W artykule przedstawiono analizę odporności ogniowej sworzniowych połączeń drewnianych z wewnętrzną płytą stalową. W pierwszym etapie wykonano trójwymiarowy model numeryczny, wykorzystujący metodę elementów skończonych do analizy przewodzenia ciepła, w złączach drewnianych eksponowanych na działanie pożaru standardowego zgodnego z ISO.
EN
This article presents an investigation on the fire performance of unprotected steel-to-timber dowel connections with slotted-in steel plate. At first, a three dimensional model was made that uses the finite element method to analyze heat transfer within timber connections exposed to the standard ISO fire.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Ustroje metalowo–szklane projektuje się z zachowaniem odrębnego schematu statyczno – wytrzymałościowego względem podstawowej konstrukcji nośnej realizowanego budynku. Ściany osłonowe podlegają sprawdzeniom, według niezależnych (bardziej restrykcyjnych) warunków nośności i użytkowania (SGN i SGU). Szkielet metalowy ściany osłonowej nie powinien przenosić sił generowanych w trzonie budynku a jedynie w sposób właściwy przekazywać na konstrukcję obiektu oddziaływania od obciążeń klimatycznych, obciążeń stałych oraz technologicznych występujących w powłoce metalowo–szklanej. Szczególną rolę w tych układach konstrukcyjnych pełnią połączenia układów słupowo ryglowych i połączenia elementów usztywniających – cięgien. Są one jednym z podstawowych elementów zapewniających właściwą pracę konstrukcji nośnych ścian metalowo–szklanych. W przypadku systemowych rozwiązań odpowiednie własności i sposób pracy połączeń w układach stężających ścian zapewniają również spełnienie wymogów szczelnościna przenikanie wody opadowej, szczelności na infiltrację powietrza i wielu innych cech warunkujących prawidłową pracę przegród. W niniejszym referacie rozpatrzono zastosowania układów cięgnowych w konstrukcjach fasadowych i analizowano pracę wybranych detali cięgien, które wpływają na sztywność całych układów prętowych przeszkleń. W szczególności skupiono się na sposobie pracy i rozkładzie naprężeń na powierzchni gwintowanej połączenia zestawu cięgnowego. Wyznaczono minimalną liczbę uzwojeń przenoszącą gwarantowaną przez producenta systemowych rozwiązań wartość siły osiowej i przedstawiono przebieg procesu zniszczenia elementu w uzwojeniu z poszczególnymi fazami ścięcia kolejnych skrajnych nitek uzwojenia. Dla przebiegu procesu zniszczenia wyznaczono wartości kolejnych, granicznych skoków siły niszczącej zakotwienie.
EN
Metal-glass structures such as curtain walls are designed to satisfy separate (more restrictive) strength and stiffness requirements independently to the main structure of the building. A special role in such systems plays a combination of beam to column systems with tendons used as connection stiffeners. Metal structural skeleton of the curtain wall should not transfer any forces generated in the core of the building but only transfer to the main structure the loading generated by environmental effects, dead loads and technological loading applied directly to the curtain wall and to the connections of the stiffeners-tendons. The system should also ensure compliance with the requirements of tightness in the rain water penetration, air infiltration leaks, and many other features determining proper operation of the partitions. The paper presents applications of the tie rod cladding structures and numerical analyses of detailed elements affecting the structural stiffness of the system. The current research is focused on numerical analysis of local deformation and stress distribution in screw connections. The analyses are conducted using axisymmetric and 3D detailed finite element models equipped with nonlinear material characteristics and contact algorithms. The FE calculations are accompanied by a set of laboratory tests.
W pracy przedstawiono numeryczne badania wytrzymałości sworzniowego połączenia przegubowego stosowanego w mostach składanych. Wykonano symulacje działania układu ucha złożonego z dwóch elementów i sworznia, pracującego jako połączenie pasowane (bez luzu) oraz niepasowane (uwzględniające luz montażowy). Analizę numeryczna połączenia przeprowadzono metoda elementów skończonych (MES). Przedstawiono wyniki obliczeń w modelach uproszczonych (zbudowanych z elementów belkowych i powłokowych), w których kontakt odwzorowano za pomocą dodatkowych elementów szczelinowych, a także w modelach bryłowych, w których kontakt zdefiniowano bezpośrednio pomiędzy powierzchniami współpracujących części. Analizę numeryczna układu ucho-sworzeń wykonano stosując wariantowanie modeli dyskretnych, w których odwzorowano różne wartości luzów pomiędzy otworem ucha i ścianą sworznia. Na podstawie otrzymanych wyników określono wpływ luzu na wytężenie podzespołów połączenia tego typu. Wskazano wady i zalety zastosowanych modeli oraz opisano metodykę rozwiązania problemu.
EN
The paper deals with numerical strength analysis of a clevis-pin joint applied in folding bridges. Simulation of the operation of both a clevis and tongue coupling composed of two elements and a pin operating as a joint with the close running fit (without clearance) and a joint with the clearance fit (taking into consideration an assembling gap between surfaces of the pin and the clevis) is presented in the paper as well. To conduct the analysis of such a joint, the finite element method (FEM) was used. The paper discusses also the results of calculations in simplified models (built of beam and shell elements) where the contact is mapped using additional gap elements as well as in solid models in which the contact is defined directly between the surfaces of mating components. Numerical analysis of a clevis-pin system was performed in various discrete models which mapped different values of clearances between surfaces of the clevis hole and the wall of the pin. The calculations were carried out for different gap values between the pin and the hole. Both advantages and disadvantages of the applied models were pointed out and the method of the problem solution was described.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents the calculation model of any single-cut lap-joint, extended - in relation to up to now considered one by authors - about values of torsional moments. Torsional moments result from journal friction occurring in the axis of every bolt in the joint which is simultaneously bended and sheared. The modified analytical model has been verified experimentally on the example of eccentrically loaded 3- and 4-bolts joints, where walls of cold formed sections were connected by means of blind bolts of the type BOM R16. Experimental and numerical results are compared on the diagrams of relationship occurring between moment M bending the connection and angle of mutual rotation phi/J of joined walls. Values of stiffnesses of a 3-bolt joint according to EC3 determined on the basis of initial stiffness Sj.ini and by means of component method were compared.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents preliminary results of analytical investigations concerning an axially compressed closely spaced element, verified experimentally. The investigated tentative element consists of three branches, made of cold-bent steel sheet. Two branches with a channel-bar cross-section are strengthened by the third branch with a tubular crosssection, the walls of which adjoin the webs of the channel bars. The walls of the three branches forming a bisymmetric cross-section are connected with each other flexibly by means of blind bolts. The tubular branch takes over more than 30 % of the entire load of the complex tentative element, as has been proved both by analytical and experimental results.
Zamieszczono wyniki doświadczalnych, analitycznych i numerycznych badań zakładkowych połączeń na sworznie jednostronne kształtowników giętych z blach. Oceniono wpływ podatności takich połączeń (również metodą składnikową wg EC3) na redystrybucję sił wewnętrznych i przemieszczeń w konstrukcjach z kształtowników cienkościennych.
EN
The paper presents the results of experimental, analytical and numerical investigations concerning connections with blind bolts of sheet metal sections. The effect of flexibility of such joints (assessed also by means of component method according to EC3) on the redistribution of internal forces and displacements in structures consisting of thin-walled sections.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki badania tarcia posuwistego oraz obrotowego, występującego w równocześnie ścinanych i zginanych 1-ciętych połączeniach ścianek kształtowników giętych na zimno z blach, wykonanych za pomocą sworzni jednostronnych BOM R16-4. Tarcie posuwiste uwzględnia uzyskana doświadczalnie wynikowa krzywa zależności zachodzącej między obciążeniem pojedynczego sworznia w połączeniu tylko ścinanym, a wzajemnym w jego osi przemieszczeniem łączonych ścianek. Wpływ tarcia obrotowego na sztywność połączenia ścinanego i zginanego badano na przykładzie elementów próbnych, w postaci dwu blach łączonych za pomocą jednego sworznia, zabudowanych w stanowisku badawczym umożliwiającym pomiar wzajemnego przemieszczania się tych blach w kierunku działania siły ścinającej, oraz kąta obrotu spowodowanego momentem skrętnym. Przedstawiono następnie układ równań opisujący zachowanie się połączenia 3-sworzniowego, poddanego jednoczesnemu działaniu siły ścinającej i momentu zginającego, a także wyniki badań doświadczalnych czterech takich połączeń. Autorzy zamierzają wykonać obliczenia numeryczne, które pozwolą porównać wyniki teoretyczne z rzeczywistym zachowaniem się połączenia.
EN
The paper presents the results of investigations concerning sliding and journal friction occurring in simultaneously sheared and bent single-cut joints of cold-bent angle bars, executed by means of blind bolts type BOM R16-4. Sliding friction is taken into account by the experimentally obtained resulting curve of the relation between the load of a single bolt in a merely cut joint and its mutual axial displacement of the joined walls. The effect of journal friction on the rigidity of the sheared and bent joint was tested on the example of experimental elements in the form of two steel sheets connected by means of only one bolt, which were placed in test stand permitting to measure the mutual displacements of these steel sheets in the direction of the shearing force and the angular displacement caused by torque moment.
Przedstawiono koncepcję numerycznego modelowania połączenia sworzniowego. Metodologia la pozwala na szybkie odwzorowanie kolejnych postaci zespołu maszynowego wywołanych obciążeniem pr/y wykorzystaniu raz utworzonych modeli dyskretnych poszczególnych części. Zaproponowano metodę szacowania sztywności stykowej elementów skończonych służących do odwzorowania zagadnienia kontaktu między sworzniem a uchem.
EN
This paper presents a special algorithm with a gap clement to solve the three-dimensional elasto-plastic contact problem in many different kinds of mechanism. We introduce a simple method of modeling a pin joint which uses the same discrete models of components for different configuration of assembly. We propose a special calibration of the gap elements which reduces the time and cost required to prepare the FEM model and to obtain a solution. The validity and performance of the proposed contact algorithm with the gap element are demonstrated through the numerical analysis of a front landing gear of an aircraft and through the comparison with the experimental tests.
Przedstawiono zalecane zasady kształtowania i wymiarowania cięgien sztywnych z otworami na sworznie. Cięgna te są stosowane w koparkach i maszynach przeładunkowych używanych w górnictwie odkrywkowym, na placach składowych materiałów sypkich oraz w konstrukcjach budownictwa przemysłowego i sportowego.
EN
The paper presented principles for shaping and dimensioning rigid tension members with holes for pins. The rigid tension members are used in excavators and rehandling machines operating in surface mines, on bulk materials storage yards and in some engineering structures.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.