Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Numerical analysis on axial capacity of steel built-up battened columns

Pieczka Paweł, Iwicki Piotr

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 2

665--677

EN

This paper deals with the numerical analysis aimed at study the bearing capacity of pinended steel built-up columns under axial compression. Finite element (FE) models were performed for the columns presented in the literature. The main problem discussed in the article is the shape and magnitude of geometric imperfections introduced into the numerical FE model, necessary to obtain the load capacity consistent with the experimental strength tests. Three types of numerical analysis that can be used in Abaqus program to calculate the load bearing capacity have been described. The imperfections possible to introduce for built-up columns were presented and an equivalent imperfection corresponding to both imperfections recommended by Eurocode 3 (global of the entire column and local of the chord) for built-up members was proposed. The results of the geometrically and materially nonlinear static analysis were compared with the calculations according to the code procedures (Eurocode 3 and PN-B-03200:1990) and the results of experimental tests.

PL

Artykuł dotyczy analiz numerycznych mających na celu zbadanie nośności stalowych słupów złożonych z przewiązkami poddanych ściskaniu osiowemu. Dla słupów znanych z literatury wykonano modele numeryczne w programie Abaqus. Przedstawiono sposób modelowania połączenia między przewiązką a gałęzią słupa (zakładając, że ze względu na sprężenie śruby połączenie jest sztywne). Głównym problemem poruszanym w artykule są wprowadzone do modelu imperfekcje geometryczne, niezbędne do uzyskania nośności zgodnej z badaniami wytrzymałościowymi. Opisano trzy rodzaje analiz numerycznych możliwych do wykorzystania w programie Abaqus do obliczenia nośności słupa, a następnie przedstawiono najkorzystniejszą z nich (ze względu na szybkość wykonywania obliczeń). Zaprezentowane zostały imperfekcje możliwe do wprowadzenia do modeli słupów złożonych oraz zaproponowano zastępczą łukową imperfekcję odpowiadającą obu imperfekcjom zalecanym przez Eurokod 3 dla słupów złożonych (globalna całego słupa oraz lokalna gałęzi). Obliczone zostały nośności dla dziewięciu typów słupów zgodnie z procedurami normowymi dla słupów złożonych (Eurokod 3 i PN-B-03200:1990), metoda zaproponowana w artykule [16] (obliczenie nośności na wyboczenie dla całego słupa zgodnie z procedurą EC3 dla elementów jednorodnych) oraz za pomocą geometrycznie i materiałowo nieliniowych analiz statycznych. Otrzymane wyniki porównano z wynikami z testów wytrzymałościowych znanych z literatury. Podjęto próbę określenia imperfekcji koniecznych do wprowadzenia do modeli numerycznych w celu uzyskania nośności zbliżonych do tych uzyskanych z badań wytrzymałościowych.

2

Experimental investigations of concrete filled battened steel columns of different slenderness

Siennicki M.

Archives of Civil Engineering

|

2019

|

Vol. 65, nr 4

3--19

EN

The study investigates the axial load behaviour of concrete filled battened steel columns not covered by the design standards. A series of full scale tests on two I-sections connected together with intermediate batten plates and filled with concrete were carried out. The main parameters varied in the tests are length of the members and strength of the concrete filling. One bare steel member was also tested and results were compared with those filled with concrete. The tests results were illustrated by load-strain curves. The main objectives of these tests were twofold: first, to describe behaviour of new steel-concrete columns and second, to analyze the influence of slenderness on load-carrying capacity.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań doświadczalnych złożonych słupów stalowych łączonych przewiązkami, wypełnionych betonem. Elementy badawcze poddawane były ściskaniu osiowemu w prasie hydraulicznej, z założonym przyrostem. Parametrami stałymi w badaniach był rodzaj kształtowników stalowych IPE80, rozstaw gałęzi i wielkość przewiązek. Zróżnicowana była długość słupów 1.5m, 2.5m oraz 3.0m a także klasa betonu wypełniającego. Jeden z elementów dla celów porównawczych pozostał nie wypełniony betonem. W trakcie badań dokonywano pomiarów odkształceń części stalowej słupa i betonu wypełniającego w wybranych przekrojach, rejestracji skrócenia oraz wygięcia słupów, a także makroskopowej oceny zachowania się elementów pod wpływem rosnącego obciążenia oraz pomiaru maksymalnej siły obciążającej. Zaobserwowano trzy główne postaci zniszczenia słupów, polegające na pękaniu i miażdżeniu betonu, z jednoczesnych lokalnym wyboczeniem profili stalowych w przypadku słupów o długości 1.5m i 2.0m oraz wyboczeniu globalnym słupów o długości 3.0m. Dokonano analizy odkształceń stali i betonu, stwierdzając ich współpracę w przenoszeniu obciążenia, analogicznie do słupów zespolonych. Pomierzone wartości odkształceń stali wykazały osiągnięcie granicy plastyczności. Natomiast odkształcenia betonu między przewiązkami przekroczyły wartości odkształceń granicznych odpowiadające maksymalnym naprężeniom. Zatem można wyciągnąć wniosek, że wytrzymałość betonu wzrosła z powodu ograniczenia odkształceń przez profile stalowe. Wydaje się, że w przypadku obliczeń nośności plastycznej przekrojów zbliżonych do badanych, zgodnie z Eurokodem 4, współczynnik redukcyjny wytrzymałości betonu można zwiększyć powyżej wartości 0.85. Wypełnienie betonem spowodowało wzrost nośności słupa stalowego o długości 2.0m o ok. 111%. Stwierdzono także, że w badanych słupach dwugałęziowych wypełnionych betonem, wpływ smukłości ma znacząco mniejszy wpływ na zmniejszenie nośności niż w słupach stalowych - dla elementów o długości 2.0m o około 43%. Uzyskane rezultaty badań potwierdzają praktyczny aspekt stosowania tego typu przekrojów w słupach o dużej nośności oraz przemawiają za prowadzeniem badań w kierunku ustalenia czy można traktować je, a w rezultacie obliczać, jako zespolone.

3

Konstrukcje stalowe ze słupami dwugałęziowymi z przewiązkami projektowane wg norm PN i EN

Grochowska E., Matysiak A.

Przegląd Budowlany

|

2014

|

R. 85, nr 9

41--45

PL

Obecnie obowiązujące przepisy pozwalają stosować polskie normy PN oraz normy europejskie EN. Należy jednak przy projektowaniu konkretnego obiektu, całość opracować stosując polskie normy PN lub europejskie EN. Dwugałęziowe słupy z przewiązkami lub z zakratowaniem są powszechnie stosowane w budowie hal o różnym przeznaczeniu, w budowie obiektów przemysłowych i innych rozwiązaniach konstrukcji. Prawidłowo opracowana dokumentacja budowlano-konstrukcyjna, wykonana przy współpracy architekta i konstruktora umożliwia zrealizowanie obiektu mającego walory użyteczne i estetyczne, spełniającego warunki ekonomii i bezpieczeństwa. Z osobistego doświadczenia wiemy, że szczególnie w obiektach halowych, gdy słupy wewnętrzne stanowią również element architektoniczny, architekt wymaga zaprojektowania słupa dwugałęziowego z przewiązkami.

EN

The provisions are currently in force; allow application of both Polish PN norms and European EN norms. However, while designing a specific building structure, either PL or EN norms have to be applied consistently. Two-branch columns with lacing or truss columns are frequently used during the construction of various industrial buildings and halls. Construction and working design which is properly executed, and which results from the cooperation of the architect and the constructor, allows to create building constructions which are both esthetic and pragmatic. Our personal experience shows that especially in the case of halls where external columns are part of the architectural design, architects demand the use of two-branch columns with lacing.