Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Nieliniowa analiza ram stalowych z węzłami podatnymi

Reder Patrycja, Litewka Przemysław

Nowoczesne Hale

|

2024

|

Nr 1

21--28

PL

Artykuł porusza problem nieliniowej analizy węzłów podatnych w ramach stalowych. Na podstawie wyników badań laboratoryjnych zostały określone zależności między względnym kątem obrotu węzła a wartością momentu zginającego węzeł, które wykorzystano do obliczenia przemieszczeń i sił wewnętrznych w przekrojach ram. Proces ten był wykonywany iteracyjnie przy pomocy różnych technik nieliniowego rozwiązywania równań. Bazę do obliczeń stanowiła macierzowa wersja metody przemieszczeń. Głównym wnioskiem wynikającym z przeprowadzonych analiz jest stwierdzenie bezpieczeństwa przy zakładaniu liniowej zależności między momentem zginającym a kątem obrotu w projektowaniu inżynierskim. Zauważono także zdecydowanie większą efektywność metody Newtona-Raphsona nad metodą kolejnych przybliżeń. Ponadto zaobserwowano, że w konstrukcjach inżynierskich szybciej wyczerpie się nośność elementu, niż uzyska się nieliniową zależność moment - kąt.

EN

The paper addresses the issue of the non-linear analysis of semi-rigid joints in steel frames. The relationships between the relative angle of the joint rotation and the value of the bending moment of the joint were determined based on laboratory tests. The determined relationships were used to calculate displacements and forces in the frame elements. This process was performed iteratively using various non-linear equation solving techniques. The basis for the calculations was the matrix version of the displacement method. The main conclusion of the analyses is that the assumption of the linear relationship between the bending moment and the angle of rotation in engineering design is safe. It was also noted that the efficiency of the Newton-Raphson method is significantly higher than that of the method of successive approximations. In addition, it was observed that in engineering structures, the loss of the load carrying capacity of an element occurs before the non-linear moment-angle relationship zone is reached.

2

Numerically Simulated Structural Response of a Bearing Steel Frame with Joints of Varying Stiffness to Fully Developed Fire Conditions

Maślak Mariusz, Woźniczka Piotr

Safety & Fire Technology

|

2019

|

Vol. 53, iss. 1

32--45

EN

Aim: This paper examines the responses of load-bearing steel frames to direct fire exposure and the associated impact of the monotonically increasing temperature of its components. For comparative purposes, the authors analysed in detail specific frames with beam-to-column joints differing in rigidity. Depending on whether there are stiffening ribs present and, if so, on where they are located, the fire resistance of the considered structural component is determined by the actual damage patterns. These can be manifested as local instability in the column web or as damage to the column flange or beam flange. The design of the joint is also one of the factors determining the redistribution of internal forces generated in the frame components when subjected to fire conditions. Methods: The authors identified, discussed and compared the dependencies determining the relationships between the temperature of the frame components, and the bending moments and axial forces induced in these components during a fire. These relationships were identified through a detailed analysis of a numerical example, in which the fire behaviour of three similar steel frames, differing in terms of their beam-to-column joint rigidity, was examined. In the first analysed case, a joint without any ribbing was examined, in the second case, a joint with horizontal ribs, and in the third case, a joint with horizontal and diagonal ribs. The relationships listed above are accompanied by corresponding the relationships specifying the dependencies between steel temperature and frame beam deflection. In addition, the analysis considers flexible supports with different rigidity to model the resistance of the columns to horizontal joint displacement. Results: It has been shown that the analysed types of the examined frame exhibit substantial differences in their predicted structural responses if the joints used in them and exposed to fire differ in rigidity. The identification of these differences and their qualitative and quantitative description constitute the main objective of this work. Conclusions: Frame behaviour under fire conditions is determined not only by frame geometry and the size of its structural members, designed to be able to fully bear their respective loads, but also, to the same extent, by the susceptibility to deformation of the bearing structure itself and the joints connecting the component structural members.

PL

Cel: W artykule autorzy analizowali sposób reakcji stalowej ramy nośnej na bezpośrednią ekspozycję ogniową oraz towarzyszący jej monotoniczny wzrost temperatury elementów badanej ramy. W celach porównawczych rozpatrzono ramy z węzłami typu rygiel – słup o różnym stopniu podatności. W zależności od tego, czy węzeł jest użebrowany i jak ewentualne żebra są rozmieszczone, o odporności ogniowej badanego ustroju nośnego decyduje inny sposób zniszczenia. Może to być zarówno lokalna utrata stateczności środnika słupa, jak i zniszczenie pasa rygla lub pasa słupa. Sposób konstrukcji węzła determinuje również schemat redystrybucji sił wewnętrznych generowanych w warunkach pożaru w elementach ramy. Metody: W pracy zidentyfikowano i porównano odpowiednie zależności specyfikujące relacje pomiędzy temperaturą elementów ramy a indukowanymi w tych elementach momentem zginającym i siłami osiowymi. Zależności te uzyskano po szczegółowej analizie przykładu numerycznego, w którym badano zachowanie w warunkach pożaru trzech odpowiadających sobie ram stalowych, przy czym w każdej z tych ram zastosowano węzły o innej sztywności. W pierwszym przypadku były to węzły z nieużebrowanym środnikiem, w drugim – ze środnikiem użebrowanym jedynie przez wykorzystanie żeber poziomych, w trzecim natomiast – węzły z żebrami poziomymi i żebrem ukośnym. W analizie dodatkowo zróżnicowano sztywność podparcia sprężystego modelującego podatność słupów ramy na poziome przemieszczenie węzłów. Wyniki: Uzyskane wyniki potwierdziły oczekiwany wniosek: w początkowej fazie pożaru w ryglach ramy dominuje ściskanie, co przekłada się na rozpychanie węzłów. Ze wzrostem temperatury elementów coraz większego znaczenia nabiera jednak wpływ narastającego ugięcia rygla, co w efekcie generuje postępujący zanik osiowej siły ściskającej. To z kolei powoduje ściąganie węzłów ramy do jej wnętrza. Tego typu ogólny schemat zachowania się ramy w pożarze ma jednak zasadniczo różny przebieg, jeśli tylko węzły ramy wykazują różną sztywność. Specyfikacja tych różnic oraz ich jakościowy i ilościowy opis są podstawowym celem prezentowanej pracy. Wnioski: Zachowanie się w pożarze rozwiniętym stalowej ramy nośnej warunkowane jest przez jej geometrię oraz rozmiary kształtujących ją elementów konstrukcyjnych o przekrojach zaprojektowanych tak, aby elementy te były zdolne do przenoszenia przyłożonych do nich obciążeń. W równym stopniu istotna jest podatność na deformacje zarówno samego ustroju nośnego, jak i poszczególnych węzłów scalających ten ustrój.

3

Wpływ podatności węzłów na przemieszczenia blachownic o środniku falistym

Basiński W.

Inżynieria i Budownictwo

|

2017

|

R. 73, nr 12

655--660

PL

Omówiono wpływ doczołowych połączeń podatnych na przemieszczenia całkowite dźwigarów SIN statycznie wyznaczalnych i statycznie niewyznaczalnych. Podano wyniki badań doświadczalnych dźwigarów statycznie wyznaczalnych zbudowanych z elementów łączonych połączeniami doczołowymi. Analizę wpływu sztywności obrotowej połączeń na przemieszczenia dźwigarów statycznie niewyznaczalnych przeprowadzono na modelach teoretycznych. Podano zakresy sztywności połączeń przegubowych, podatnych i sztywnych.

EN

The paper shows the influence of semirigid end-plate connections on the global displacements of SIN girders: statically determinate and statically indeterminate. The results of experimental investigations of statically determinate girders constructed from elements connected by end – plate joints are presented. In the case of statically indeterminate girders, the analysis of the influence of the rotational stiffness of joints on displacement was carried out on the theoretical models. The stiffness ranges of the joints are divided into pinned joints, semirigid and rigid joints was shown.

4

O wpływie podatności węzłów w szkieletowych konstrukcjach drewnianych na pracę statyczną konstrukcji

Baszeń M., Miedziałowski C.

Inżynieria i Budownictwo

|

2016

|

R. 72, nr 8

409--413

PL

Scharakteryzowano problematykę podatności węzłów szkieletowych konstrukcji drewnianych. Omówiono pracę węzłów w zależności od ich schematu statycznego. Zaprezentowano wyniki badań doświadczalnych węzłów, których celem było określenie wpływu obciążenia zewnętrznego na ich podatność.

EN

The paper presents problem of semi-rigidity of the joint in wood light-frame structures. Authors present behavior of joint work due to its static scheme. The results of experimental researches over the joints in wood light-frame structures are presented in the paper. The aim of these experiments was to specify the influence of the external loads on the semirigidity of the joint.

5

Wpływ zmian sztywności i odkształcalności węzłów na redystrybucję sił wewnętrznych w wielokondygnacyjnej konstrukcji ramowej

Malesza J.

Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2011

|

Vol. 2, no. 1

65-69

PL

W pracy zaproponowano wprowadzenie w analizie konstrukcji elementów łącznikowych o zwiększonej podatności na odkształcenia. Głównym celem pracy jest przedstawienie metody opisu modelu ramy wielopiętrowej i wielonawowej z elementami o zmiennej sztywności na styku połączeń rygla ze słupem. Zastosowane rozwiązanie wpływa korzystnie na redystrybucję sił wewnętrznych w ryglach ramy utwierdzonych w słupach, obniżając wytężenie przekrojów przysłupowych.

EN

Paper presents analitycal model taking into account joint deformability and stiffness changes of R.C. framed structure. The aim of the work is to determine the method of description of the structure statical model including crosssection stiffness changes and joint deformability. An analitycal example presenting influence of the cross-section stiffness changes and joint deformability on redistribution of internal forces is shown in the paper.

6

Zwichrzenie belek w stalowych konstrukcjach ramowych z uwzględnieniem podatności węzłów

Pisarek Z.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2004

|

z. 37[211], cz.1

303-310

EN

There are many continuous steel beams in the building frame structures. The design of beams requires consideration of limit states of yielding, local buckling, and lateral-torsional buckling. Depending upon the details of frame construction and joints characteristics, the moment capacity of a non suported beam may be limited by lateral-torsional buckling considerations to a vail less than the moment required to produce significant yielding of the cross-section. The main aim of this work is to present the influence of the characteristics of joints on behaviour the steel beam in the framework. Comparison between different procedure for calculation of lateral-torsional buckling are presented. The verification of analytical model based on MES results were conducted too.