Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Użyteczność modelu obliczeniowego pojedynczej ramy poprzecznej w szacowaniu odporności ogniowej hali stalowej

Maślak M., Tkaczyk A., Woźniczka P.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2017

|

Vol. 45, iss. 1

52--67

PL

Cel: Celem zaprezentowanych rozważań jest wypracowanie miarodajnej odpowiedzi na pytanie o wiarygodność stosowania modelu obliczeniowego pojedynczej ramy poprzecznej wyizolowanej ze złożonego ustroju nośnego hali stalowej w ocenie odporności ogniowej tej hali. Badanie zachowania się w pożarze pojedynczej ramy poprzecznej poprzez weryfikację kolejnych potencjalnie możliwych form jej zniszczenia umożliwia specyfikację poszukiwanej odporności interpretowanej jako określona dla tej ramy temperatura krytyczna, niezależna od przyjętego scenariusza rozwoju pożaru. Temperatura ta kojarzona jest jednoznacznie z osiągnięciem przez ustrój nośny analizowanej ramy stanu granicznego nośności ogniowej. Metody: Do specyfikacji temperatury krytycznej wybranej ramy proponuje się procedurę obliczeniową opartą na uogólnionej na przypadek pożaru formule Merchanta-Rankine’a. Kwantyfikuje ona miarodajną nośność badanej ramy poprzez interakcję odpowiednich nośności skojarzonych z czysto sprężystą i czysto plastyczną formą jej zniszczenia. Opisano ograniczenia wybranej przez autorów metody oceny wynikające z konieczności akceptacji wielu upraszczających założeń formalnych. Pokazano również, jak na otrzymane rezultaty wpływa stopień złożoności zastosowanego modelu obliczeniowego. Wyniki: Weryfikację i walidację proponowanej w artykule procedury obliczeniowej przeprowadzono porównując przemieszczenia wybranych węzłów ramy poprzecznej hali stalowej analizowanej dla warunków pożaru. Chodziło o sprawdzenie, jakiego typu i jak duże rozbieżności wynikają z zastosowania uproszczonego modelu dwuwymiarowego pojedynczej ramy w stosunku do wyników otrzymanych z analizy pełnego trójwymiarowego modelu ustroju nośnego całej hali. Wnioski: Wykazano, że uproszczony model obliczeniowy pojedynczej ramy poprzecznej hali stalowej jest wystarczająco wiarygodny w przypadku, gdy o odporności ogniowej tej ramy decyduje pierwsza faza pożaru, gdy nie ma jeszcze znaczącego przyrostu prędkości deformacji elementów nośnych. Jeżeli jednak badana rama zapewnia bezpieczne przenoszenie przyłożonych do niej obciążeń także wtedy, gdy mamy do czynienia z dużymi deformacjami i znacznym osłabieniem elementów decydujących o nośności ramy, to oszacowanie prognozowanej odporności na podstawie modelu ograniczonego do pojedynczej ramy poprzecznej może być nazbyt optymistyczne. Nie uwzględnia bowiem przyspieszania ugięcia rygla przez ogrzane w pożarze płatwie dachowe rozciągane osiowo wskutek tak zwanego efektu cięgna.

EN

Aim: The aim of these considerations is to achieve a reliable answer to the question about the credibility of the use of a simple computational model with a single transverse frame isolated from a complex load-bearing structure of an entire steel hall in the fire resistance-evaluation of such a hall. The study of the behaviour of a simple transverse frame under fire conditions through checking all its potential failure modes allows to specify the required fire resistance which can be interpreted as the critical temperature set especially for this frame and being independent of the fire scenario adopted for the analysis. This temperature is unequivocally associated with the reaching by the frame load-bearing structure of the fire-resistance limit state. Methods: The classical Rankine-Merchant formula generalised to the fire case is proposed to be used in the specification of the critical temperature for the transverse frame selected for the analysis. It quantifies the reliable bearing capacity of the tested frame through the interaction of the appropriate capacities associated with purely elastic and purely plastic failure modes. The limitations of the assessment method recommended by the authors are described in detail, resulting from the need for the acceptance of many formal assumptions simplifying the analysis. The impact of the complexity of the formal model adopted for the assessed frame fire-resistance evaluation on the obtained results is also verified. Results: Both the verification and the validation of the computational procedure proposed by the authors in this article were performed by comparing the displacements of the selected nodes in the transverse frame analysed for fire conditions. The idea was to check what type of differences are obtained through the use of a simplified two-dimensional computational model of a single frame in relation to the corresponding results obtained when a complex three-dimensional model of the entire hall is considered, and how big they are. Conclusions: It has been shown that the simplified computational model of a single transverse frame selected from the entire steel hall seems to be sufficiently reliable in the case in which fire resistance of such a frame is determined by the first phase of this fire, when the deformation rate of all bearing members is not yet significantly increased. However, if the tested frame also ensures the safe transfer of all loads applied to it when we are dealing with large deformations and large weakening of the members determining the real capacity of such a frame then the assessment of the predicted fire resistance obtained on the basis of the model limited to the analysis of only a single transverse frame might prove to be too optimistic. It does not account for the acceleration of the deflection of the frame beam due to the action of the heated purlins being in tension as a consequence of the so called catenary effect.

2

Ścieżki wytężenia stalowego dźwigara kratowego

Brzuzy A., Bąk G.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2015

|

Vol. 64, nr 2

157-171

PL

W pracy przedstawiono analizę reakcji jednokrotnie statycznie niewyznaczalnego, stalowego dźwigara kratowego na quasi-statyczny proces obciążania siłą węzłową narastającą proporcjonalnie. Sztywność sześcioprętowego dźwigara kształtowano poprzez losowe ustalanie profili prętów spośród założonego zbioru rur walcowanych na gorąco. Wyróżniono dwa stadia wytężenia dźwigara, sprężyste i pozasprężyste. Stadium sprężyste kończy się wystąpieniem idealnego płynięcia plastycznego jednego z prętów rozciąganych albo wyboczeniem giętnym jednego z prętów ściskanych. Wprowadzając pewne założenia upraszczające, wskazano na możliwość ukształtowania się w stadium pozasprężystym trzyprętowego ustroju nośnego statycznie wyznaczalnego i segmentu dźwigara, który jest bierny w dalszym procesie obciążania podczas tego stadium. Zarówno ustrój nośny, jak również segment bierny, mogą mieć dwie różne postaci, w zależności od przyjętych profili na pręty dźwigara. Każda z tych dwóch postaci ustroju nośnego ma własną ścieżkę wytężania prowadzącą do osiągnięcia stanu granicznego jednego z trzech jego czynnych prętów. Podano algorytm poszukiwania ścieżki wyczerpania nośności kratownicy w przypadku ogólnym. Na każdej ścieżce znaleziono rozwiązanie wewnętrznie spójne, tzn. że wartości sił w prętach i osiągane stany graniczne są adekwatne do wyników analiz statycznych, w tym przypadku analiz sprężystych w obydwu stadiach. Przedstawiono przykłady rozwiązań numerycznych.

EN

The analysis of the response of the statically undetermined truss girder in the process of the proportional loading is presented in this paper. Rigidity of the six-bar girder is selected by the draw of the profile bars among the assumed collection of the steel hot-rolled tubes. Two stadiums of exertion of the girder-elastic and non-elastic ones are considered. Each of these stadiums ends by plastification of the one of the tensile bars or buckling of the one of the bars in compression. Assuming some approximate assumptions, the possibilities are indicated for creating the statically determined three-bar structure and a passive part of the girder in the non-elastic stadium. Both the structure and the passive part can have two different forms depending on the drawn profiles of the bars. Each form of the structures has its own path of exertion to achieve the state of limit capacity. It depends which the active bar of the structure experiences plastification in stretching or buckling in compression. Some features are indicated during transforming the initial structure functioning in the elastic stadium into the structure proper to the non-elastic stadium. The algorithm of seeking the exertion paths in the general case is given. Each of the paths is characterized by the consistent states of forces in the active bars. Numerical examples are given on the base of the own elaborated computer program.

3

Ocena nośności sprężystej podatnych nawierzchni drogowych

Jemioło S.

Logistyka

|

2010

|

nr 2

PL

W pracy przedstawiono koncepcję oceny nośności sprężystej podatnych nawierzchni drogowych z zastosowaniem hipotez wytężeniowych mechaniki gruntów. W przykładach przyjęto typowy model nawierzchni w postaci układu izotropowych warstw sprężystych. Warstwa górna jest obciążona siłami powierzchniowymi równomiernie rozłożonymi na powierzchni koła. Zastosowano dwie metody rozwiązania zagadnienia brzegowego: analityczno-numeryczną, która wynika z zastosowania funkcji naprężeń i numerycznego całkowania funkcji specjalnych oraz numeryczną, gdzie stosowano metodę elementów skończonych i program ABAQUS.

EN

In the paper a method of assessment, which is based on failure criteria used in solid mechanics, of elastic capacity of flexible pavements is proposed. A typical model of the isotropic elastic multi-layer system for flexible pavements is considered. The system of layers on the top of elastic half-space is subjected to uniform load on the circular area. Two methods for finding the solution of the elastic boundary value problem are used: an analytical-numerical method (stress function method with integration of special functions) and the finite element method (program ABAQUS).