraz bardziej równomierny rozkład obciążenia zwoi gwintu w porównaniu do śruby klasycznej o pełnym zarysie gwintu.
EN
The paper concerns optimization of screws in the unit including connecting-rod – connecting rod big end of the SW 680 Leyland motor related to uniform distribution of loading on all the thread coils. Optimization of screw geometry insists in partial turning of the thread coil at a determined angle. The stress state calculations were performed with the finite element method and the Nastran/Patran program. It has been shown that the angle 3⁰ is the optimum angle of partial turning of the thread contour. At that angle, when the screw was loaded by the tensile force 29 kN, we obtained the reduced stress decreased by 12%, and more uniform distribution of the thread coil as compared with the traditional screw (not optimized).
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Rynek elementów złącznych w Polsce coraz szybciej się powiększa. Liczba elementów złącznych możliwych do aplikacji w konstrukcjach cienkościennych jest bardzo duża. Ogrom rozwiązań pozwala na różnorakie ich wykorzystanie. Jednak znane są one rodzimym producentom tylko w bardzo małej części. Są najczęściej wykorzystywane w montażu w produktach o „zewnętrznej” technologii wytwarzania. Krajowi wytwórcy starają się to zmienić. Stąd potrzeba przybliżenia czytelnikom „STALI” rozwiązań oferowanych na polskim rynku.
W artykule tym przedstawiono metodę wyznaczania podatności lub sztywności śrubowego połączenia kołnierzowego. Omówiono etap koncypowania stanowiska badawczego, ideę metody badawczej oraz algorytm komputerowo-wspomaganych obliczeń podatności lub sztywności śruby, kołnierzy oraz całego połączenia. Zaprojektowane stanowisko oraz zaproponowana metoda pozwalają także na badanie połączeń specjalnych, przy czym możliwości modelowania takich połączeń są także dokładnie omówione. Dzięki zaproponowanej metodzie sposób wyznaczania sztywności połączenia śrubowego jest bardzo prosty. Także dzięki zastosowaniu teorii podobieństwa można w stosunkowo prosty sposób przeliczać sztywność lub podatność sprężyn zastosowanych w stanowisku na sztywności lub podatności odpowiadających im elementów, czyli śruby, kołnierzy i/lub kompletnego połączenia kołnierzowo-śrubowego.
EN
In the paper, the method of determination of flexibility or stiffness of the set ‘bolt and flange’ (creating a bolt connection) was described. The conceptual phase of design, the idea of the testing method as well as algorithm of computer-aided calculations were presented. Additionally, the prepared stand and methodology allow for testing of other rarely used connection types. A possibility of replacement of the bolt flange connection by means of an equivalent set of springs was explained in details. Due to the proposed approach, the method of measurements of spring stiffness is more simple. However, the current values of flexibility are determined based upon the similarity theory. The method of recalculation of flexibility of springs onto the flexibility of adequate bolt connection is also presented. Some exemplary calculations for the chosen bolt connection are given.
Współczesny przemysł wymaga od producentów elementów złącznych ciągłego udoskonalania swoich wyrobów. Dotyczy to zarówno konstrukcji, jak również materiałów stosowanych na śruby. Firma Gaweł Zakład Produkcji Śrub Sp. z o.o. podjęła się uruchomienia produkcji śrub ze stali żaroodpornych i żarowytrzymałych. Śruby z tych stali znajdą zastosowanie w odpowiedzialnych urządzeniach, takich jak: turbiny, sprężarki przeznaczone dla motoryzacji, sprężarki przeznaczone dla przemysłu lotniczego, turbiny parowe, turbiny gazowe. Przytoczone urządzenia pracują w podwyższonych i wysokich temperaturach. Śrubom, jako elementom łączącym podzespoły i zespoły maszyn, stawiane są wysokie wymagania, ponieważ ogromny procent tych elementów pracuje w zróżnicowanych środowiskach o dużej agresywności. Artykuł dotyczy całej technologii wytwarzania śrub surowych, tj. ucinania drutu, odkształcenia na zimno łba śruby, wykonania gniazda sześciokarbowego, okrawania łba śruby, walcowania gwintu. Jednocześnie w artykule przedstawiono aspekt ekonomiczny wykonania śrub ze stali żaroodpornych i żarowytrzymałych.
EN
The modern industry demands from the manufacturers of fasteners to continuously improve their products. This concerns both the construction and materials applied for screws production. Gaweł ZPS Ltd company undertook starting the production of screws of heat-resisting and creep-resisting steels. Screws of these steels will find application in responsible devices such as turbines (steam turbines, gas turbines) or compressors used in automotive and aircraft industry. The mentioned devices work in elevated and high temperatures. Screws, as the elements fastening machine subassemblies and assemblies, are expected to meet high performance requirements, since a wide range of these elements work in diversified environments of high aggressiveness. The paper discusses the entire technology of raw screws manufacturing, i.e. cutting of wire, cold heading, forming of hexalobular socket, trimming of screw head, thread rolling. Additionally, the economical aspect of production of heat-resisting and creep-resisting steel screws is discussed in the paper.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
It is generally known that reduction of total construction mass leads to a decrease of secondary costs as for example transport, assembly, disassembly etc. High performance materials can be effectively used in many types of common structures. Despite a good accessibility they are still not frequently used nowadays. The basic difficulty is a missing knowledge of their behaviour in structures.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono eletroniczną bibliotekę śrub znormalizowanych (podstawowe rodzaje wg PN) wykonaną w programie AutoCAD 2007 PL. Powstała ona w celu usprawnienia i przyspieszenia procesu tworzenia projektów rysunkowych zawierajacych elementy łączne w postaci śrub. Bibliotekę stanowi zbiór pojedynczych rysunków śrub w postaci bloków dynamicznych, mający źródło w programie AutoCAD. Można je zastosować we wszystkich systemach rozpoznających pliki rysunkowe programu AutoCAD.
During ship sailing on a given shipping route in real weather conditions, all propulsion system performance parameters of the ship change along with changes of instantaneous total resistance and speed of the ship. In this paper, the results of calculations are presented of the distribution function and mean statistical values of screw propeller thrust, rotational speed and efficiency as well as propulsion engine power output and specific fuel oil consumption occurring on selected shipping routes. On this basis, new guidelines for a ship's propulsion system design procedure are formulated.
PL
Podczas pływania statku na danej linii żeglugowej w rzeczywistych warunkach pogodowych, wraz ze zmianami chwilowego całkowitego oporu i chwilowej prędkości eksploatacyjnej zmieniają się parametry pracy układu napędowego. W artykule przedstawiono wyniki obliczeń funkcji rozkładu i średnich statystycznych wartości naporu, obrotów i sprawności śruby oraz mocy i zużycia paliwa silnika napędowego statku na wybranych liniach żeglugowych. Na podstawie wykonanych obliczeń przedstawiono nowe wytyczne do projektowania napędu statku.
Zasady oceny nośności śrub w PN-EN 1993-1-8 oraz w PN-90/B-03200 różnią się w przyjętych modelach obliczeniowych i szczegółowych propozycjach dotyczących projektowania poołączeń. Wykazano te różnice oraz omówiono merytoryczne podstawy przyjętych modeli obliczeniowych oceny nośności śrub. Podano wnioski ogólne oraz tablice nośności śrub, obliczonych według PN-EN 1993-1-8.
EN
The rules for estimation of bolts' resistance presented in PN-EN 1993-1-8 differ from those given in PN-90/B-03200 due to assumed calculation models and details concerning the design of connections. The purpose of this paper is to disclose mentioned above differences and discuss basis of assumed calculation models used for the estimation of the bolt resistances calculated according to PN-EN 1993-1-8.
Na przykładach strzemion kabłąkowych i dwujarzmowych przedstawiono powody przekraczania granicy plastyczności w kabłąkach i śrubach oraz omówiono skutki takiego stanu. Podano przykłady strzemion typu K, wytężenie kabląków strzemion typu KL, wpływ odkształceń kołnierzy jarzm na wytężenie śrub. Powodem wszystkich tych zagrożeń jest brak skutecznych zabezpieczeń konstrukcyjnych przed zginaniem śrub i kabłąków w trakcie zsuwu złącz.
EN
On the example of bow shackles and double-plate shackles the reasons were presented of exceeding the plasticity limit in bows and bolts and the effects of such situations were discussed. The examples of K type shackles were given, efforts of bows of KL type shackles, impact of the shackle' flanges deformations and effort of the bolts. The reason of all of these hazards consists in the łąck of effective construction safeguards against bending of bolts and bows in the course of the joints slides.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W Instytucie Badawczym Dróg i Mostów przeprowadzono badania różnych typów połączeń niejednorodnych, mające na celu opracowanie technologii wykonania połączeń, które mogłyby mieć zastosowanie nie tylko przy budowie, ale również przy wzmacnianiu i naprawie mostów stalowych. Najbardziej przydatne okazały się połączenia z zastosowaniem klejenia. Zdobyte doświadczenia w trakcie napraw, modernizacji i budowy wielu mostów dają podstawę do szerokiego i powszechnego ich stosowania.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.