Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zachowanie okapowego węzła ramy portalowej z kształtowników giętych na zimno na podstawie pomiarów techniką DIC

Budziński Rafał, Ślęczka Lucjan

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 9-10

452--457

PL

Węzły ram portalowych z kształtowników giętych na zimno mają inną budowę strukturalną niż węzły z kształtowników walcowanych na gorąco. Z tego powodu są zwykle klasyfikowane jako podatne i o niepełnej nośności. W artykule zwrócono uwagę na fazy pracy takich węzłów wynikające z zastosowania śrubowych połączeń zakładkowych kategorii A, przedstawiono źródła ich deformacji oraz zaprezentowano poszukiwania chwilowego środka obrotu obu składowych połączeń w węźle. Wszystkie te cechy węzłów obserwowano podczas badań doświadczalnych, a szczegółowe pomiary tych właściwości umożliwiała technika optycznej korelacji obrazu (DIC). Podczas badań wyznaczano zależności M-ϕ węzłów ram, w których schodziły się rygiel i słup wykonane ze zdwojonego kształtownika ceowego o wymiarach 450x80x4, ze stali gatunku S355.

EN

The joints of the portal frames made of cold-formed profiles have a different structural form compared to the joints made of hot-rolled rolled sections. For this reason, they are usually classified as semi-rigid and partial strength. The paper draws attention to the phases of joint behaviour resulting from the use of category A bolted lap joints, presents the sources of their deformation, and searches for the instantaneous centre of rotation of both connections in the joint. All these characteristics were observed during experimental tests and detailed measurements were made using digital image correlation (DIC) techniques. The M-ϕ response of two moment-resisting joints was investigated, where back-to-back channel sections with dimensions 450x80x4 were applied, with steel grade S355.

2

Study on shear performance of cold-formed thin-walled steel-paper straw board composite wall with openings

Zhang Xiuhua, Xu Shuijing, Li Siyu

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 1

571--591

EN

To explore the application of cold-formed thin-walled steel-paper straw board(CTSPSB) composite wall in practical engineering and further meet people’s living requirements, it was proposed to open holes in the composite wall to simulate the doors and windows in practical applications. Two composite wall specimens were tested to study the shear performance of the CTSPSB composite wall. Through the analysis of specimens’ damage forms and experimental data, the characteristic values of bearing capacity and lateral stiffness were obtained. And then, the model of the composite wall was built by ANSYS, and finite element analysis (FEA) results were consistent with the experimental results, which could verify the feasibility of the finite element model. Moreover, the model needed to open holes and extensive parameter analysis was carried out. The FEA results indicate the most reasonable distance between screws around the opening is 150 mm; the most suitable spacing between the small studs is 400 mm; the position of the opening has the least influence on the shear performance, and the difference between the results of the five groups of models is within 5%; while the width of the opening has the greatest impact on the shear performance. Compared with the wall without opening, the bearing capacity of the wall with an opening width of 600 mm, 1200 mm and 1800 mm decreases by 38%, 46% and 52% respectively. Besides, the calculation formula of shear capacity of CTSPSB composite wall with openings was improved, which could be used as experience for practical engineering.

3

Experimental investigations of steel cold-formed moment-resisting bolted lap joints under monotonic and cyclic loading

Budziński Rafał, Ślęczka Lucjan

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 4

359--377

EN

Joints in cold-formed steel framing structures are usually designed as bolted lap type ones with a gusset plate. Unlike the end-plate joints in hot-rolled structures, the load in such joints is transferred through shearing of the bolts and bearing of the material. The prediction of their structural properties may be problematic in view of unfavourable influence of the hole clearance and hole ovalization resulting from low bearing resistance of thin walls. A few experimental programmes showed that these issues lead to a different behaviour of the whole joint comparing to common end plate type. These concerns may be particularly important for joints under variable loading, which are prone to deterioration of structural properties. The testing programme conducted by the authors was focused on their behaviour under monotonic and cyclic loading with attention to a potential drop of resistance and stiffness. Monotonic tests revealed quite similar course of the joints’ response. In view of high deformability of the specimens at the intermediate stage of each monotonic test, plastic moment resistances of joints were associated with the initial part of the moment-rotation curves and were multiple times lower than maximum moments obtained in the experiments. The quantities of deterioration of structural properties were determined based on cyclic tests. Drop of resistance and stiffness was observed for several levels of loading range, but the trend of decrease varied for each property. Application of the DIC technique allowed one to identify qualitatively and quantitatively the sources of joint deformability.

PL

Węzły w stalowych konstrukcjach szkieletowych z elementów giętych na zimno są zwykle projektowane jako śrubowe zakładkowe z blachą węzłową. W odróżnieniu od wariantu doczołowego, powszechnego w konstrukcjach z kształtowników walcowanych na gorąco, obciążenie jest w nich przekazywane poprzez ścinanie śrub i docisk do ścianek elementów. Ich projektowanie może nastręczać trudności jeśli chodzi o przewidywanie właściwości strukturalnych związanych z obrotem, a więc sztywności i ciągliwości. Wynika to z niekorzystnych i trudnych w analizie przemieszczeń wewnątrz złączy śrubowych. Składają się na nie luzy występujące pomiędzy trzpieniem śruby a otworem oraz owalizacja otworów pod obciążeniem spowodowana małą nośnością cienkich ścianek na docisk. Wiele dotychczas przeprowadzonych badań doświadczalnych wykazało, że wspomniane wpływy prowadzą do innego zachowania się tego typu węzłów w porównaniu z wariantem doczołowym. Zagadnienia te mogą okazać się szczególnie niekorzystne przy działaniu obciążeń zmiennych, prowadzących do potencjalnej degradacji właściwości strukturalnych. W niniejszym artykule przedstawiono podsumowanie autorskich badań doświadczalnych śrubowych węzłów zakładkowych, pełniących funkcję połączenia okapowego w stalowej ramie portalowej z kształtowników giętych na zimno. Celem badań było określenie ich zachowania się pod wpływem obciążeń monotonicznych i cyklicznych ze zwróceniem szczególnej uwagi na potencjalną degradację nośności i sztywności. Nowością opisaną w artykule jest zastosowanie techniki DIC (Digital Image Correlation), która pozwoliła na jakościową i ilościową identyfikację źródeł odkształcalności węzłów. Badania przeprowadzono na stanowisku doświadczalnym przygotowanym dla węzłów narożnych konstrukcji stalowych. Elementy próbne składały się z fragmentu rygla i słupa ramy portalowej (odpowiednio element pionowy i poziomy), połączonych w sposób zakładkowy z wykorzystaniem blachy węzłowej. Siła generująca moment zginający w węźle przykładana była poziomo w swobodnym końcu rygla (element pionowy) dzięki wykorzystaniu siłownika hydraulicznego. Następnie obciążenie przekazywane było na słupek (element poziomy), który był połączony pośrednio z podłogą siłową za pomocą dwóch podpór przegubowych.

4

Projektowanie jednociętych połączeń na łączniki jednostronne w konstrukcjach z kształtowników giętych

Swierczyna Szymon

Materiały Budowlane

|

2021

|

nr 3

2--4

PL

Artykuł dotyczy zagadnień związanych z projektowaniem jednociętych połączeń elementów giętych na zimno z zastosowaniem łączników jednostronnych. Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych, propozycje sposobu wyznaczania charakterystyki obciążenie-przemieszczenie oraz wzór do wyznaczania nośności łącznika na docisk. Aby uzasadniać racjonalność przyjętych rozwiązań, zaprezentowano wyniki obliczeń przykładowej ramy kratowej z takimi połączeniami.

EN

The paper concerns on issues related to the design of single-share blind bolted connections of cold-formed steel members. The results of experimental tests, proposals for the method of determining the load-displacement characteristics as well as the formula for determining the bearing capacity of the fastener were presented. To justify the rationality of the adopted solutions, the calculation results of an exemplary lattice frame with such connections are shown.

5

Zastosowanie taśm CFRP do wzmacniania stalowych elementów profilowanych na zimno

Szewczak Ilona, Reszut Katarzyna

Przegląd Budowlany

|

2020

|

R. 91, nr 11

55--60

PL

W niniejszej pracy przedstawiono wybrane zagadnienia związane ze wzmacnianiem stalowych elementów profilowanych na zimno taśmami CFRP. W pierwszej części pracy dokonano przeglądu literatury i przedstawiono podstawowe informacje dotyczące stalowych elementów cienkościennych profilowanych na zimno oraz materiałów kompozytowych CFRP, podkreślając zalety i wady wykorzystania ich do wzmacniania konstrukcji stalowych. Następnie przedstawiono opublikowane, własne badania naukowe dotyczące wpływu długości zakotwienia taśm CFRP i ich lokalizacji na nośność i efektywność wzmacniania stalowych belek cienkościennych typu sigma.

EN

This paper presents selected issues related to the reinforcement of cold-formed steel elements with CFRP tapes. In the first part of the work, the literature was reviewed and basic information on cold-formed thin-walled steel elements and CFRP composite materials, emphasizing the advantages and disadvantages of using them to reinforce steel structures was presented. Moreover, published, own scientific research on the influence of effective anchorage length of the CFRP tape and their location on the load capacity and on the effectiveness of strengthening thin-walled steel beams of the sigma type with CFRP composites was presented.

6

Upper-bound estimation of load-carrying capacity of perforated cold-formed thin-walled steel lipped channel columns under compression loading

Kotelko Maria, Macdonald Martin, Kulatunga Muditha P., Marszalek Zuzanna

Eksploatacja i Niezawodność

|

2020

|

Vol. 22, no. 3

565--573

EN

Upper-bound estimation of the load-capacity of cold-formed steel sections (TWCFS) with perforations, subjected to axial compression is presented. The estimation is performed on the basis of the Yield Line Analysis ((YLA). TWCFS lipped channel sections with two sets of perforations (on the web and on the flanges) are under investigation. The comparison of experimental results, FE simulation results, European code ultimate strength predictions and upper-bound estimation based on YLA approach is carried out and presented. Some conclusions concerning an applicability of the YLA approach for ultimate strength prediction of perforated TWCFS structural members are derived.

PL

W artykule przedstawiono wyniki górnego oszacowania nośności cienkościennych prętów zimno formowanych z perforacjami, poddanych osiowemu ściskaniu. Oszacowanie to jest oparte na metodzie załomów plastycznych. Rozpatrywano dwa warianty perforacji (środnika i pasów) cienkościennych prętów ceowych z żebrami końcowymi. Przeprowadzono analizę porównawczą wyników eksperymentu, wyników symulacji numerycznych MES oraz wyników obliczeń wg wzorów normatywnych normy europejskiej z wynikami oszacowania górnego nośności opartego na metodzie załomów plastycznych. Sformułowano wnioski dotyczące możliwości zastosowania tej metody do szacowania nośności cienkościennych prętów zimno formowanych z perforacjami.

7

Research on self-drilling screwed lap connections in steel diaphragms and the design models

Gryniewicz Marcin, Szlendak Jerzy K.

System Safety : Human - Technical Facility - Environment

|

2019

|

Vol. 1, nr 1

299--306

EN

In this paper, the results of a research on thin-plate single-lap connections are presented. Such type of connections is popular in steel roofs made of trapezoidal plates and other thin-walled elements. In case of a building safety it is necessary to ensure that materials with proper durability and ductility are used. Connections are one of the most important components in such structures, particularly when in-plane strength of a roof is taken into account. So far, in many existing regulations, only general calculations of such connections are conducted. However recently, discrete and computational methods can be used to build new, expanded mathematical design models, such as those presented here. Such models could be useful in an advanced design where a static analysis is combined with the safety assessment of the connections in a structural system. This is difficult when sheeting is utilized as a structural in-plane shear diaphragm. These require to take into consideration the important interactions of structure with covering and covering with another covering elements. The research is an effect of authors works on practical design approaches. Such methods can be effectively used for structural designs of buildings where the stressed skin diaphragm action is involved. Finally, practical input values about connections can be acquired from the presented data.

8

Experimental and theoretical study on screwed connections in cold-formed steel structure

Hongthong Rattanasak, Benchaphong Apai, Benchanukrom Sutera, Konkong Nirut

Engineering Transactions

|

2019

|

Vol. 67, iss. 4

557--577

EN

This research aims to study the fastening rotation behavior of cold-formed steel screw connections by experimental testing and analytical modelling. Both the experimental test and finite element results showed the failure modes of tilting and bearing failure. The rotation failure mode of the screw connection was studied by an analytical method using a spring model with screw-plate stiffness which included the bending and shear stiffness of the screw and the bearing stiffness of the screw and plates. Variation in the screw thread diameter, plate thickness, and plate thickness ratio are assigned to the spring model for the parametric study. The screw rotation or tilting was primarily controlled by the plate thickness. Presented results show that to decrease the effect of tilting failure, the end of the screw should be embedded within the thickest side of the cold-formed steel parts.

9

Flexural behaviour of a cold-formed steel-concrete composite beam with channel type shear connector – an experimental and analytical study

Palanivelu Sangeetha

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2019

|

Vol. 29, no. 3

228--240

EN

Steel-concrete composite structures are widely used in the current construction of bridges and multi-storey buildings. The effect of shear connectors in a cold-formed steel-composite beam was studied under flexure. The number of channel connectors in the specimen was varied and the same was compared with a specimen without shear connectors. The performance and failure of cold-formed steel-composite beams were then studied. The presence of shear connectors in the tension zone prevents the formation of cracks which are the major cause of failure in a beam subjected to bending. The load carrying capacity is greater in a composite beam and an increase in the number of channel connectors from one to five increases the load-carrying capacity by 60 % as compared to a specimen without a connector. A composite beam with five connectors is more ductile, with a ductility factor of 14. The Composite beams were also analysed using the finite element software ANSYS and were found to have good agreement with the experimental results.

10

The preliminary uniaxial compression behavior of corrugated cold formed steel members

Kiliç Mahmut, Maali Mahyar, Aydin Abdulkadir Cüneyt

Architecture Civil Engineering Environment

|

2019

|

Vol. 12, no. 2

105--116

EN

The modern basic civil engineering concept is to design simplistic structures, by using innovative brand new manufacturing and assemblage concepts. As a result of this concept, arch type steel plates are used like the corrugated coatings. The main purpose of this work is to describe the Roll Form Machine (RFM) technology as used for the structures, especially for the roofs. Cold formed arch type steel structures may be fast and simple. These types of structures were used for temporary buildings in the US Army. Nowadays, this technology becomes popular and gets in consideration for civil life. However, the design concept of this technology does not have a theoretical model, and the calculations are evaluated according to the United States Standards. The uniaxial compressive behaviors of corrugated arch type steel members are observed, experimentally within this work.

11

Resistance and stiffness of blind bolt lap joints in cold-formed steel structures

Swierczyna S., Wuwer W.

Czasopismo Techniczne. Budownictwo

|

2016

|

Y. 113, iss. 2-B

197--217

EN

The paper summarises the existing results of the authors’ own research in the range of design of lap-joints with blind fasteners Huck BOM of cold-formed steel profiles. Formulae for their resistance and stiffness have been proposed with reference to the Eurocode EC3. Investigations are part of the research, which aims to develop the structural system of lightweight steel halls. The aim of this article is a comprehensive presentation of basic issues related to the design of bar structures with such connections.

PL

W artykule zebrano wyniki dotychczasowych badań autorów w zakresie projektowania zakładkowych połączeń kształtowników giętych na łączniki jednostronne Huck BOM. Zaproponowano formuły do obliczania ich nośności i sztywności z odniesieniem do zapisów Eurokodu EC3. Badania są elementem programu, który ma na celu opracowanie systemu konstrukcyjnego lekkich hal stalowych. Celem artykułu jest kompleksowe przedstawienie podstawowych zagadnień związanych z projektowaniem konstrukcji prętowych z badanymi połączeniami.

12

Investigating the effect of the number of end-panel studs on the seismic properties of cold-formed light-steel shear-panel braces

Tafti M. R. J., Behnamfar F.

Archives of Civil Engineering

|

2013

|

Vol. 59, nr 2

197--214

EN

Detailed investigation of the effect of the number of end-panel studs on the seismic properties of light-steel shear-panel braces in cold-formed steel frames and in particular the associated response modification coefficients (R) factor, are presented in this paper. A total of 6 full-scale 1200×2400 mm specimens are considered, and the responses investigated under a standard cyclic loading regime. Of particular interest are the specimens’ maximum lateral load capacity and deformation behavior as well as a rational estimation of the seismic response modification factor. The study also looks at the failure modes of the system and investigates the main factors contributing to the ductile response of the tested shear-panel braces in order to suggest improvements so that braces respond plastically with a significant drift and without any risk of brittle failure, such as connection failure or stud buckling.