Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Nośność graniczna rozciąganych kątowników mocowanych śrubowo jedną ścianką

Bernatowska Edyta

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 9-10

441--446

PL

W artykule poruszono problem naukowy dotyczący identyfikacji form zniszczenia rozciąganych kątowników łączonych jednym ramieniem za pomocą śrub oraz określania ich nośności granicznej. Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych oraz analiz numerycznych. Odniesiono je do wytycznych projektowych zawartych w normach krajowych i zagranicznych.

EN

The article deals with a problem of the identification of the forms of failure of tensioned angle members connected by one leg with bolts and determination of their ultimate tensile resistance. The results of experimental research and numerical analyzes are presented. They were referred to the design guidelines contained in domestic and foreign standards.

2

Behavior of RC columns strengthened with steel jacket under static axial load

Ghoneim Abd Rahman Mujahid Ahmed, Mohamed Mohamed Mahmoud Ahmed, Haridy Kader, Ahmed Hazem, Pyram Mohmmad, Khalf Abdu

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 2

367--379

EN

The column is one of the most significant structural elements, which is designed to support mainly the compressive load. Strengthening of existing reinforced concrete columns is required to enhance ductility and increase load capacity to sustain the overload as sometimes there may be a change in use. Ten rectangular concrete columns were constructed and tested. H/b ratio was kept constant and equals 6 for all columns. The aim of this work is to study the behaviour and efficiency of RC columns strengthened with steel jackets subjected to axial load. An experimental study of the behaviour of ten strengthened concrete columns with slenderness ratio (H/b) equals 6 was carried out. Variables such as aspect ratio (t/b), the volume of steel batten plates, and spacing of steel batten plates at centres (S) were considered. The results showed that using this method of strengthening is very effective and an increase in the axial load capacity of the strengthened columns is obtained.

3

Net section resistance of steel angles connected by one leg

Bernatowska Edyta, Ślęczka Lucjan

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 4

275--291

EN

In civil engineering structures, steel angles are often used as tensioned elements, because of their ease of fabrication and assembly. For practical reasons, angles are usually connected only by one leg, using a single row of bolts, and rupture of weakened section usually determines a joint capacity. Also, eccentricity affects the distribution of stresses in the net section and hence its load capacity. Assessment of ultimate resistance is a completely different issue compared to the well-known and established problems of plastic resistance and requires advanced material modelling. The paper presents a numerical simulation of net section failure of tensioned angles, made of structural steel grade S275, taking into account ductile initiation and propagation of fracture using the Gurson-Tvergaard-Needleman damage model. Extensive parametrical analysis of ultimate tensile resistance was performed with a wide range of parameters. The typical and well-recognised failure modes were observed as net section fracture and block tearing. Also, an additional failure mode, classified as limited block tearing, has occurred which is not considered in current design provisions. The paper describes the impact of individual geometrical properties of the joint (numbers of bolts, connection length, and distance from the edge of the connected leg to the center of the fastener hole) on the apparent failure form and the resistance obtained.

PL

W stalowych konstrukcjach budowlanych kątowniki są stosowane najczęściej jako elementy rozciągane, głównie ze względu na łatwość ich wytwarzania i montażu. Ze względów praktycznych łączy się je tylko jednym ramieniem, za pomocą pojedynczego rzędu śrub, a zerwanie osłabionego przekroju decyduje zwykle o nośności całego połączenia. Na rozkład naprężenia w złączu i tym samym nośność przekroju netto wywiera również wpływ mimośród obciążenia. Przy projektowaniu takich elementów, oprócz uwzględnienia nośności plastycznej przekroju brutto, należy wziąć pod uwagę nośność graniczną przekroju poprzecznego netto oraz nośność na rozerwanie blokowe. W obu tych ostatnich formach zniszczenia stanem granicznym jest rozerwanie materiału i ważne jest uwzględnienie opisu ciągliwego pękania stali w celu uzyskania miarodajnego oszacowania nośności. Wymaga to zaawansowanego modelowania materiału w porównaniu do dobrze już rozpoznanych zjawisk nośności plastycznej. W pracy przedstawiono symulację numeryczną zniszczenia przekroju netto połączenia kątowników rozciąganych, wykonanych ze stali konstrukcyjnej gatunku S275, z uwzględnieniem inicjacji i ciągliwej propagacji pęknięcia. Zastosowano model materiału Gursona-Tvergaarda-Needlemana. Przeprowadzono obszerną analizę parametryczną nośności granicznej i powstającej formy zniszczenia. Badano wpływ: - stosunku szerokości ramienia do jego grubości b/t w kątownikach równoramiennych, - rozstawu otworów na śruby w kierunku działania obciążenia p1 i całkowitej długości połączenia Lp, - odległości osi otworu od krawędzi w kierunku prostopadłym do kierunku działającego obciążenia e2, - odległości osi skrajnego otworu od krawędzi w kierunku równoległym do działającego obciążenia e1, oraz - zróżnicowania parametrów mechanicznych stali. Zaobserwowano typowe, i dobrze już rozpoznane, mechanizmy zniszczenia takie, jak rozerwanie przekroju poprzecznego netto oraz rozerwanie blokowe. Analizy pokazały także dodatkową formę zniszczenia sklasyfikowaną jako ograniczone rozerwanie blokowego, która nie była dotychczas uwzględniana w przepisach projektowania. W artykule stwierdzono, że model materiału Gursona-Tvergaarda-Needlemana może być bardzo korzystny z punktu widzenia modelowania węzłów i połączeń, których nośność opiera się na rozerwaniu materiału. Przedstawiono także wpływ parametrów geometrycznych na powstające formy zniszczenia, w szczególności na nowo zaobserwowany mechanizm ograniczonego rozerwania blokowego.

4

Numerical study of block tearing failure in steel angles connected by one leg

Bernatowska Edyta, Ślęczka Lucjan

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 1

269--283

EN

Block tearing is a failure mode of steel connections based on rupture of material. In this paper, a numerical model is developed to capture fracture initiation and progression until failure in steel angles connected by one leg using single row of bolts. It was realized using Gurson-Tvergaard-Needleman porous material model, which can accurately trace the behaviour of steel at plastic and ultimate range. Obtained results are validated on laboratory test results in global and local terms. Stress distribution along the failure paths in the gross and net area subjected to shear and tension was investigated for different geometrical arrangements of connections. Observation of rupture mechanisms allowed to compare the design procedures given in Eurocode 3 with connections behaviour. Results of analysis indicate that both plastic stress distribution in gross shear area and ultimate stress distribution in net shear area can limit block tearing resistance, which is consistent with the newest code provisions.

PL

Rozerwanie blokowe w połączeniach śrubowych następuje przez jednoczesne ścięcie przekroju netto wzdłuż kierunku obciążenia i rozerwanie przekroju netto w jego poprzek. Ocenia się, że jest ono miarodajne w wielu przypadkach przy wyznaczaniu nośności kątowników mocowanych jednym ramieniem przy użyciu śrub. Istnieje wiele badań doświadczalnych tego zjawiska, lecz liczba analiz numerycznych rozpatrujących tę formę zniszczenia nie jest duża. W niniejszej pracy zawarto opis modelu połączenia śrubowego, zbudowanego za pomocą MES, którego celem jest analiza rozerwania blokowego występującego w kątownikach. Model zawiera wszystkie elementy składowe połączenia, takie jak blacha węzłowa, kątownik, śruby z nakrętkami i podkładki. Uwzględnione jest zjawisko kontaktu, co pozwala właściwie odwzorować przekazywanie sił przez śruby podlegające dociskowi. Zastosowano sprężysto-plastyczny model materiału Gursona-Tvergaarda-Needlemana, który ujmuje proces niszczenia materiału. Taki model materiału pozwala na szacowanie obciążenia granicznego spowodowanego plastycznym jego pękaniem, z uwzględnieniem parametrów mikrostruktury oraz właściwości mechanicznych. Właściwości mechaniczne zastosowanej stali uzyskano z badań. Pozostałe parametry determinujące proces niszczenia zaczerpnięto z piśmiennictwa oraz procesu kalibracji modelu materiału. Własne badania doświadczalne połączeń kątowników mocowanych jedną, lub większą liczbą śrub (od 2 do 4), posłużyły także do walidacji zachowania całego połączenia. Walidacja została przeprowadzona na podstawie zarówno globalnego, jak i lokalnego zachowania połączenia.

5

Steel lattice tower under ultimate load – chosen joint analysis

Szafran J., Rykaluk K.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2017

|

No. 25(2)

199--210

EN

The main objective of the presented paper is to discuss chosen lattice tower joint behavior under structure ultimate load. Joint numerical modelling considerations are enriched with comparison to the full-scale tower pushover test results. Two independent load cases were examined: 1) where the L-sections (diagonal bracings) are loaded by the axial force only and that forces are applied in the center of the member cross section, 2) where the L-sections are loaded by the axial force and the bending moment that reproduce the effect of the eccentric connection to the gusset plates by the one leg of the angle section is added. Differences in equivalent stresses state for two independent design situations allow for conclusion that additional bending moments should be taken into account, especially for thin-walled members.

PL

Przedmiotem niniejszego opracowania jest analiza naprężeń wybranego węzła stalowej wieży kratowej, która podlegała obciążeniu niszczącemu. Przeprowadzona analiza numeryczna dotyczyła modelowania wybranego węzła konstrukcji – połączenie elementów skratowania wykonanych z kątowników nierównoramiennych z krawężnikiem wieży (stalowy pręt pełny o średnicy 100 mm). Charakterystyczną cechą wybranego połączenia jest zamocowanie kątowników skratowania do blachy węzłowej poprzez dwie śruby umiejscowione tylko na jednej półce kątowników. Przeprowadzono analizę obliczeniową dla dwóch niezależnych przypadków obciążeniowych: 1) sytuacja, w której elementy kątownikowe skratowania obciążone są jedynie siłami osiowymi (ściskającymi i rozciągającymi) przyłożonymi w środku ciężkości, 2) sytuacja, w której oprócz opisanego powyżej przypadku sił osiowych dodano momenty zginające wynikające wprost z mimośrodu obciążenia osiowego względem rzeczywistego miejsca zamocowania kątowników. Zaprezentowane rezultaty naprężeń zredukowanych dla każdej z analizowanych sytuacji obliczeniowych pozwalają na stwierdzenie, że należy brać pod uwagę dodatkowe momenty zginające powstałe w wyniku mimośrodowego zamocowania prętów kątownikowych – szczególnie, kiedy są to elementy cienkościenne. Co szczególnie istote z punktu widzenia praktyki inżynierskiej i badań naukowych, uzyskane wyniki zostały porównane z obserwacjami poczynionymi podczas testów eksperymentalnych polegających na kontrolowanym zniszczeniu konstrukcji wieżowej w jej skali naturalnej.

6

Badania stalowego węzła z zastosowaniem kątowników łączących pasy belki

Januszek J., Pisarek Z.

Konstrukcje Stalowe

|

2003

|

nr 5 spec.

CD-CD

PL

Szeroko stosowna obecnie analiza ram z uwzględnieniem podatności węzłów wymaga znajomości ich rzeczywistych charakterystyk. Charakterystyki takie otrzymuje się na podstawie badań doświadczalnych węzłów. Najczęściej używane są charakterystyki zależności kąta obrotu węzła od momentu zginającego w węźle. Jednak w przypadku pewnych konstrukcji znaczący wpływ ma również odkształcenie pionowe węzła od działającej w nim siły poprzecznej. Przedstawiono badania stalowego węzła jednostronnego, z zastosowaniem kątowników łączących półki belki do słupa w płaszczyźnie jego większej sztywności. Podano również charakterystyki M-Fi oraz S - v otrzymane z badań dla rozpatrywanego węzła.