Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Concurrent effects of the shear-lag and warping torsion on the performance of non-rectangular RC shear walls

Tabiee Mohammad, Abdoos Hatef, Khaloo Alireza

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 2

art. no. e138, 2023

EN

This paper aimed at analytically investigating the simultaneous effects of the shear-lag and warping torsion on the performance of non-rectangular reinforced concrete (RC) shear walls. Under the concurrent action of shear and axial loadings, the induced warping deformation due to the shear-lag as well as the warping torsion has been accounted for in the elastic region. On the strength of the minimum potential energy principle, a general formulation has been derived for the stress distribution of non-rectangular RC shear walls. By introducing the appropriate geometrical assumptions, the established formulations have then been re-written for conventional T-, U-, and L-shapes RC shear walls. The veracity of the results is ascertained through a comparative study employing finite element simulations for a U-shaped wall, and good agreement has been achieved to an extent that the proposed analytical formulation is capable to, respectively, predict the axial deformation and stress distribution with an accuracy of 95 and 90%. Also, the findings for the U-shaped wall indicate that the shear-lag can significantly affect the axial stress distribution and cracking load, and neglecting the influence of this phenomenon can lead to an inaccurate and a non-conservative design. Moreover, the contribution of the shear-lag and warping torsion has separately been highlighted for the U-shaped RC wall considered in this study.

2

Analiza stalowych elementów zbieżnych poddanych nieswobodnemu skręcaniu

Gosowski Bronisław, Lorkowski Paweł, Redecki Michał

Inżynieria i Budownictwo

|

2019

|

R. 75, nr 7-8

335--338

PL

Rozwiązano analitycznie i numerycznie pręt widełkowo podparty na obu końcach, obciążony na długości momentami skręcającymi (równomiernie rozłożonym i skupionym) oraz skupionym bimomentem i pręt o schemacie wspornika i podobnym obciążeniu. Rozważane pręty stanowią modele obliczeniowe stalowych konstrukcji wsporczych tramwajowej i kolejowej sieci trakcyjnej, mających postać zbieżnych słupów dwugałęziowych z pojedynczą płaszczyzną skratowań. Podano wnioski o charakterze praktycznym.

EN

The analytical and numerical solution of fork supported on both ends member is presented, loaded along its length by torsion moments (pointed and uniformly distributed) and pointed bimoment as well as a cantilever scheme member similarly loaded. Considered bars are used as computational models of tram or railway net supporting steel structure, which are commonly designed as a single laced build-up columns. The article ends with practical conclusions.

3

Rozwiązanie problemów skręcania ciągłych prętów dwuteowych pakietem Mathematica

Gosowski B., Redecki M.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2012

|

z. 59, nr 3/II

357-364

PL

Przedstawiono w postaci schematu procedury obliczeniowej sposób wykorzystania pakietu obliczeniowego Mathematica do rozwiązania zagadnień skręcania wieloprzęsłowych, pryzmatycznych prętów cienkościennych o przekroju otwartym znajdujących się w ośrodku obrotowo-sprężystym typu Winklera. Zaprezentowano ponadto przykłady wykorzystania wyprowadzonego rozwiązania do obliczeń statycznych skręcanego pręta ciągłego w ośrodku obrotowo-sprężystym, a także sporządzania linii wpływu przemieszczeń i sił przekrojowych.

EN

Computational procedure as a flowchart, implemented by Mathematica package, to solve torsion problems of continuous, prismatic thin-walled opened members situated in a Winkler rotational-elastic environment is presented. Moreover, examples of the derived solution are shown as applied in static calculations of torsional continuous members in rotational-elastic environment. Graphs of influence lines and internal forces are attached. Mathematica package allows derivation of a solution of complex non-uniform torsion of freely loaded continuous thin-walled opened cross section. Members can be flexibly supported and be situated in a Winkler rotational-elastic medium influencing along shear centre axis. One of the benefits is that Mathematica does not require proficient knowledge of distributions, which is necessary using solutions given by Gosowski [1, 2]. The accuracy of the obtained particular results was compared to examples published in [1] and the difference is not greater than 2%. Furthermore, the solutions were verified by FEM commercial software SOFiSTiK using bar elements with 7 DOF in each node. For default values of cross section characteristics calculated by the software the biggest discrepancy reached almost 37%. The accuracy may be increased through manual setting of warping resistance Iw and especially torsional inertia It. Thus the obtained results are exactly the same as the values calculated by Mathematica.

4

Skręcanie nieswobodne cienkich zamkniętych profili z kompozytu

Lewiński J., Wilczyński A.

Kompozyty

|

2009

|

R. 9, nr 4

384-389

PL

Przedstawiono rozwiązanie problemu nieswobodnego skręcania cienkich, zamkniętych profili kompozytowych. Zagadnienie to, opracowane dla materiałów izotropowych, nie znalazło dostępnych rozwiązań teoretycznych dla gwałtownie rozwijających się konstrukcji kompozytowych, powodując nie zawsze uzasadnione użycie metod numerycznych. W pracy wykorzystano monografie dotyczące materiałów izotropowych, używając podanych tam rozwiązań i metod, do których kieruje się czytelnika, po czym wprowadzono opisy materiałów kompozytowych (anizotropowych). Rozwiązanie polega na wyprowadzeniu zależności analitycznych pozwalających na wyznaczenie rozkładu naprężeń stycznych i normalnych w ściankach profilu, a także kątów skręcenia z uwzględnieniem nieswobodnego spaczenia profilu. Dla uzyskania pełnego opisu problemu rozwiązano kolejno problem skręcania swobodnego, problem ścinania siłami poprzecznymi i skręcanie nieswobodne. Efektem analizy skręcania swobodnego (ze swobodnym spaczeniem profilu) jest wprowadzenie pojęcia uogólnionej współrzędnej wycinkowej, które to pojęcie ma zasadnicze znaczenie w analizie właściwego skręcania nieswobodnego. Rozwiązanie problemu ścinania prowadzi do wyznaczenia środka sił poprzecznych, wokół którego odbywa się właściwe skręcanie. Analiza skręcania nieswobodnego dała końcowe zależności analityczne opisujące problem. Uzyskane zależności różnią się od analogicznych zależności dla izotropii wielkościami charakteryzującymi materiały kompozytowe. Pracę zakończono przykładem rozwiązania.

EN

The paper presents a theoretical solution for torsion of thin, closed composite sections. Such problems, known for isotropic materials are not easily accessible for anisotropic composite structures despite quick development of these materials. This enforces use of not always justifiable laborious numeric methods. Constrained torsion problems and solutions were posed and developed to a great extent in the Soviet Union, starting at the begining of the thirties in the previous century and greatly, without the use of computers and applied mostly by the military aviation industry during the World War II. The presented solution is an exact extension of the known results, to which the reader is directed, to the case of anisotropic polymeric composites, using methods of description presented in several monographs, two of which can be found in the literature list. The solution is based on formulation of analytical relations, allowing for determination of normal and shear stress distributions in the wall of the tube and the angle of torsion, taking into account the warp of the profile. To obtain the full solution the problems of pure torsion, shear by transverse forces and finally the constrained torsion had to be investigated. Analysis of free torsion (with unrestricted warp possibility) led to introduction of a new quantity - the sectorial coordinate, a convenient area description in the cases of constrained torsion, replacing the possible use of higher order moments of inertia. Solution of the shear problem gave coordinates of the axis of rotation of the profile, while the case of constrained torsion allowed for calculation of normal stresses, not existing in pure torsion. Results for composite structures differ from isotropic cases only by the influence of anisotropic elasticity constants and use these values in weighted averages describing material properties. The proposed theory is used in an exemplary solution of an engineering problem, showing the straight applicability in simple cases.

5

Buckling and post-buckling study of open section cylindrical shells subjected to constrained torsion

Kopecki T., Dębski H.

Archive of Mechanical Engineering

|

2007

|

Vol. LIV, nr 4

309-326

EN

The work concerns numerical – experimental studies on pre- and post-buckling of thin-walled, steel, cylindrical shells, with the open section, subjected to constrained torsion. Two geometrically varied structures are considered: an open section cylindrical shell without stiffeners and one that is reinforced by closed section stringers. The shells have five different length to diameter ratios. Numerical simulations were carried out and the neuralgic zone stress distributions in pre- and post-buckling responses, were determined. Torsion experiments were performed and the results were compared to the numerical conclusions, with reasonably high level of agreement. The exactness of the experiment was proven for selected cases, establishing the basis for FEM numerical model estimation.

PL

W pracy zaprezentowano wyniki eksperymentalno-numerycznych analiz deformacji walcowych, otwartych powłok, poddawanych skręcaniu nieswobodnemu, w zakresie obciążeń krytycznych i zakrytycznych. Rozważano dwa warianty struktury. Pierwszy z nich stanowiła powłoka pozbawiona wzmocnień, drugi – powłoka wzmocniona podłużnicami. Analiza numeryczna, w ujęciu metody elementów skończonych, obejmowała pięć ustrojów każdego rodzaju, o różnych długościach. Stosowano zlinearyzowaną analizę wyboczeniową oraz przyrostowo-korekcyjną analizę nieliniową. Obliczenia numeryczne pozwoliły określić rozkłady wytężenia w newralgicznych strefach ustrojów. Ich wyniki porównywane były z rezultatami eksperymentu. Dążono do uzyskania zgodności postaci i wielkości deformacji. Praca zakończona jest szeregiem wniosków i zaleceń konstrukcyjnych.