Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Innowacyjne doczołowe połączenia na śruby stalowych belek dwuteowych

Hotała Eugeniusz, Tucki Piotr

Builder

|

2020

|

R.24, nr 4

100--103

PL

W połączeniach doczołowych dwuteowych elementów prętowych, w których śruby są sprężone, są powszechnie stosowane pełne blachy doczołowe. Naprężenia spawalnicze w tych blachach są przyczyną ich dużych deformacji w postaci braku płaskości ich powierzchni, co skutkuje najczęściej znacznym obniżeniem nośności i sztywności takiego styku. Poszukiwanie sposobu wyeliminowania niekorzystnych skutków braku płaskości pełnych blach doczołowych w stykach sprężonych nie dało jak dotąd oczekiwanego rezultatu. W artykule przedstawiono nową koncepcję wykonywania doczołowych styków sprężonych i niesprężonych, w których dotychczas stosowane pełne blachy doczołowe zastąpi się króćcami teowymi, powstającymi poprzez przyspawanie głównie do półek belek blach o małych wymiarach. Omówiono zalety takiego rozwiązania oraz przedstawiono wstępne wyniki analiz numerycznych belek, w których zastosowano połączenia doczołowe z pełnymi blachami oraz z króćcami teowymi. Wyniki wstępnych badań doświadczalnych oraz numerycznych wskazują na to, że styki doczołowe z proponowanymi króćcami teowymi są dobrym rozwiązaniem problemów występujących w przypadkach stosowania pełnych blach doczołowych. Zaprezentowane innowacyjne rozwiązanie jest przedmiotem zgłoszenia patentowego o numerze P.431459.

EN

Solid end plates are commonly used in the butt joints of I-beam members in which the bolts are preloaded. Welding stresses in these plates are the cause of their large in-plane deformations in the form of lack of flatness of their surface, which usually results in a significant reduction in the resistance and stiffness of such a splice. The search for a manner to eliminate the adverse effects of the lack of flatness of solid end plates in preloaded joints has so far failed to produce the expected result. The article presents a new concept of executing the both preloaded and ordinary butt joints, in which the hitherto used end plates will be replaced with T- stub joints, formed by small size plates welded to the flanges of beams mainly. The advantages of this solution are discussed and the preliminary results of numerical analyses of beams, in which butt joints with solid plates versus T-stubs are , are presented. The results of preliminary experimental and numerical tests indicate that butt joints with the proposed T-joints constitute a good solution to problems occurring in cases of using solid end plates. The presented innovative solution is the subject of a patent application no. P.431459.

2

Credibility of FEM Analysis in the T-Stub Modelling

Ostrowski K., Kozłowski A.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2018

|

z. 65, nr 2

219--232

EN

The paper presents the results of a comparative analysis between numerical calculations of T-stubs of the 3rd stage of FEM models hierarchical validation and the results of laboratory tests. The procedure for the development of the material characteristics used in numerical calculations of FEM models is presented. The scope of this article allows determining the non-linear characteristics of the T-stub which maps the work of the end-plate joint of the beam to the column in the tensile zone. The results of laboratory tests of a series of T-stubs made of rolled profiles (HEB240, HEA240) and of welded profiles (thickness of end-plate: tp = 12 mm and tp = 20 mm) have been presented. The principles of shaping the geometrical features of the FEM model of end-plate joints of the T-stub type are given, with particular emphasis on the shaping of the bolt with a thread. The impact of the bolt thread on the accuracy of the obtained results was assessed. The criterion of reliability of the obtained results with respect to the maximum force in the bolt obtained on the basis of laboratory tests in the axial tensile test of the bolts in the configuration: bolt - washer - nut was formulated.

3

Numeryczna ocena nośności i sztywności króćców w doczołowych połączeniach rur prostokątnych

Głuszko A., Ślęczka L.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2017

|

z. 64, nr 3/I

387--396

PL

W pracy przedstawiono metodykę modelowania oraz rezultaty analiz numerycznych nośności i sztywności króćca teowego (T) oraz króćca podwójnie teowego (Π). Króciec teowy (T) jest elementem składowym styków doczołowych kształtowników o przekroju poprzecznym otwartym (IPE lub HEB), króciec podwójnie teowy (Π) jest zaś fragmentem styku doczołowego rur o przekroju prostokątnym. Zastosowanie metody składnikowej do określania nośności i sztywności połączeń doczołowych z rur prostokątnych wymaga numerycznego i/lub doświadczalnego zbadania zachowania króćców podwójnie teowych (Π) i stwierdzenia na ile odbiega ono od dobrze znanego zachowania króćców teowych (T). Rezultaty symulacji zachowania się obu typów króćców skonfrontowano ze sobą. Przeprowadzono analizę parametryczną z uwzględnieniem zmiany grubości blachy czołowej oraz szerokości rozstawu ścianek rury. Wynikiem analiz jest określenie nośności i sztywności oraz występujących form zniszczenia. Porównano je z rezultatami analitycznego określenia tych parametrów przy użyciu metody składnikowej (w ujęciu PN-EN 1993-1-8) i za pomocą innych dostępnych metod obliczeniowych. Przeprowadzone analizy wskazują na możliwość stosowania metody składnikowej w połączeniach doczołowych rur, lecz niezbędne jest jej odpowiednie dostosowanie do takiego podejścia.

EN

The paper describes results of the finite element modeling of two types of stubs in bolted end-plate connections. The first one is the T-stub which is the part of open section joints and second one is the Π-stub which is the part of rectangular hollow section joints. The investigation is made to compare the behavior and find differences between those stubs and then to use Π-stub in application of the component method in end-plate joints for rectangular hollow sections. The impact of flange plate thickness and pitch of hollow section wall on resistance and initial stiffness is investigated. The results are compared to the predictions of the component method of EN 1993-1-8 and to the another analytical method. It is shown that the component method can be used to determine the structural properties of rectangular hollow section connections after appropriate adjustment.

4

To advanced modelling of end plate joints

Gödrich L., Wald F., Sokol Z.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2013

|

z. 60, nr 2

77--86

EN

The behaviour of end plate can be described using various analytical models. The most common analytical approach is component method. However this method can be used only for the joints with specific geometry and specific loading. This method gives reliable results for common endplate joints. On the other hand numerical methods, especially finite element method, can be used for the design of the joints with any geometry and any loading. Many works have been published on the modelling of joints using finite element method. This research have been focused on creating the most accurate numerical models using solid elements. Such models are not applicable for practical design. The aim of author’s research is to create rules and recommendations for design of joints using simple elements like shell and beam elements only so that this model can be applied for practical design. Absence of guidelines for creation of numerical model using shell and beam elements and for assessment of the joint components limits using of the numerical methods. The aim of Author’s research is creation of guidelines for modelling and assessment of end plate of bolted joints. This paper presents results of experimental and numerical investigation of T-stub, which usually simulate behaviour of the end plate. Two different specimens were prepared and experimentally investigated. Numerical models were created on the base of experimental results.

PL

Zachowanie się blachy czołowej może być opisane za pomocą różnych modeli analitycznych. Najczęściej podejściem analitycznym jest metoda składnika. Jednak ta metoda może służyć tylko do połączeń o określonej geometrią i sprecyzowanym obciążeniu. Metoda ta daje wiarygodne wyniki dla wielu połączeń doczołowych. Z drugiej strony metody numeryczne, a zwłaszcza metoda elementów skończonych, może służyć do projektowania węzłów z dowolną geometrią oraz poddanych dowolnemu obciążeniu. Wiele prac zostało poświęconych modelowaniu połączeń metodą elementów skończonych. Badania koncentrowały się na tworzeniu najbardziej dokładne numeryczne modeli za pomocą elementów bryłowych. Takie modele nie są stosowane jednak do stosowania w praktyce projektowej. Celem prac autorów jest stworzenie zasad i zaleceń dotyczących projektowania węzłów przy użyciu prostych elementów jak powłokowych czy belkowych, możliwych do zastosowania w praktyce projektowej. Brak wytycznych dotyczących tworzenia modelu numerycznego przy użyciu elementów belkowych i powłokowych ogranicza użycie metod numerycznych. Celem prac autorów jest stworzenie wytycznych w zakresie modelowania i oceny blachy czołowej w połączeniu śrubowym. W artykule przedstawiono wyniki badania eksperymentalne i modeli numerycznych króćców teowych, które zazwyczaj służą symulacji zachowania się blachy czołowej. Zostały przedstawione wyniki badań doświadczalnych dwóch różnych próbek. Na podstawie wyników badań doświadczalnych zostały stworzone modele numeryczne.

5

Analiza długości współpracujących króćców teowych

Ostrowski K., Kozłowski A.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2013

|

z. 60, nr 2

203--217

PL

Rozwój metod teorii plastyczności i ich zastosowanie w modelach analitycznych oszacowania charakterystyk węzłów spowodował zasadniczą zmianę w metodach projektowania połączeń stalowych. Metoda składnikowa zawarta w normie PNEN 1993-1-8 stosowana jest do określania nośności i sztywności węzłów. Procedury metody składnikowej nie definiują dokładnie zasad określania zdolności węzłów do obrotu. Ilościowa ocena tej wielkości zależy od kilku czynników, z których długość efektywna króćca teowego jest elementem którego dalsza walidacja jest konieczna. W artykule przedstawiono wyniki analizy MES w odniesieniu do połączeń rozciąganych oraz obciążonych momentem zginającym. Dla nieużebrowanych rozciąganych połączeń doczołowych opracowano plan eksperymentu numerycznego oparty na planie Hartleya (PS/DSP:Ha3). Zakresy zmienności czynników badanych przyjęto następująco: grubość blachy czołowej tp (6-16 mm), rozstaw śrub p (80-140 mm), odległość śrub od krawędzi środnika m (30-50 mm). Wpływ usztywnienia blachy czołowej na sposób kształtowania się linii załomów plastycznych sprawdzono w odniesieniu do połączeń usztywnionych jednym i dwoma żebrami. Analizę połączeń doczołowych obciążonych momentem zginającym przeprowadzono dla połączeń z jednym, dwoma oraz trzema szeregami śrub. Zbadano sposób kształtowania się załomów plastycznych połączeń sprężanych i niesprężanych. Opracowany zakres badawczy połączeń jest materiałem pozwalającym na określenie zależności pomiędzy długością efektywną króćca teowego a jego stanem odkształcenia. Długość efektywna króćców teowych jest czynnikiem decydującym w ocenie zdolności węzłów do obrotu.

EN

Development of plastic theory and software supporting analysis in steel structure joints caused fundamental change in steel structure connection design methods. Component method included in PN-EN 1993-1-8 is used to define resistance and stiffness of the joints. Procedures of component method do not define exactly rules how to assess rotation capacity of the joints. Quantitative assessment of this parameter depends on many factors, from which T-stub effective length is the one which requires further validation. In the paper, results of analysis by finite elements method in relation to tensioned and bending moment connection are shown. In the executed by finite element method analyses impact of bolt spacing and end plate thickness on forming plastic mechanism has been checked. For tensioned connection without stiffeners plan of numerical experiment based on Hartley’s plan (PS/DS-P:Ha3) has been prepared. Range of studied factor was established as follows: front plate thickness tp (6-16 mm), bolts spacing p (80-140 mm) and distance of bolts from the the edge of web m (30-50 mm). Effect of end plate stiffening on forming of plastic mechanism has been checked for connections stiffened by one and two ribs. Analysis of end plate connections loaded by bending moment has been executed for connections with one, two and three rows of bolts. The way of forming plastic mechanism for prestressed and not prestressed connections has been investigated. Developed scope of research allows to define relation between collaboration length of T-stub and state of deformation. Effective length of t-stubs is determining factor in assessing the rotation capacity of the joints.

6

Weryfikacja efektu dźwigni w rozciąganym połączeniu doczołowym sprężonym śrubami

Ostrowski K., Łaguna J., Kozłowski A.

Budownictwo i Architektura

|

2013

|

Vol. 12, nr 2

251--258

PL

Doczołowe połączenia śrubowe są często stosowane w konstrukcjach stalowych, w stykach rozciąganych, jak i obciążonych momentami zginającymi. Wskutek odkształceń blach czołowych dochodzi do powstania tzw. efektu dźwigni, czyli zwiększenia sił w śrubach. Norma PN-EN 1993-1-8 nie rozróżnia połączeń doczołowych sprężanych śrubami o wysokiej wytrzymałości, które są najczęściej stosowane, od połączeń niesprężonych. Celem artykułu jest przedstawienie porównania stosowanych wcześniej modeli analitycznych i normowych określania współczynnika efektu dźwigi, z wynikami badań doświadczalnych oraz analizy MES. Wyniki analizy wskazują, że zachowanie się połączeń sprężanych jest odmienne od niesprzężonych i powinno być analizowane przy zastosowaniu innych modeli obliczeniowych.

EN

End-plate connections are very often used is steelwork, as tension and bending connections. As a result of deflection of end plate, additional forces, known as prying forces arise and consequently increase stresses in bolts. Eurocode 1993-1-8 do not distinguish end-plate connections prestressed by high strength bolts from non-prestressed. The aim of the paper is to perform the comparison of previous analytical models and code regulations for coefficient of prying forces to the experimental tests and modelling by finite element method. Results of the analysis show that the behaviour of prestressed connection is essentially different with comparison to non-prestressed.

7

Badania doświadczalne króćców teowych z czterema śrubami

Pisarek Z.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2012

|

z. 59, nr 3/II

265-272

PL

Większość doczołowych połączeń śrubowych posiada w strefie rozciąganej tylko dwie śruby w szeregu. W przypadku belek krępych nośność takich połączeń jest niewystarczająca do przeniesienia węzłowego momentu zginającego. W takim przypadku stosowne są węzły z czterema śrubami w szeregu. Procedury obliczeniowe przedstawione w normie Eurokod 3 [1], oparte na metodzie składnikowej, odnoszą się do połączeń z dwoma śrubami w szeregu. Metoda składnikowa modeluje strefę rozciąganą za pomocą króćców teowych. W referacie przedstawiono wyniki badań króćców teowych z czterema śrubami. Porównano również wyniki badań z proponowanym modelem analitycznym do określania nośności i sztywności takich króćców.

EN

The most common end-plate connections utilize only two bolt rows in the tension zone with two bolts in each row. When the beam is made from H section, designers apply joints with four bolts in each row. Design rules given in Eurocode 3 [1] relate to bolted end-plate joints with only two bolts in each bolt row. The present paper is concerned with experimental tests of T-stubs with four bolts. A comparison of test results with an analytical model for Tstub with four bolts is presented.

8

Resistance and stiffness of T-stub with four bolts

Kozłowski A., Pisarek Z.

Archives of Civil Engineering

|

2008

|

Vol. 54, nr 1

167-191

EN

In unbraced steel frame structures, bolted extended end-plate moment connections are very often applied. These types of joints are widely used to connect beams to columns as well as beam to beam elements together. Design rules given in Eurocode 3 relate to bolted end-plate joints with only two bolts in each bolt row. In case of heavy loaded steel frames end-plate joints with four bolts in the row have to be used. Different methods are used for the calculation of beam-to-column joints with four bolts in each row. The component method is recently the most popular method for the estimation of the moment capacity, initial stiffness, and rotation capacity of the steel and composite joints. This method has been recently largely developed, but still the resistance and stiffness of some components are not evaluated. This mainly regards the T-stubs with four bolts. An analytical model for T-stub with four bolts, which can be used for prediction of the joint resistance and initial stiffness has been elaborated and compared with tests results.

PL

W niestężonych konstrukcjach ramowych, bardzo często stosowane są połączenia śrubowe z blachą czołową, szczególnie do łączenia belek do słupów, oraz jako połączenia w stykach belek. Zasady projektowe podane w normie PN EN 1993-1-8 odnoszą się do śrubowych połączeń doczołowych z jedynie dwoma śrubami w każdym rzędzie. W przypadku mocno obciążonych ram stalowych, w których węzły przenoszą znaczne momenty zginające, projektanci zmuszeni są do stosowania połączeń z czterema śrubami w rzędzie. Do obliczenia takich połączeń stosowane są różne modele obliczeniowe, jednak uzyskane z tych modeli wartości nośności połączenia różnią się znacznie od siebie. Brak jest metod wyznaczania sztywności takich węzłów. Metoda składnikowa jest obecnie bardzo popularną metodą stosowaną do określania nośności, sztywności, czy zdolności do obrotu, węzłów stalowych i zespolonych. Metoda ta jest obecnie dość rozbudowana, ale ciągle nośność i sztywność niektórych składników (części podstawowych) połączeń nie zostały określone w sposób zadawalający. Odnosi się to również do połączeń z zastosowaniem czterech śrub w rzędzie, które powinny być modelowane za pomocą króćca teowego z czterema śrubami. W pracy przedstawiono analityczny model króćca teowego z czterema śrubami, który może być użyty do obliczania nośności i sztywności początkowej węzłów z czterema śrubami w rzędzie. Wyniki z modelu analitycznego zostały porównane z wstępnymi wynikami badań doświadczalnych.

9

The application of adhesives in steel structures

Pasternak H., Schwarzlos A.

Konstrukcje Stalowe

|

2003

|

nr 5 spec.

CD-CD

EN

Adhesives are used for very different applications in everyday life. Up to now the technique of structural adhesive bonding is not applied to steel constructions. Adhesive bonding connections have many advantages, but also disadvantages. This article shows adhesives to be efficient. The application of adhesives in steel constructions is possible and can be an alternative to common techniques like bolts and welds both on its own and in combination with bolts or rivets.