Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza ram stalowych w kontekście odporności konstrukcji

Kukla Damian, Kozłowski Aleksander

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 1-2

55--59

PL

W artykule przedstawiono wyniki dynamicznych analiz numerycznych stalowych konstrukcji ramowych poddanych symulacji scenariusza usunięcia słupa wewnętrznego. Analizy wykonano, opierając się na zwalidowanych modelach numerycznych na podstawie badań doświadczalnych stalowych węzłów doczołowych. Wyniki analiz podsumowano praktycznymi zaleceniami projektowymi kształtowania śrubowych stalowych węzłów doczołowych w sytuacji wyjątkowej utraty słupa środkowego.

EN

Result of dynamic numerical analysis of steel frames subjected to simulation of internal column loss scenario has been presented. The analysis was performed on the validated numerical models based on the experimental tests of steel end-plate joints. Results of analysis were summarized by practical design recommendations how shaping bolted steel end-plate joints under accidental design situation.

2

Numerical investigation of steel frame robustness under external sudden column removal

Kozłowski Aleksander, Kukla Damian

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 2

177--193

EN

Numerical analysis of robustness assessment of steel planar framed structures under sudden external column removal is presented. The analysis is based on the previous experimental and numerical analyzes conducted in the Ph.D. project. Advanced and validated finite element models of steel structures with bolted end plate joints were used using Abaqus software. Six different cases of analysis using flush and extended bolted end-plate joints were performed. The actual results of the axial forces and rotations of the joints, failure models, and other important factors about structure behaviour are presented. The clear division of the results obtained depended on the type of joint used in the structure. In the cases of application of extended end-plate joints in frame analysis, the required level of robustness was reached in all cases and stopping of collapse development was obtained. In all cases of frame analysis with flush end-plate joints, an insufficient level of robustness on progressive collapse was obtained and partial failures of the structures were reached. Due to the location of the external column, the catenary actions to mitigate progressive collapse were very limited.

PL

Przedstawiono analizę numeryczną oceny odporności stalowych płaskich konstrukcji ramowych pod wpływem nagłego usunięcia słupa zewnętrznego. Przeprowadzono analizy w oparciu o wcześniejsze badania eksperymentalne i analizy numeryczne przeprowadzone w ramach pracy doktorskiej pierwszego autora. Wykorzystano zaawansowane i zwalidowane modele elementów skończonych konstrukcji stalowej z połączeniami śrubowymi z blachą czołową przy użyciu oprogramowania Abaqus. Przeprowadzono sześć różnych przypadków analizy, w których zastosowano połączenia śrubowe doczołowe z blachą wpuszczoną i wystającą. Przedstawiono dokładne wyniki sił osiowych i obrotów połączeń, modele zniszczenia i inne ważne czynniki dotyczące zachowania konstrukcji. Wyraźny podział otrzymanych wyników zależny jest od rodzaju zastosowanego węzła w konstrukcji. W przypadku zastosowania w analizie ram połączeń doczołowych z blachą wystającą, we wszystkich przypadkach osiągnięto wymagany poziom odporności i zatrzymano rozwój katastrofy. We wszystkich przypadkach analizy ram z połączeniami doczołowymi z blachą wpuszczoną uzyskano niewystarczający poziom odporności na postępującą katastrofę i obserwowano częściowe uszkodzenia konstrukcji. Ze względu na usytuowanie słupa zewnętrznego działanie akcji cięgnowej mające na celu złagodzenie postępującego zawalenia było znacznie ograniczone. Na koniec przedstawiono zalecenia dotyczące kształtowania doczołowych połączeń śrubowych w celu zwiększenia odporności konstrukcji.

3

Analysis of steel frame under selected accidental situation

Kukla Damian, Kozłowski Aleksander

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 4

293--309

EN

The current design codes recommend designing the building structures based on the assumption avoiding the disproportionate to the initial cause damage during accidental situation. As a main strategy to mitigate a progressive collapse an alternative load path method is recommended. Flush and extended bolted end-plate joint to connect beam-to-column were experimentally tested. Hierarchical validation of joint FEM models based on experimental test results were performed. The numerical dynamic analysis by finite element method of selected steel frame under column loss scenario is presented. The planar 2D model of frame were used. Shell elements for beams and columns and solid elements for joints were employed respectively. Nonlinear material and geometry were applied in the analysis. Johnson-Cook model was used to describe the change of steel parameters by dynamic Increase Factor (DIF). The Rayleigh model to include the damping effects in the analysis was used. The dynamic analysis was performed with the use of Abaqus/Explicit module. Main conclusion of presented research it that to achieve the required level of robustness, bolted beam-to-column joints with extended end-plate of thickness more than 15 mm should be used.

PL

Obecne przepisy projektowe zalecają projektowanie i wykonywanie konstrukcji budowlanych w oparciu o unikanie nieproporcjonalnego do pierwotnej przyczyny uszkodzenia w sytuacji wyjątkowej. W obecnych normach projektowych przedstawiono kilka sposobów ochrony konstrukcji przed katastrofą postępującą. Jako główną strategię łagodzenia katastrofy postępującej zaleca się metodę alternatywnej ścieżki obciążenia. Odporność konstrukcji jest definiowana jako zdolność konstrukcji do zatrzymania katastrofy. Wykonano badania doświadczalnie śrubowych węzłów doczołowych belka-słup z blachą wpuszczoną i wystającą. Przeprowadzono walidację hierarchiczną modeli MES węzłów na podstawie wyników badań eksperymentalnych. Przedstawiono dynamiczną analizę numeryczną, opartą na metodzie elementów skończonych, wybranej ramy stalowej w sytuacji wyjątkowej. Zastosowano płaski model konstrukcji. Do budowy modelu ramy wykorzystano odpowiednio elementy powłokowe dla belek i słupów oraz elementy bryłowe dla węzłów. Wykorzystano nieliniowy model materiału i geometrii do wykonania modelu. Charakterystyki materiałowe stali zostały zmodyfikowane przez zastosowanie dynamicznego współczynnika wzrostu (DIF), przy użyciu modelu Johnson-Cook. W obliczeniach wykorzystano moduł Abaqus/Explicit z uwzględnieniem tłumienia. Wyniki analizy wskazują, że zastosowanie w konstrukcji ramowej doczołowych węzłów śrubowych z blachą wystającą o grubości większej niż 15 mm prowadzi do wytworzenia w konstrukcji mechanizmu cięgnowego i zatrzymania katastrofy postępującej.