Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Numerical analysis for the beam with composite dowels connector

Kasza Przemysław, Lacki Piotr, Derlatka Anna

Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo

|

2021

|

Z. 27 (177)

92-100

PL

Celem pracy była analiza numeryczna modelu belki zespolonej z nowatorskim kształtem łącznikiem w postaci wyciętego środnika. Rozpatrywany model może mieć zastosowanie jako zespolony podciąg stropowy lub dźwigar mostowy. Badany rodzaj łącznika był odpowiednio wyprofilowaną częścią środnika kształtownika stalowego. Pierwsza część pracy polegała na analitycznym zaprojektowaniu belki zespolonej. Dobrano przekrój gorącowalcowany z połowy kształtownika gorącowalcowanego HEB. Druga część pracy polegała na zamodelowaniu belki zespolonej. Geometrię belki, obciążenie oraz warunki brzegowe zastosowano takie, jak w części pierwszej pracy. Analizę numeryczną przeprowadzono za pomocą programu ADINA System opartego na metodzie elementów skończonych. Profil stalowy HEB i płytę żelbetową zamodelowano za pomocą elementów typu 3D Solid, natomiast pręty zbrojeniowe zamodelowano za pomocą elementów typu truss. Dokonano oceny naprężeń i odkształceń w elemencie stalowym i betonowym, rozkładu sił w prętach zbrojenia oraz zarysowania betonu.

EN

The focus of the study was on the numerical analysis of the model of the beam integrated with the innovative shape of connector in the form of the cut-out web. The model can be used as an integrated binding joist or bridge girder. This type of connector was a specifically shaped part of the web of the steel section. The first part of the study was focused on the analytical design of the integrated beam. A hot-rolled cross-section was chosen from the half of the hot-rolled HEB section. The second part of the study was modelling of the integrated beam. Beam geometry, load and boundary conditions were used as in the first part of the study. ADINA software, based on the finite elements method, was used for numerical analysis. The HEB steel section and the reinforced concrete slab were modelled by means of 3D Solid elements, whereas the rein-for cement bars were modelled using truss type elements. The stresses and strain in the steel and concrete elements, distribution of forces in reinforcement bars and concrete cracking were evaluated.

2

Historia opracowania i wdrożenia połączenia ścinanego typu composite dowels. Część II - poziom elementu zespolonego

Lorenc W.

Mosty

|

2018

|

nr 6

70--74

PL

Połączenie composite dowels umożliwia tworzenie nowego rodzaju konstrukcji zespolonych. Po około 10 latach opracowywane są przepisy projektowe na poziomie europejskim. Artykuł jest kontynuacją materiału opublikowanego w wydaniu 5/2018 „Mostów” (str. 40-44).

EN

The connection with composite dowels enables creating a new type of composite structures. After approximately 10 years of implementations, the design regulations at the European level are being developed. The article is a continuation of the paper published in the 5/2018 issue of “Mosty” (pp. 40-44).

3

Historia opracowania i wdrożenia połączenia ścinanego typu composite dowels. Cz.ęść I – poziom połączenia ścinanego i poziom przekroju poprzecznego

Lorenc W.

Mosty

|

2018

|

nr 5

40--44

PL

Połączenie composite dowels umożliwia tworzenie nowego rodzaju konstrukcji zespolonych. Po około 10 latach wdrożeń opracowywane są przepisy projektowe na poziomie europejskim. W artykule przedstawiono, jak przebiegały prace, które doprowadziły do wdrożeń i powstania przepisów projektowania.

EN

The connection with composite dowels enables creating a new type of composite structures. After approximately 10 years of implementations, the design regulations at the European level are being developed. The article presents the efforts which have led to the implementation and development of design regulations.

4

Numerical and experimental analysis of a shear connection made using a top-hat profile

Helbrych P., Major M., Nawrot J.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2017

|

No. 26(3)

69--78

EN

The paper proposed a numerical model of a shear connection between a reinforced concrete slab and a steel shape. The connection was made using a top-hat profile. A method for conducting experimental research on shear connections in the composite structures was presented. Geometric dimensions and material parameters of the analysed model of connection, on which the experimental research was conducted, were noted. The results of the conducted experimental research were compared to the results of the numerical analysis performed using ANSYS software. displecement curves were analysed for both cases and any correlation between experimental and numerical results was noted.

PL

W pracy zaproponowano model numeryczny połączenia ścinanego płyty żelbetowej z kształtownikiem stalowym. Zespolenie wykonano przy użyciu łącznika kapeluszowego. Przedstawiono sposób prowadzenia badań doświadczalnych połączeń ścinanych w konstrukcjach zespolonych. Podano wymiary geometryczne oraz parametry materiałowe analizowanego modelu połączenia, dla którego wykonano badania eksperymentalne. Porównano wyniki przeprowadzonych badań doświadczalnych z wynikami analizy numerycznej wykonanej przy użyciu programu ANSYS. Przeanalizowano przebieg krzywych poślizgu dla obu przypadków wskazując korelację między wynikami doświadczalnymi i numerycznymi.

5

Connection capacity of the transition zone in steel-concrete hybrid beam

Kozioł P., Kożuch M., Lorenc C., Rowiński S.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2017

|

No. 25(2)

137--146

EN

The problem of transition zone of structural steel element connected to concrete is discussed in the following paper. This zone may be located for instance in specific bridge composite girder. In such case the composite beam passes smoothly into concrete beam. Because of several dowels usage in the transition zone, the problem of uneven force distribution were discussed through analogy to bolted and welded connections. The authors present innovative solution of transition zone and discuss the results, with emphasis put on the transition zone structural response in term of bending capacity, failure model and force distribution on the connection length. The article wider the already executed experimental test and presents its newest results.

PL

W artykule przedstawiono zagadnienie kształtowania połączenia elementu stalowego z elementem betonowym w strefie przejściowej belki hybrydowej. Strefa ta może być wykorzystana m.in. w nowatorskich rozwiązaniach zespolonych dźwigarów mostowych, umożliwiając ich swobodne kształtowanie podłużne poprzez płynną zmianę pomiędzy przekrojem zespolonym a betonowym. Przedstawiono różne rozwiązania konstrukcyjne strefy przejściowej oraz poruszono problem nierównomiernego rozdziału sił w połączeniach długich, jako jednego z głównych czynników wpływających na kształtowanie połączenia elementu ze stali konstrukcyjnej z konstrukcją betonową. Prototypowe rozwiązanie strefy przejściowej opisano na podstawie przeprowadzonego badania niszczącego omawiając najnowsze wyniki tego badania oraz analizując model zniszczenia i redystrybucję sił na długości strefy.

6

Torkretowanie – skuteczna technologia napraw i wzmocnień konstrukcji budowlanych

Przedwojewski M.

Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne

|

2015

|

Nr 5

96--97

PL

Miejsce, w którym znajdujemy się dzisiaj, jest konsekwencją naszych działań wczoraj. Ambicja, ciekawość oraz nieodparta chęć ciągłego pokonywania ograniczeń były głównym motorem napędowym wynalazców.

EN

The place we are today is a consequence of our yesterday's actions. Ambition, curiosity and irreistible desire to constantly overcome constraints were the main driving force behind inventors.

7

Composite action of precast hollow core slabs with structural topping

Derkowski W., Surma M.

Czasopismo Techniczne. Budownictwo

|

2015

|

Y. 112, iss. 3-B

15--29

EN

There is no interface reinforcement in composite floors made of HC slabs covered with structural topping. In such structures, the preparation of the top surface of the precast element has a major influence on longitudinal shear strength. The recommendations of various codes concerning the bearing capacity of the non-reinforced joint in concrete composite structures are presented in this paper. The results of the authors’ own computational analysis have been compared with the results of experimental tests carried out by different research institutions. Calculations according to Eurocode 2 underrate the value of the bearing capacity. A much stronger conformity of the results was achieved for the calculations carried out according to previously existing standards or according to information given in Model Code 2010.

PL

W stropach zespolonych, wykonywanych z płyt HC z nadbetonem konstrukcyjnym, nie stosuje się zbrojenia zszywającego w złączu. W tych konstrukcjach przygotowanie powierzchni górnej prefabrykatu ma zasadniczy wpływ na nośność styku na ścinanie. W artykule przedstawiono zlecenia różnych dokumentów normowych w zakresie nośności niezbrojonego złącza w betonowych konstrukcjach zespolonych. Wyniki własnych analiz obliczeniowych porównano z rezultatami badań doświadczalnych prowadzonych w różnych ośrodkach naukowych. Obliczenia według Eurokodu 2 dają zaniżone wartości nośności. Dużo lepszą zgodność obliczeń z wynikami badań uzyskuje się dla obliczeń prowadzonych według wcześniej obowiązujących przepisów lub informacji zawartych w Model Code 2010.

8

Limit analysis of geometrically hardening composite steel-concrete systems

Alawdin P., Urbańska K.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2015

|

No. 16

5--23

EN

The paper considers some results of creating load-carrying composite systems that have uprated strength, rigidity and safety, and therefore are called geometrically (self-) hardening systems. The optimization mathematic models of structures as discrete mechanical systems withstanding dead load, monotonic or low cyclic static and kinematic actions are proposed. To find limit parameters of these actions the extreme energetic principle is suggested what result in the bilevel mathematic programming problem statement. The limit parameters of load actions are found on the first level of optimization. On the second level the power of the constant load with equilibrium preloading is maximized and/or system cost is minimized. The examples of using the proposed methods are presented and geometrically hardening composite steel-concrete system are taken into account.

PL

W pracy przedstawiono sposoby projektowania konstrukcji, które ze względu na swoją geometrię oraz topologię posiadają podwyższoną nośność, sztywność i bezpieczeństwo. Systemy takie nazwano geometrycznie (samo-) wzmacniającymi się. Zaproponowano optymalizacyjne modele matematyczne konstrukcji jako dyskretne systemy mechaniczne będące pod obciążeniem stałym, zmiennym monotoniczne lub niskocyklowym, statycznym lub kinematycznym. Dla znalezienia granicznych parametrów obciążeń wprowadzona została ekstremalna zasada energetyczna, przedstawiona jako problem dwupoziomowego programowania matematycznego. Graniczne parametry obciążeń szukane są na pierwszym poziomie optymalizacji. Na drugim poziomie minimalizowany jest koszt systemu i/lub maksymalizowana jest moc stałego równoważącego obciążenia z dociążeniem. Ponadto w pracy przeanalizowano numerycznie i analitycznie zachowanie konstrukcji geometrycznie wzmacniających się na przykładzie konstrukcji zespolonych stalowo-betonowych. Pierwszy przykład dotyczy konstrukcji belkowo-prętowej z podciągiem, belkę stanowi stalowy dwuteownik połączony z płytą betonową. Analizowano cztery przypadki skratownia podciągu wykonanego z prętów stalowych o przekroju kołowym i znacznej sztywności słupów. Pokazano znaczący wpływ orientacji słupów podciągu na nośność konstrukcji. Drugi przykład numeryczny wykonano dla uproszczonego modelu wiaduktu WD-22 znajdującego się na węźle „Pyrzyce” na drodze ekspresowej S3. Dla obu przykładów realizowano dwa przypadki obciążania konstrukcji, bez uwzględnienia i z uwzględnieniem stałego równoważącego obciążenia z dociążeniem. Obliczenia numeryczne wykonano w środowisku systemu Abaqus/Standard stosując analizę geometrycznie nieliniową (Nlgeom). W obliczeniach przyjęto następujące modele materiałowe: dla belki żelbetowej - idealnie sprężysto-plastyczny natomiast dla prętów stalowych podciągu - sprężysty. Celem analizy była obserwacja zachowania się konstrukcji po osiągnięciu obciążenia granicznego dla różnych przypadków skratowania oraz oszacowanie nośności granicznej dla konstrukcji bez stałego obciążenia oraz ze stałym obciążeniem i dociążeniem. Na podstawie przeprowadzonych obliczeń numerycznych i analitycznych stwierdzono, że w różnych konstrukcjach o pewnych wymiarach skratowania obserwuje się wzmocnienie geometryczne po osiągnięciu przez system nośności granicznej. Uwzględnienie obciążenia stałego równoważącego oraz dodatkowego dociążenia powoduje wzrost nośności granicznej konstrukcji geometrycznie wzmacniających się o około 20 %.

9

Konstrukcje zespolone w budownictwie zrównoważonym

Major M., Major I.

Budownictwo o Zoptymalizowanym Potencjale Energetycznym

|

2015

|

nr 2(16)

51--56

PL

W artykule opisano konstrukcje zespolone, stanowiące racjonalne rozwiązania konstrukcyjne w odniesieniu do budownictwa zrównoważonego. Korzyści wynikające ze stosowania konstrukcji zespolonych przedstawiono na przykładzie stropu zespolonego wykonanego w dwóch różnych wariantach, tj. stalowo-betonowego oraz betonowego we współpracy z drewnem. Uzyskane wyniki obliczeń analitycznych stanów granicznych nośności i użytkowania posłużyły następnie do analizy porównawczej dotyczącej trwałości oraz aspektów ekologicznych projektowanej konstrukcji.

EN

In the article the composite structures being a rational design solutions in relation to the sustainable civil engineering are discussed. The benefits resulting from designing composite structures are shown on the basis of composite floor example. Composite floor was designed in two different variants i.e. steel-concrete and wood concrete. Obtained ultimate and serviceability limit states results for proposed construction were then used for the comparative study on durability and environmental aspects.

10

Przebudowa wiaduktu drogowo-tramwajowego w warunkach miejskich na przykładzie Wiaduktu Uniwersyteckiego Zachodniego w Poznaniu

Madaj A., Mossor K, Tomczak B.

Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej

|

2015

|

Nr 19

137--149

PL

Przebudowa wiaduktu w warunkach miejskich jest zawsze przedsięwzięciem skomplikowanym i wymagającym, zarówno dla projektanta, jak i wykonawcy. Należy jednocześnie uwzględniać: aspekty związane z minimalizacją utrudnień w ruchu i jak najszybszym oddaniem przynajmniej części obiektu do użytkowania, optymalizację prac rozbiórkowych, wszelkie kolizje i przejścia elementów sieci uzbrojenia terenu, sposób posadowienia w kontekście zabudowań otaczających obiekt, a także zachowanie ewentualnego ruchu samochodowego lub szynowego pod budowaną konstrukcją. W artykule opisano wybrane zagadnienia związane z budową Wiaduktu Uniwersyteckiego Zachodniego w Poznaniu. Konstrukcja ustroju nośnego jest zróżnicowana, w zależności od przęsła. Część płyty zaprojektowano z dźwigarów stalowych obetonowanych (kształtowniki walcowane o wysokości 1000mm oraz 800mm, stal S355 J2), a część z wykorzystaniem zmodyfikowanych prefabrykowanych belek strunobetonowych typu Kujan NG. Płyta ustroju nośnego ma zmienną grubość w zakresie 0,87m do l,3m. Rozpiętość przęseł jest zmienna w granicach [9÷28m] + [15÷18m]. Szerokość płyty również jest zmienna - od 90 do 114m. Konstrukcja została zaprojektowana na obciążenie odpowiadające klasie A oraz obciążenie taborem tramwajowym wg PN-85/S-10030. W pracy szczegółowo przedstawiono zastosowaną konstrukcję oraz wybrane problemy jakie wystąpiły w czasie jej projektowania i realizacji.

EN

Rebuilding of a viaduct in urban conditions is always a complicated and demanding undertaking, both for the designer and the contractor. It should be concidered at the same time: aspects concerning minimizing impediments in traffic, as well as fast opening for public usage of a least a part of the construction, optimization of demolition work, all of the collisions and ground development, foundations in the context of surrounding buildings and preservation of car or rail traffic under the construction. In the paper the authors discussed chosen aspects concerning rebuilding of West University Viaduct in Poznań. The bearing construction is diversified, depending on the span. Part of the slab is designed of steel griders encased in concrete (stell sections of 1000mm and 800mm height, stell type S355 J2), and the other part is made of modified precast prestressed concrete beams type Kujan (new generation). The slab has a variable thickness between 0,87÷1,30m. The range of spans is also variable in extent [9÷28m]+[ 15÷18m], The width of the slab is changable from 90m to 114m. The construction is designed for class A of loading and tram loading according to PN-85/S-10030. In the paper the authors presented details concerning the constructional solutions and chosen problems met during the design and building process.

11

Application of composite structures in bridge engineering. Problems of construction process and strength analysis

Flaga K., Furtak K.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2014

|

No. 15

57--85

EN

Steel-concrete composite structures have been used in bridge engineering from decades. This is due to rational utilisation of the strength properties of the two materials. At the same time, the reinforced concrete (or prestressed) deck slab is more favourable than the orthotropic steel plate used in steel bridges (higher mass, better vibration damping, longer life). The most commonly found in practice are composite girder bridges, particularly in highway bridges of small and medium spans, but the spans may reach over 200 m. In larger spans steel truss girders are applied. Bridge composite structures are also employed in cable-stayed bridge decks of the main girder spans of the order of 600-800 m. The aim of the article is to present the construction process and strength analysis problems concerning of this type of structures. Much attention is paid to the design and calculation of the shear connectors characteristic for the discussed objects. The authors focused mainly on the issues of single composite structures. The effect of assembly states on the stresses and strains in composite members are highlighted. A separate part of problems is devoted to the influence of rheological factors, i.e. concrete shrinkage and creep, as well as thermal factors on the stresses and strains and redistribution of internal forces.

PL

Konstrukcje zespolone typu stal-beton są od dziesięcioleci chętnie stosowane w obiektach mostowych. Wynika to z racjonalnego wykorzystania cech wytrzymałościowych betonu i stali. Jednocześnie żelbetowa (lub sprężona) płyta pomostu jest korzystniejsza niż stalowa płyta ortotropowa, stosowana w mostach stalowych (większa masa, lepsze tłumienie drgań, większa trwałość). Najbardziej rozpowszechnionymi w praktyce są mosty zespolone belkowe. Są one stosowane powszechnie w mostach drogowych małych i średnich rozpiętości, ale również w mostach o rozpiętościach przęseł ponad 200 m. Przy większych rozpiętościach przęseł stosuje się dźwigary stalowe kratownicowe. Mostowe konstrukcje zespolone stosowane są również w pomostach mostów podwieszonych o rozpiętościach głównego przęsła rzędu 600-800 m (fig. 6). W artykule przedstawiono problemy realizacyjne i obliczeniowe związane z tego typu konstrukcjami. Wiele uwagi poświęcono konstruowaniu i obliczaniu łączników charakterystycznych dla omawianego rodzaju konstrukcji. Skupiono się głównie na konstrukcjach pojedynczo zespolonych. Zwrócono uwagę na wpływ stanów montażowych na stan odkształcenia i naprężenia w elementach zespolonych. Oddzielna grupa zagadnień dotyczyła wpływu czynników reologicznych - skurczu i pełzania betonu - oraz termicznych na wartości odkształceń i naprężeń oraz redystrybucję sił wewnętrznych.

12

Pale iniekcyjne zbrojone kształtownikiem stalowym pod obciążeniem osiowym różnego znaku

Pachla H.

Geoinżynieria : drogi, mosty, tunele

|

2012

|

nr 5

28-31

EN

The injection piles reinforced by structural sections are used in many protecting constructions. A character of these constructions causes that they work under conditions of complex loads. So it may appear state of stress of various signs in a pile section. A combination of structural section with cement grout surround is subjected in such a case to steel ironing from cement grout in ones fibers and in other ones forcing steel in to grout. A command of combination strength in both cases as well as of slip rate on the contact surface is essential by designing. The stress values accompanying the failure of combination which there were achieved during strength tests for stronger grounds have proven lower than normative capacity of pile side surface.

13

Dobre, bo sprawdzone typowe stalowe zespolone konstrukcje mostowe

Rymsza J.

Mosty

|

2011

|

nr 1

14--19

PL

Zgodnie z zapisami art. 5 Ustawy Prawo budowlane obiekt budowlany należy projektować i budować zgodnie z zasadami wiedzy technicznej. Natomiast w podręcznikach, artykułach i konferencyjnych dyskusjach często pojawia się określenie "sztuka techniczna", traktowane jako synonim wiedzy technicznej. To nie są pojęcia tożsame.

14

Obciążenia termiczne w zespolonych dźwigarach mostowych

Mitkowski P.

Czasopismo Techniczne. Budownictwo

|

2011

|

R. 108, z. 1-B

103-113

PL

W niniejszym artykule rozważany jest wpływ oddziaływań termicznych na konstrukcje zespolone, stalowo-betonowe. Głównym celem była weryfikacja i porównanie sił wewnętrznych powstających w konstrukcji na skutek obciążenia termicznego w klasycznej belce zespolonej i belce podwójnie zespolonej (płyta betonowa z góry i z dołu dźwigara stalowego). Obliczenia prowadzone były za pomocą oprogramowania wykorzystującego Metodę Elementów Skończonych.

EN

The paper covers topic of steel-concrete composite structures under thermal loads. Main issue is to verify and compare internal forces that occur In the structure as a result of temperature activity. Double composite beam (steel girder joined on the top and bottom with the reinforced concrete plates) in contrast to standard composite beam is considered. Calculations were carried out with computer programs utilizing Finite Element Method.

15

Nośność ciągłych łączników otwartych w zespolonych konstrukcjach stalowo-betonowych

Lorenc W.

Prace Naukowe Instytutu Budownictwa Politechniki Wrocławskiej. Monografie

|

2010

|

Vol. 93, nr 40

133-133

PL

W pracy przedstawiono opis zachowania się pod obciążeniem stalowych łączników otwartych, stanowiących stalową część konstrukcji połączenia ścinanego w belkach zespolonych. Zaproponowano koncepcję opisującą układ naprężeń w zębach stalowych od obciążeń zewnętrznych, będącą podstawą do określania nośności części stalowej połączenia ścinanego. Stalowe łączniki otwarte to rodzaj łączników ciągłych powstających przez przecięcie blachy stalowej, w domyśle środnika belki, w taki sposób, że krzywa przecięcia formuje jednocześnie element zespolenia - zabetonowanie tak uformowanych łączników powoduje utworzenie skutecznego połączenia ścinanego. Nie są wymagane żadne dodatkowe zabiegi konieczne do zrealizowania zespolenia w części stalowej dźwigara, a istotne jest odpowiednie ukształtowanie betonu w strefie zespolenia i dobranie odpowiedniego kształtu wycięcia środnika stalowego. Podstawowa kwestia to określenie stanu naprężeń w zębach stalowych, co jest szczególnie istotne w analizie zmęczeniowej. Naprężenia u podstawy zęba są superpozycją naprężeń pochodzących od ścinania podłużnego połączenia ścinanego oddziałującego bezpośrednio na zęby stalowe oraz naprężeń będących efektem zginania dźwigara, a także siły osiowej w dźwigarze. W monografii na wstępie opisano przedmiot badań w postaci innowacyjnego połączenie ścinanego. Następnie podsumowano stan wiedzy i pokazano, w jaki sposób zespolenie listwo we ewoluowało od rozwiązania opracowanego przez Leonharda na początku lat 80. ubiegłego wieku, do postaci w formie tzw. composite dowels. Przedstawiono prowadzone przez innych badania, analizy teoretyczne i wnioski oraz problemy, które nie zostały rozwiązane, w tym problem określania nośności części stalowej połączenia ścinanego. W dalszej zostały zaprezentowane wyniki prac własnych prowadzonych między innymi w ramach międzynarodowego projektu o nazwie Prefabricated Endur-ing Composite Beams based on Innovative Shear Transmission (PreCo-Beam), w którym autor kierował zespołem badawczym. Będąc odpowiedzialnym za rozstrzygnięcie zagadnień dotyczących nośności stalowej części połączenia ścinanego, doszedł do wniosku, że w zasadzie stal będzie decydować o nośności zespolenia, a nie beton, jak pierwotnie zakładano w połączeniu typu concrete dowels. W czasie badań autor udowodnił, że przy sprężystej pracy konstrukcji pęknięcia zmęczeniowe zmęczeniowe, które pojawiają się u podstawy zębów stalowych, propagując w stronę pasa dolnego, mogą prowadzić do całkowitego wyczerpania nośności belki przez gwałtowne pęknięcie pasa dolnego. W związku z tym okazało się, że potrzebna jest teoria umożliwiająca ocenę stanu naprężeń w zębach stalowych przy założeniu sprężystej pracy konstrukcji w warunkach, gdy wytężenie połączenia ścinanego jest znacząco mniejsze od jego obliczeniowej wytrzymałości na ścinanie podłużne pod obciążeniem statycznym. Tutaj autor wprowadził termin: koncepcja nośności sprężystej (KNS). Zaproponował metodę poszukiwania właściwego kształtu przecięcia z założeniem, że nośność sprężysta zębów stalowych na jednostkę długości zależy jedynie od ich kształtu, a nie od wielkości. Eliminując czynnik wielkości i rozdzielając następnie ogólne pojęcie kształtu na kształt i proporcje, sprowadził problem do zagadnienia kształtu. Analiza właściwych proporcji jest zadaniem elementarnym. Określenie sposobu obciążenia zębów stalowych w połączeniu ścinanym sprowadziło rzecz do określenia dwóch współczynników kształtu stanowiących podstawę KNS. Naprężenia wyznaczono metodą elementów skończonych (MES) i potwierdzono badaniami z wykorzystaniem dużej liczby tensometrów. Na tej podstawie określono funkcję opisującą zmienność naprężeń wzdłuż krawędzi u podstawy zęba stalowego. Analizując jej pochodną i wykonując odpowiednie przekształcenia matematyczne, wprowadzono pojęcie bezwymiarowej nośności zębów stalowych w postaci interakcji bezwymiarowej nośności na ścinanie zębów i bezwymiarowej nośności na rozciąganie środnika z uwzględnieniem kon-centracji naprężeń. Takie podejście pozwala określać wartości naprężeń geometrycznych głównych lub zredukowanych i w zależności od przyjętego kryterium oraz odpowiadających wartości współczynników może być stosowane do oceny nośności ze względu na zmęczenie lub uplastycznienie materiału. Podano podstawowy wzór służący obecnie do sprawdzenia nośności ze względu na zmęczenie oraz przedstawiono w skrócie zaprojektowane i zrealizowane obiekty mostowe, w których zastosowano połączenie ścinane typu composite dowels i które zostały zaprojektowane na podstawie koncepcji zaprezentowanej w monografii. Szczegółowo opisano warsztat pracy i przyjęte metody analizy, a także wybrane wyniki, co pozwala na weryfikację i ocenę omawianych tez oraz wniosków. Podstawą warsztatu pracy, pozwalającą na szeroką analizę i sformułowanie wniosków, były badania eksperymentalne i obliczenia metodą elementów skończonych, co było podyktowane głównie skomplikowanym stanem naprężeń w zębach, trudnym do precyzyjnego określenia w sposób analityczny. Przeprowadzono szeroko zakrojone badania różnych elementów zespolonych pod obciążeniem statycznym i cyklicznym oraz wykonano skomplikowane analizy numeryczne za pomocą MES. W monografii przedstawiono jedynie wybrane badania i ich wyniki, natomiast komplet wyników wraz interpretacją można znaleźć w zacytowanych sprawozdaniach i raportach. Prezentowany typ połączenia ścinanego został wprowadzony do mostownictwa jako podstawa systemu VFT-WIBŽ. Dalszy jego rozwój to między innymi efekt wspólnych prac uczestników projektu PreCo-Beam. Zasadniczą formę stosowanego obecnie kształtu zaproponował J. Barthellemy, procedury do wymiarowania połączenia ścinanego ze względu na zniszczenie betonu podał G. Seidl, a procedury wymiarowania stali i technologia wytwarzania części stalowej w aktualnie przyjmowanej postaci zostały opracowane przez autora.

EN

Behavior and load bearing capacity of steel dowels in steel-concrete composite girders with shear connection by composite dowels was described. A conception that describes the system of stresses in the steel teeth from the extemalloads was proposed. Based on that conception, fomlUlas critical to the design were introduced. In this way, the basis of describing the resistance of the steel parts of a shear connection was established. The composite dowel shear connection is combined out of a steel dowel and a concrete dowel. Steel dowels are made by cutting a steel sheet in such a way that the curve of the cut fOlms the element of a shear connection. The pouring of concrete over such formed connectors causes the creation of an effective shear connection. The basic issue is the determination of the state of stresses in steel dowels and it is especially important in fatigue analysis. The author presented the results of his research, which were attained, amongt others, with the research team being directed with consideration of the intemational project with acronym of Pre Co-Beam. Being responsible for solving the problems associated with the resistance of steel parts of shear connection, the author noticed that the steel would detem1ine the main problem in the dimensioning of connection, not the concrete as was originally plalmed for a concrete dowel type connection. The author proved that fatigue cracks, which appear at the base of steel dowel and propagate in the direction of the lower flange, may cause the total failure of a beam by sudden cracking of the lower flange. Hence, a theory is necessary that will allow the state of stresses in steel dowels to be assessed in conditions where the exertion of a shear connection is significantly smaller than its ultimate resistance for longitudinal shear under static load. Here, the author introduced the term: elastic load conception (KNS). Noticing that the elastic load of steel dowels per unit length is based solely on its shape, and not on its size, and eliminating from consideration the size factor and then dividing the general conception of shape into the shape and proportions brought about the problem of shape solution since the analysis of appropriate proportions is an elementaIy issue. The introduction of appropriate model ofloads acting on steel dowels under serviceability conditions, proven later on by research, caused the problem to be described with two shape coefficients that make up the basis of KNS. The stresses were determined by the finite element method and confirmed by research with the help of a large amount of strain gauges. A function that describes the stress variability was introduced along the edge of the base of steel dowel and its derivative was analyzed. While carrying out the appropriate mathematical transfonnation, the concept of dimensionless resistance of steel dowels was determined. Such an approach allows detelmination of geometric stress values and depending on the adopted criterion and the values of coefficients it can be used both for fatigue check and for yielding. On such basis, one can introduce the designing formulas, which is a purely teclmical task. Composite dowels in their current form were introduced into bridge engineering as a basis of VFT - WIBŽ system. Its further development is considered, among others, as a joint contribution of the PreCo-Beam project participants. The elementary fonn of the currently used shape was proposed by J. Barhellemy. The procedures used for the dimensioning on concrete were provided by G. Seidl. The procedures for the dimensioning of steel and the manufacturing technology of shape being currently used were developed by the author.

16

Nowoczesne konstrukcje zespolone mostów kolejowych

Kołakowski T., Lorenc W., Seidl G.

Zeszyty Naukowo-Techniczne Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Komunikacji w Krakowie. Seria: Materiały Konferencyjne

|

2009

|

Nr 91, z. 149

207-217

PL

W artykule przedstawiono nowoczesne rozwiązania konstrukcyjne stosowane w przęsłach mostów kolejowych oraz perspektywy rozwoju tych rozwiązań w najbliższej przyszłości. Przedstawiane konstrukcje oparte są na pomyśle stosowania do budowy przęseł przeciętych dwuteowników walcowanych. W ten sposób powstaje ekonomiczna i trwała konstrukcja będąca formą pośrednią pomiędzy konstrukcją z dźwigarów obetonowanych a typowym przęsłem zespolonym.

EN

The modern constructional solutions of applied in railway bridges spans and perspectives for development of such solutions in nearest future have been presented in the paper. This construction is based on the idea to use rolled crossed double-tee bar for bridge span. This way it is made an economic and durable construction which is an intermediate form between construction of concrete girder and typical composite span.

17

Rozwój przyczepności między dwoma betonami w czasie twardnienia betonu

Halicka A., Franczak D.

Budownictwo i Architektura

|

2009

|

vol. 5, nr 2

5-16

PL

W niniejszym artykule przedstawiono wyniki oraz analizę badań nośności styku na rozciąganie próbek zespolonych wykonanych z betonów łącznych w różnym wieku. Celem tych badań było podjęcie próby ustalenia, jak wiek łączonych betonów wpływa na wielkość przyczepności. Ma to istotne znaczenie w analizach konstrukcji zespolonych szczególnie w stadiach przedeksploatacyjnych.

EN

The main factor influencing the bearing capacity in composite members is bond strength between concretes, because only effective joint between substrate and overlay ensure their full structural cooperation. One of the component of bond strength is adhesion between concretes. In the current paper, development of bond strength between jointed concretes in different ages, is discussed. The results of the experimental tests of tension bond strength development between two concretes, are presented.

18

Wpływ spawania sworzni na ugięcia belek stalowych w konstrukcjach zespolonych

Kożuch M., Skotny Ł., Lorenc W.

Prace Naukowe Instytutu Budownictwa Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały

|

2008

|

Vol. 90, nr 19

107-114

PL

Podczas spawania sworzni (łączników sworzniowych z główką) dźwigar stalowy przeznaczony do zastosowania jako podstawowa część belki zespolonej ulega deformacjom spowodowanym między innymi skróceniem pasa górnego dźwigara. Zjawisko to powoduje zmniejszenie się podniesienia wykonawczego, co jest niejednokrotnie utrudnieniem dla wykonawców konstrukcji. Referat przedstawia wyniki wykonanych badań doświadczalnych wraz z próbą ich teoretycznego opisania, które umożliwią rozpoznanie tego zjawiska. Wykonano badania polegające na pomiarze skrócenia blach pod wpływem przyspawania do blachy łączników sworzniowych.

EN

This work consists of report from experimental research on influence of welding headed studs to steel plates on its shortening. This effect will result in increasing deflection of girder caused by welding stresses which will occur around stud's collar. During research two specimens were examined what allowed to establish the value of virtual local temperature load in FE model. Alternatively, this load can be changed to uniform temperature load acting on the flange surface according to ratio of area of studs to total flange area. It allows to predict deflection of real structures during execution stage and eventually to avoid its increased deformation. Besides experimental study, basic ideas are shown in this article and they can be used as base for further investigations.

19

Model of vibrations damping and friction in joint surface of composite concrete structures loaded with bending moment

Gromysz K.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2008

|

Vol. 1, no. 3

57-66

EN

The subject of analysis is reinforced concrete composite structure. In the paper a model of joint surface between two concretes is assumed. According to this model, when the boundary value of horizontal stresses is achieved, displacement in the joint surface appears. Simultaneously frictional stresses in the joint surface appear. Further increase of vertical force does not result in increase of frictional stresses. Frictional stresses are still equal to boundary value of horizontal stresses. Based on this model equation of free vibration of concrete structure is built. In the discussed model frictional forces in joint surface as well as material damping is taken into consideration. Numerical testing of the model shows that delamination in joint surface affects frequency of vibration as well as damping of vibration of composite concrete-concrete construction.

PL

Przyjęto model pracy powierzchni zespolenia w zespolonych konstrukcjach betonowo-betonowych obciążonych momentem zginającym i siłą poprzeczną. W modelu tym założono, że po wystąpieniu naprężeń rozwarstwiających o wartości granicznej w powierzchni zespolenia następują przemieszczenia. Przemieszczeniom tym towarzyszy występowanie naprężeń tarcia, których wartość jest równa naprężeniom granicznym. Naprężenia tarcia powodują tłumienie drgań swobodnych konstrukcji. Ponadto drgania swobodne są tłumione przez niesprężyste mikroodkształcenia betonu uwzględnione w badanym modelu jako tłumienie wiskotyczne. W oparciu o powyższe założenia zamodelowano drgania swobodnie podpartej płyty żelbetowej jako układu o jednym stopniu swobody. Zdefiniowane zadanie zostało rozwiązane w sposób analityczny w przypadku szczególnego układu danych. Rozwiązanie dla dowolnego układu parametrów przeprowadzono w sposób numeryczny. Uzyskane wyniki odniesiono do drgań płyty monolitycznej. Wykazano, że występowanie rozwarstwienia w konstrukcji wpływa na zmianę okresu drgań własnych oraz na tłumienie drgań. Powyższe spostrzeżenie może być wykorzystywane do określania stanu powierzchni zespolenia w zespolonych konstrukcjach betonowo-betonowych na podstawie pomiaru drgań swobodnych.

20

Continuous bond between glass and steel by means of UHPC

Płóciennik D.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2008

|

Vol. 1, no. 4

99-112

EN

At present the application of structural glass in architecture is usually characterised by structural combinations of steel and glass. The use of point supporting connectors is typical for this kind of mixed building technology. Because brittle materials do not stand up well to stress peaks, the capacity of load transmission via the connector must be improved with elastic interlayers or by a high-quality fit between the glass hole and the connector shaft. Thus the load is transferred along the boundary of the hole as well as via bearing pressure. However, the high in-plane shear capacity of glass panes cannot entirely be exploited by the use of point supporting connectors. This paper presents a new solution based on a linear continuous bond connection between glass and steel. This solution works with a third material between steel and glass. This material transmits shear loads from glass to steel via the bond between both materials. It turns out that Ultra High Performance Fibre Reinforced Concrete (UHPFRC) satisfies the strict requirements for such a bonding material. In order to get a sufficient bonding effect between glass and UHPC, the glass surface in contact is pre-treated in the following way: first enamel paint is mixed with quartz sand, then this mix is brushed onto the glass surface, and finally the glass is annealed. The outcome is a rough surface very similar to abrasive paper. A series of experiments have shown that this method of pre-treatment yields the best bond between glass and UHPC. The bond between UHPC and steel is dealt with in various publications and is considered to be sufficient. The Graz University of Technology is currently completing a project dealing with adhesive bonds between UHPC and construction materials. Glass-steel composite technology offers a wide range of new possibilities for designing modern, transparent and representative steel structures.

PL

Dzisiejsza architektura stosuje szkło konstrukcyjne najczęściej w rozwiązaniach mieszanych, zespolonych. Jako środek łączący wykorzystywane są najczęściej łączniki punktowe. W przypadku materiału tak kruchego jak szkło, miejscowe spiętrzenie naprężeń jest "źle znoszone", a wynika z konieczność przenoszenia sił poprzez krawędzie otworów w szkle. W celu zmniejszenia koncentracji naprężeń otwory wyłożone są gumowymi pierścieniami, pozwalającymi na ich równomierne rozłożenie. W ten sposób siła skupiona w punkcie podparcia przełożona zostaje na obciążenie liniowe (po obwodzie otworu). W przypadku podparć punktowych wysoki potencjał, jaki leży w tarczowej pracy szyb, nie da się w pełni wykorzystać. Celem badań jest poszukiwanie nowych możliwości osiągnięcia połączenia liniowego ciągłego między szklanymi i stalowymi elementami konstrukcji. Cechą takiego sposobu przekazywania sił jest to, że naprężenia w połączeniu nie są bezpośrednio przenoszone ze szklą na stal, lecz pośrednio poprzez medium wypełniające profil stalowy. W wyniku poszukiwań odpowiedniego medium ustalono, że UHPFRC (Ultra High Performance Fibre Reinforced Concrete) spełnia te wysokie wymagania stawiane materiałowi łączącemu. Aby osiągnąć wystarczające zespolenie między szkłem i UHPC, konieczne jest odpowiednie przygotowanie powierzchni szkła w obszarze kontaktu z betonem. W tym celu na powierzchnię niehartownej szyby zostaje naniesiona farba emaliowa zmieszana z piaskiem wysokiej twardości (korundowym, kwarcowym, basaltowym, granatu). Podczas procesu hartowania piasek wtapia się częściowo w powierzchnie szkła, która przybiera wygląd i chropowatość papieru ściernego. Krawędź szkła, przygotowaną w wyżej opisany sposób umieszcza się w formie i zalewa świeżym betonem. Experymenty potwierdzają, że uzyskane w ten sposób zespolenie między szkłem i betonem wypełnia stawiane połączeniu wymagania. Typowe dotychczasowe zastosowania szkła jako elementu nośnego konstrukcji to dźwigary dachowe z pasmami stalowymi i środnikiem ze szkła, przeźroczyste, statycznie nośne poręcze schodów, szklane belki-ściany które są obciążone np. na nich leżącymi płytami stropowymi, mosty-łączniki ze szkła między sąsiednimi budynkami, samonosné szklane wieże wyciągowe dla wind itp. Budownictwo zespolone szklano-stalowe otwiera nowe możliwości projektantom specjalizującym się w architekturze przeźroczystych budowli ze szkła.