Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Prawidłowość wykonywania wycięć w strunobetonowych płytach kanałowych oraz konsekwencje błędów w tym zakresie i sposoby naprawy

Błaszczyński Tomasz Z., Gwozdowski Błażej, Sinacki Dawid

Builder

|

2020

|

R.24, nr 9

36--40

PL

Stosowanie prefabrykowanych płyt strunobetonowych stało się tak powszechne, że zajmują się nimi już wszyscy, uważając te elementy za nieskomplikowane. Dotyczy to również wykonawstwa oraz modernizacji już zrealizowanych obiektów budowlanych. Pomimo szczegółowych wytycznych producentów i projektantów tego rodzaju płyt problemem wciąż jest zbyt duża dowolność w ich wycinaniu i wykonywaniu otworów, zwłaszcza na etapie realizacji lub zmian sposobu użytkowania w trakcie istnienia obiektów budowlanych. W pracy przedstawiono ogólne zasady bezpiecznego wycinania i otworowania prefabrykowanych płyt strunobetonowych oraz przypadki błędów popełnionych przy projektowaniu i realizacji stropów płytowych, prowadzące do stanów awaryjnych.

EN

The usage of prefabricated prestressed hollow-core slabs has become so widespread that everyone is already considering these elements as simple. This also concerns the execution and modernization of already realized buildings. Despite the detailed guidelines for designers of this type of slabs, still is a problem with incorrectly make cut-offs and holes, especially at the stage of implementation or changes in the way of use during the existence of buildings. The paper presents general principles for safe cutting and opening of prefabricated prestressed hollow-core slabs and cases of errors made in the design and implementation of slab floors, leading to emergency conditions.

2

Design of rectangular composite plates with circular holes

Barski M., Kędziora P., Chwał M.

Composites Theory and Practice

|

2016

|

R. 16, nr 1

52--57

EN

The presented work is devoted to the problem of the optimal design of a multilayered composite structure. A square composite plate of geometrical dimensions 250x250x3 mm with a circular hole of diameter d = 100 mm is investigated. The structure is made of composite material, which consists of N = 12, 16 or 20 layers. Each layer is made of the same material, namely carbon fibers with epoxy resin (CFRP, fibers T300, matrix N5208). It is also assumed that the feasible fiber orientation angles are 0º, ±45º, 90º. The layer stacking sequence is symmetric with respect to the middle surface of the studied plate. The structure is subjected to uniform tension in the horizontal and vertical directions. Calculations are performed for the following load ratios, namely: ph/pv = 0, 0.5, 0.75, 1.0, where ph and pv denote the load in the horizontal and vertical directions, respectively. The optimization problem is stated as follows: we look for the stacking sequence (the number of layers with fiber orientation angle equal to 0º, ±45º, 90º, respectively), which ensures the maximal value of the load multiplier. In order to find the solution to the optimization problem, the advanced concept of the discrete design variable is introduced. The use of these variables significantly simplifies the optimization process. In consequence, a very simple optimization procedure can be utilized. All the necessary computations are carried out with the use of the commercial finite element package ANSYS 12.1. The analyzed plate is modeled as a shell structure. The optimal solution mainly depends on ph/pv. The total number of layers also has a slight influence on the obtained solution. The results are presented in graphs and collected in tables.

PL

Praca poświęcona jest zagadnieniu optymalnego projektowania wielowarstwowych struktur kompozytowych. Analizie poddano kwadratową płytę o wymiarach 250x250x3 mm. Rozważana konstrukcja posiada w geometrycznym środku kołowy otwór o średnicy 100 mm. Zastosowany materiał kompozytowy składa się z N = 12, 16 lub 20 warstw. Każda warstwa wykonana jest z włókna węglowego oraz żywicy epoksydowej (CFRP, włókna T300, żywica N5208). Przyjęto także, że dopuszczalne kąty orientacji włókien w warstwach to 0º, ±45º, 90º. Rozważano jedynie konfiguracje symetryczne względem powierzchni środkowej. Analizowana płyta poddana jest równomiernemu, proporcjonalnemu rozciąganiu, zarówno w kierunku poziomym, jak i pionowym. Jako kryterium optymalizacji przyjęto maksymalną wartość mnożnika obciążenia. Optymalnej konfiguracji laminatu poszukiwano dla następujących proporcji obciążenia: ph/pv = 0, 0.5, 0.75, 1.0, gdzie ph oznacza obciążenie działające w kierunku poziomym, zaś pv w kierunku pionowym. W celu wyznaczenia rozwiązania zastosowano dyskretne zmienne decyzyjne. Podejście takie umożliwia znaczne uproszczenie procedury optymalizacji. Wszystkie niezbędne obliczenia wykonano przy wykorzystaniu komercyjnego systemu opartego na metodzie elementów skończonych - ANSYS 12.1. W wyniku przeprowadzonej analizy uzyskano optymalne konfiguracje laminatów. Rozwiązania te wyraźnie zależą od proporcji obciążenia. Niewielki wpływ na rozwiązanie ma również przyjęta liczba warstw. Uzyskane wyniki przedstawiono na wykresach oraz zebrano w odpowiednich tabelach.

3

Modelowanie numeryczne zjawiska propagacji fal sprężystych w płytach prostokątnych z otworem kołowym

Barski M., Stawiarski A., Pająk P.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2015

|

z. 106

30

PL

Zjawisko propagacji fal sprężystych znajduje obecnie szerokie zastosowanie w systemach wczesnego wykrywania uszkodzeń w elementach nośnych konstrukcji. Jednakże w wielu takich elementach znajdują się różnego rodzaju otwory, które często powodują powstawanie koncentracji naprężeń. Jest to główna przyczyna powstawania uszkodzeń. W obecnej pracy skoncentrowano się na analizie numerycznej (metoda elementów skończonych) propagacji fal sprężystych w sąsiedztwie otworów. Wyniki symulacji komputerowych zweryfikowano eksperymentalnie przy wykorzystaniu przetworników piezoelektrycznych i odpowiedniej aparatury kontrolno-pomiarowej. Praca ta stanowi wstęp do opracowania efektywnej i skutecznej metody lokalizowania uszkodzeń na krawędzi otworów.

4

Static and fatigue strength composite plates with holes

Barski M.

Composites Theory and Practice

|

2014

|

R. 14, nr 1

3--7

EN

The number of structures made from multi-layered composite materials increases every year. Some of these structures include different cutouts, which result from the manufacturing process or are needed for maintenance. This kind of discontinuities are the source of stress concentrations, which cause the nucleation and evolution of various forms of damages in composite materials. The problem of the damage becomes particularly important when the structure is subjected to cyclic loads. The present work concentrates on the investigation of the strength evaluation for rectangular composite plates with internal holes of different shapes. Numerical results are presented for circular, elliptic and square (with rounded corners) holes placed in the centre of a plate, which is subjected to bi-directional tension pressure imposed along the outer edges. It is assumed that the stacking sequence is symmetric with respect to the middle surface of the structure. The considered plates are made from an angle-ply laminate, which consists of the twelve layers with a fiber orientation angle ±θ, for example [±5°, ±5°, ±5°, ±5°]s, where 's' denotes the symmetry. The fiber orientation angle θ is studied in order to find the maximum strength of the considered plate. The solution is sought from the following discrete values, namely [0°, 5°, 10°, 15°, ... , 90°]. The numerical calculations are performed with the use of the multipurpose finite element code ANSYS 12.1. In order to estimate the static strength of the structure, the linear (admissible stress) first ply failure criteria are applied. The influence of the geometry of the plate and the cutout on the optimal solution (fiber orientation angle ±θ) is also investigated. It is assumed that the ratio of the area of the analyzed plate and the hole is constant for the different shapes of holes. Simulations are performed for the two different materials, where the ratio of Young's modulus E1, E2 equal, respectively, E1/E2 << 1 (anisotropy) and E1/E2 ≈ 1 (quasi-isotropy).

PL

Obecnie z wielowarstwowych materiałów kompozytowych wykonywanych jest coraz więcej elementów konstrukcji. Wiele z tych elementów posiada rozmaite otwory niezbędne w procesie montażu, a następnie w procesie eksploatacji. Tego typu nieciągłości stanowią główną przyczynę powstawania koncentracji naprężeń. Zjawisko to z kolei jest przyczyną powstawania i narastania uszkodzeń, szczególnie przy obciążeniach zmiennych w czasie. Z tego też powodu niezwykle istotne staje się zagadnienie optymalnego projektowania tychże materiałów z punktu widzenia wytrzymałości zmęczeniowej. W pracy rozważano płaski, prostokątny element kompozytowy z centralnie zlokalizowanym kołowym, eliptycznym lub kwadratowym otworem. Element ten poddany jest działaniu ciśnienia przyłożonego na krawędziach zewnętrznych. Obciążenie to ma charakter proporcjonalny i zawarte jest w płaszczyźnie elementu. Założono symetryczną względem powierzchni środkowej konfigurację laminatu typu angle-ply, złożoną z ośmiu warstw wykonanych z identycznego materiału. Celem optymalizacji jest wskazanie takiej wartości kąta orientacji włókien ±θ, która gwarantuje największą możliwą wytrzymałość konstrukcji statyczną konstrukcji, a co za tym idzie, również zmęczeniową. Rozwiązanie poszukiwane jest w zbiorze wartości dyskretnych [0°, 5°, 10°, 15°, … , 90°]. Do wykonania niezbędnych obliczeń wytrzymałościowych wykorzystano komercyjny system oparty na metodzie elementów skończonych ANSYS 12.1. Do oszacowania nośności konstrukcji wykorzystano liniowe (naprężeniowe) kryterium zniszczenia typy first ply failure. Analizie poddano również wpływ zarówno wymiarów geometrycznych płyty, jak i otworu na optymalne wartości kąta orientacji włókien, przy czym założono, że pole powierzchni rozważanych płyt oraz otworów jest stałe. Symulacje przeprowadzono dla dwóch materiałów, dla których stosunek wartości modułów Younga wynosi odpowiednio E1/E2 << 1 oraz E1/E2 ≈ 1.

5

A parametric study tension buckling of plates having a hole

Shimizu S., Kanematsu W.

Archives of Civil Engineering

|

2003

|

Vol. 49, nr 3

387-398

EN

A plate is, generally, never buckled under tensile loading. However, if the plate has a hole, the compressive stress may be arisen near the hole under the tensile loading, and this compressive stress may cause buckling of the plate. This phenomenon is so called "tension buckling". In this paper, the numerical analysis is made on tension buckling of plates, in particular focusing the effect of the magnitude of the initial out-of-plane deflection of the plate. In the analysis, a square plate with the dimension of 800 x 800 mm and 3 or 6 mm thickness having a rectangular hole in its center is considered. The plate is assumed to have the sine shaped out-of-plane initial deflection. The magnitude of the initial deflection is adopted as a parameter and is varied from 0.08 mm to 32 mm. The analysis is carried out in the elastic range or elasto-plastic range, and the arc-length increment technique is applied with utilizing the computer program package LUSAS. The numerical results indicate that the out-of-plane deformation of the plate decreases in the earlier stage due to the tensile loading, and then the buckling deformation begins to develop. From the analysis, it is found that, in the range of the smaller initial deflection, the buckling stress reduced rapidly according with the initial deflection, and in the larger initial deflection, the buckling stress is reduced moderately. In the other words, it can be said that the buckling strength of the plate is sensitive against the initial deflection in the smaller initial deflection range.

PL

Ogólnie biorąc, płyty nigdy nie ulegają wyboczeniu przy rozciąganiu. Jednak, gdy płyta ma otwór, naprężenie ściskając może powstać w pobliżu otworu przy rozciąganiu i to naprężnie ściskając może spowodować wyboczenie płyty. Zjawisko to jest nazywane "wyboczenie przy rozciąganiu". Przeprowadzono analizę numeryczną wyboczenia przy rozciąganiu płyt w szczególności koncentrując się na wpływie początkowego wygięcia płyty ze swej płaszczyzny. W analizie rozważono kwadratową płytę o wymiarach 800 x 800 mm i grubości 3 lub 6 mm z prostokątnym otworem w jej środku. Przyjęto, że płyta ma sinusoidalne wygięcie z płaszczyzny. Wielkość początkowa wygięcia jest przyjęta jako parametr zmieniający się od 0.08 mm do 32 mm. Analizę przeprowadzono w zakresach sprężystym i sprężysto-plastycznym z zastosowaniem techniki przyrostu długości łuku stosując pakiet programów LUSAS. Wyniki numeryczne wskazują, że wygięcie płyty z płaszczyzny zmniejsza się w stadium początkowym wskutek rozciągania, a następnie zaczyna się deformacja wyboczeniowa. Analiza wykazała, że naprężenie wyboczeniowe spadało szybko zgodnie z wygięciem początkowym; w przypadku większego wygięcia początkowego, naprężenie wyboczeniowe nieco się zmniejsza. Innymi słowy można powiedzieć, że wytrzymałość płyty na wyboczenie jest wrażliwa na początkowe wygięcie w małym początkowym zakresie ugięcia.