Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Rectangular gusset plate behaviour in cold-formed I-type steel connections

Bučmys Ž, Daniūnas A.

Archives of Civil Engineering

|

2017

|

Vol. 63, nr 2

3--21

EN

Cold-formed structure connections utilizing gusset plates are usually semi-rigid. This paper investigates the behaviours of rectangular gusset plates in cold-formed connections of elements whose columns and beams are made with lipped back-to-back C-sections. Methods of calculating strength and stiffness are necessary for such semi-rigid joints. The main task of this paper is to determine a method capable of calculating these characteristics. The proposed analytical method could then be easily adapted to the component method that is described in part 1993-1-8 of the Eurocode. This method allows us to calculate both the strength and stiffness of rectangular gusset plates, assuming that the joint deforms only in plane. This method of design moment resistance calculation was presented taking into account that an entire cross-section shall reach its yield stress. A technique of stiffness calculation was presented investigating the sum of deformations acquired at the bending moment and from shear forces which are transmitted from each beam bolt group. Calculation results according to the suggested method show good agreement of laboratory experimental results of specimens with numerical simulations. Two specimens of beam-to-column connections were tested in the laboratory. Lateral supports were used on the specimens to prevent lateral displacements in order to better investigate the behaviour of the rectangular gusset plate in plane. Experiments were simulated by modelling rectangular gusset plates using standard finite element software ANSYS Workbench 14.0. Three-dimensional solid elements were used for modelling and both geometric and material nonlinear analysis was performed.

PL

Cienkościenne przekroje formowane na zimno są szeroko stosowane jako konstrukcje nośne. W większości przypadków, cienkościenne przekroje pełnią funkcję płatew, kratownic stalowych oraz lekkich ram portalowych. Połączenia takich konstrukcji powinny być proste, szybkie i łatwe w instalacji. Jednym z najprostszych sposobów połączenia belki nośnej z kolumną jest zastosowanie blach węzłowych i śrub. Ten rodzaj połączenia składa się z blachy węzłowej, przekrojów kolumny i belki nośnej oraz śrub. Przegląd prac wykazał brak uniwersalnych i dokładnych metod obliczania wytrzymałości i sztywności prostokątnych blach węzłowych. Celem niniejszej pracy jest przedstawienie metody oceny prostokątnej blachy węzłowej, zarówno pod względem wytrzymałości jak i sztywności. Ponadto, skupia się ona na porównaniu tych wyników z danymi dotyczącymi badania laboratoryjnego i danych numerycznej symulacji. Niniejsza praca zawiera metodę oceny wytrzymałości i sztywności prostokątnej blachy węzłowej. Zachowanie zostało zbadane przy założeniu, że blacha ulega deformacji wyłącznie w płaszczyźnie. Obrót prostokątnej blachy węzłowej został zbadany jako suma deformacji będących wynikiem sił zginania i ścinania, które są przenoszone z grupy śrub. Preparaty EC3 zostały dostosowane do przedstawionej metody obliczania sztywności.

2

Historic timber roofs modelling: prosthesis and resin repairs

Descamps T., Avez C., Carpentier O., Antczak E., Jeong G.Y.

Wiadomości Konserwatorskie

|

2016

|

Nr 47

52--60

EN

Current standards mainly focus on modern dowel type joints and usually provide little guidance to designers regarding traditional joints. An effective timber repair needs a complex interdisciplinary work with careful investigation and execution. In the field of restoration of patrimonial buildings, engineers have to work with old structures made of badly preserved timber elements connected by particular connections known as “traditional connections”. The joints play a major role in the structural behaviour of the old timber frames. Further studies in the area are deemed necessary to establish a reliable design specification, the protocol of the repair procedure, and recommendations for the future rehabilitation or strengthening interventions. Patrimonial timber roofs are of considerable historic and aesthetic significance, and demand a thorough understanding of the principles and techniques involved to choose a suitable repair strategy. When restoring a beam with a prosthesis, a continuity joint between the prosthesis and the sound parts of the existing timber beams has to be designed. Those connections are most of the time made with glued-in rods. This paper presents a research carried out to develop a FE model which may predict the behaviour, e.g. the strength and the stiffness, of glued-in rods used for continuity joints.

PL

Obowiązujące standardy i normy koncentrują się na współczesnych połączeniach kołkowych i zazwyczaj nie zawierają zbyt wielu wytycznych dla projektantów wykorzystujących tradycyjne połączenia. Skuteczna naprawa elementów drewnianych wymaga złożonych i interdyscyplinarnych działań, uważnych badań i realizacji. W obszarze odnowy historycznych budynków inżynierowie pracują na dawnych konstrukcjach, zbudowanych ze źle zachowanych elementów drewnianych, połączonych różnymi tzw. „tradycyjnymi złączami’. Połączenia odgrywają kluczową rolę w pracy konstrukcji starych drewnianych obiektów. Konieczne jest przeprowadzenie dalszych badań w tym obszarze, aby wypracować rzetelne specyfikacje dla projektantów, protokół procedur naprawczych oraz rekomendacje dla przyszłych interwencji renowacyjnych lub wzmacniających. Zabytkowe dachy drewniane odgrywają istotną rolę z punktu widzenia historycznego i estetycznego oraz wymagają dogłębnego zrozumienia oryginalnie zastosowanych zasad i technik, w celu wybrania właściwej strategii naprawczej. Podczas renowacji belki za pomocą protezy konieczne jest zaprojektowanie ciągłego połączenia pomiędzy protezą a zdrową częścią starej belki drewnianej. Połączenia takie wykonuje się najczęściej z wykorzystaniem wklejanych prętów. Artykuł opisuje badania przeprowadzone w celu opracowania Modelu Elementów Skończonych, który będzie w stanie prognozować pracę i zachowanie, np. wytrzymałość oraz sztywność wklejanych prętów wykorzystywanych w złączach ciągłych.

3

Finite element modelling of the behaviour of steel end-plate connections

Jabłońska-Krysiewicz A.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2015

|

z. 62, nr 3/II

173--184

EN

Although the effect of semi-rigid steel beam-to-column connections on the behaviour of steel frames and their substantial economic benefits are recognized nowadays, many structural analyses still consider connections as either fixed or pinned. For that reasons, there is need to be able the generate moment-rotation responses of semi-rigid connections that can be used for analysis and design proposes. Characteristic of the joints can be found using FEM models. The objective of the analysis was to find moment-rotation curves for end-plate connections. The analyzed splices were shaped considering typical recommendations for such connections. Numerical elastic-plastic 3D finite models was performed in order to establish a numerical analysis method for evaluating deformation of extended end-plate-beam-to-column joint for varying thickness of end plates. There were used contact elements between bolts and beam and column. Analysis was done for non-preloaded high strength bolts. This kind of model was generated by using the FEM software package ANSYS version 14. Results show moment-rotation curves for thicknesses 6mm, 10mm and 20mm of end-plate. The study confirmed the influence of thickness of end plates on moment-rotation curves for analysing joints and proved that the FE technique was capable of prediction connection response to an acceptable degree of accuracy. The results can be used in advanced structural analysis of beams and frames.

PL

Pomimo, że obecnie znane są ekonomiczne korzyści uwzględniania półsztywnych połączeń belek ze słupami na zachowanie się stalowych konstrukcji ramowych, wiele analiz konstrukcji wciąż bierze pod uwagę jedynie węzły idealnie sztywne bądź przegubowe. Z tego powodu istnieje potrzeba stworzenia charakterystyk moment - obrót węzłów półsztywnych, które mogłyby służyć w analizach i projektowaniu. Charakterystyki połączeń mogą być uzyskiwane przy użyciu modeli MES. Celem badań było znalezienie krzywej moment – obrót doczołowego połączenia śrubowego. Rozważany węzeł został ukształtowany według zaleceń dla typowych połączeń. Wykonano sprężysto–plastyczny, przestrzenny model MES w celu oceny odkształceń śrubowego węzła belki ze słupem z wystającą blachą czołową dla różnych grubości tej blachy. Do zasymulowania styku pomiędzy belką a słupem wykorzystano elementy kontaktowe. Analizę prowadzona dla niesprzężonych śrub wysokiej wytrzymałości. Siatkowanie zostało wygenerowane przy użyciu pakiet oprogramowania ANSYS wersja 14. Jako wyniki otrzymano krzywe zależności moment - obrót dla blachy czołowej o grubości odpowiednio 6 mm, 10 mm i 20 mm. Badania potwierdziły wpływ grubości blachy czołowej na charakterystykę moment – obrót dla analizowanych węzłów i udowodniły, że metoda MES może służyć do określenia odpowiedzi węzła akceptowalną dokładnością, a wyniki mogą być używane w zaawansowanej analizie konstrukcji Ram lub pojedynczych belek.

4

Wpływ podatności obrotowej połączenia rygiel - słup na sztywność połaciową energoaktywnego przekrycia hali ramowo-płatwiowej

Brzezińska K., Szychowski A.

Budownictwo i Architektura

|

2013

|

Vol. 12, nr 2

197--204

PL

W pracy przeanalizowano wpływ podatności obrotowej połączenia rygiel-słup na sztywność połaciową podłużnie stężonego przekrycia ramowo - płatwiowego hali o konstrukcji pełnościennej, przystosowanej do pozyskiwania energii cieplnej z promieniowania słonecznego. W takim przypadku pokrycie dachu stanowi szklana przegroda przezroczysta, wymagająca znacznej sztywności połaciowej przekrycia. Celem analizy było porównanie sztywności połaciowej przekrycia ramowo–płatwiowego z przekryciami strukturalnymi i wiązarowo-płatwiowymi, w zależności od typu stężenia podłużnego oraz sztywności obrotowej połączenia rygiel-słup. Badania przeprowadzono dla trzech schematów stężeń połaciowych i różnych wskaźników sztywności połączenia rygiel-słup (od u=0 –połączenie przegubowe, przez u=0,25; 0,5; 0,75 –połączenie podatne, do u=1 –połączenie sztywne). W przenoszeniu sił poziomych zaobserwowano zjawisko interakcji sztywności ram z węzłami podatnymi (rygiel-słup) z połaciowymi stężeniami podłużnymi, opartymi na stężeniach poprzecznych ścian szczytowych. Największą sztywność połaciową wykazały stężenia „2X” i „K” ze sztywnymi węzłami w narożach ram.

EN

The paper analyses the influence of the rotational flexibility of beam-column connection on the roof plane rigidity of the longitudinally braced frame-purlin cover of the solid wall hall. The cover is adapted to obtain thermal energy from solar radiation. The roof cover is then provided in the form of a transparent glass barrier which requires considerable roof plane rigidity. The analysis aimed to compare the roof plane rigidity of the frame-purlin cover to those of space structures and truss-purlin covers, depending on the type of longitudinal bracing and rotational rigidity of the beam-column connection. The investigations were conducted for three types of roof plane bracing and different rigidity indexes of the beam-column connection (from u=0 – pin connection, through u=0.25; 0.5; 0.75 – semi-rigid connection, to u=1 – rigid connection). In the transfer of horizontal forces, the interaction of the rigidity of frames with flexible nodes (beam-column) with longitudinal roof plane bracings supported by lateral bracings of gable walls was observed. The highest roof plane rigidity was demonstrated by 2X-shaped and K-shaped braces with rigid nodes at frame corners.

5

Sztuczne sieci neuronowe w mechanice materiałów i konstrukcji - ostatnie wyniki badań

Waszczyszyn Z., Ziemiański L.

Inżynieria i Budownictwo

|

2011

|

R. 67, nr 9

486-491

PL

Omówiono zastosowania sztucznych sieci neuronowych do analizy niezawodności dźwigara stalowego, predykcji liczby cykli niszczących ściskane próbki betonowe, identyfikacji sił w śrubach węzłów podatnych, strojenia modeli MES oraz w diagnostyce i monitorowaniu elementów konstrukcji.

EN

The artificial neural networks applications in analysis of the following problems are discussed: reliability analysis of a steel girder, prediction of the number of load cycles causing fatigue damage of compressed concrete specimens, identification of bolts' forces in semi-rigid connections, updating of the finite element models and in diagnostics and health monitoring of structures members.

6

Design of beam-to-column joints in steel storage pallet racks by testing and by component method

Ślęczka L., Kozłowski A.

Archives of Civil Engineering

|

2008

|

Vol. 54, nr 1

263-291

EN

Steel storage pallet racks are three-dimensional framed systems, similar to multi-storey building structures. Huge development of such structures observed nowadays is connected with rapid growth of storage space demand. To provide the easy accessibility to stored products, pallet racks are not braced in down-aisle direction, so their design model must be treated as semi-continuous sway frame. The only sources of stiffness required for down-aisle stability are stiffness of the connections between columns and beams, and stiffness of the base plate connections of columns. Connections between columns and beams should enable beams to be clipped into various position at column heights, which can be changed by user, so they are realised by means of different types of mechanical devices (tabs, hooks etc), without the need of using bolts and welds. Such joints have nonlinear M - Fi characteristic and they are semi-rigid in nature. Currently, there is a lack of theoretical approaches to determine strength, stiffness and rotation capacity of such connection allowing to model M - Fi curve, so the only way to obtain these properties is experimental testing. The first purpose of this paper is to present the procedures applied in such approach and present test results of beam-to-column joints in one of commercially available pallet rack. Connections of beams to internal columns (two beams joined to column) and connections of beams to external columns (one beam joined to column) for different types of beams were covered by tests. The paper presents joint moment-rotation characteristics as well as failure modes. Second aim of this paper is to present application of the component method to assess main joint properties, i.e. the moment resistance and initial stiffness of storage rack joints. Results obtained using developed model are compared with the test results. Level of accuracy reached from component method shows possibility of using this method in practical application.

PL

Stalowe paletowe regały magazynowe są ramami przestrzennymi, o układzie geometrycznym zbliżonym do konstrukcji wielokondygnacyjnych budynków szkieletowych. Znaczny ich rozwój, który obecnie można obserwować, jest związany z gwałtownym wzrostem powierzchni magazynowych. Aby zapewnić łatwy dostęp do przechowywanych produktów, regały magazynowe nie są stężone w kierunku podłużnym, tak więc ich modelem obliczeniowym jest przechyłowa rama niepełnociągła. Jedynym źródłem sztywności postaciowej takiej ramy jest sztywność połączeń belek ze słupkami i sztywność zamocowania ramy w podstawie (posadzce). Ponieważ połączenia belek ze słupkami muszą pozwalać użytkownikowi na łatwą zmianę poziomu mocowania rygli, są więc realizowane za pomocą łączników mechanicznych, takich jak różnego rodzaju wypustki, haki itp., bez konieczności użycia śrub i spoin, tak jak w klasycznych połączeniach konstrukcyjnych. Takie połączenia charakteryzują się nieliniową zależnością M - Fi i są połączeniami półsztywnymi. Obecnie brak jest teoretycznych metod określania ich nośności, sztywności i zdolności do obrotu, pozwalających na modelowanie odpowiedniej zależności M - Fi, więc jedyną drogą do ich uzyskania są badania doświadczalne. Pierwszym celem niniejszego artykułu jest przedstawienie metod stosowanych w badaniach połączeń belek ze słupkami w stalowych regałach magazynowych, oraz zaprezentowanie wyników badań przeprowadzonych na jednej rodzinie połączeń. Badaniami objęto zarówno połączenia jednostronne (węzły skrajne, z dochodzącą belką tylko z jednej strony), jak i połączenia dwustronne (węzły środkowe, z dochodzącymi belkami z obu stron). Brano pod uwagę także różne rozmiary belek. Artykuł przedstawia otrzymane zależności M - Fi, jak i zaobserwowane formy zniszczenia. Drugim celem artykułu jest próba zastosowania metody składnikowej w celu oszacowania głównych własności analizowanych połączeń - ich nośności i sztywności początkowej. Wyniki otrzymane z zaprezentowanego modelu obliczeniowego są porównane z wynikami badań. Poziom zgodności osiągnięty przy zastosowaniu metody składnikowej pokazuje na możliwości jej praktycznego stosowania przy projektowaniu takich połączeń.