Artykuł przedstawia wykorzystanie technologii druku 3D do wzmocnienia stalowych profili zimnogiętych typu C. Przedmiotem analizy były zimnogięte belki stalowe usztywnione w połowie rozpiętości elementami wykonanymi w technologii druku 3D. Zaprezentowano wyniki doświadczalno-numeryczne trójpunktowego zginania. Obliczenia numeryczne przeprowadzono, uwzględniając nieliniowość materiału z uwzględnieniem dużych przemieszczeń. Analiza potwierdziła zwiększenie sztywności modeli poddanych trójpunktowemu zginaniu z wykorzystaniem usztywnienia wykonanego w technologii druku 3D z użyciem filamentu ABS.
EN
The article presents the use of 3D printing technology to strengthen cold-formed C-type steel profiles. The subject of the analysis were cold-formed steel beams stiffened in the middle of the span with elements made in 3D printing technology. The paper presents experimental and numerical results of three-point bending. Numerical calculations were carried out in the nonlinear range of the material and taking into account large displacements. The analysis confirmed the increase in stiffness of the models subjected to three-point bending with the use of a stiffener made in the incremental printing technology with the use of ABS filament.
Stiffeners reinforcing silo’s wall made from corrugated sheets are main structural elements sustaining meridional forces evoked by shear forces, source of which is friction of the material stored inside silo. Buckling resistance of stiffeners can be assessed by the method recommended in PN-EN 1993-4-1:2009/A1-2017-08E and in the draft of the Eurocode prEN 1993-4-1:2022. This method consists in determination of stiffener’s resistance treated as a column resting on elastic substrate which is the susceptible wall of the silo. It means that it was assumed that the stiffness of the sheeting resists buckling displacements normal to the silo wall. The procedure recommended in mentioned Eurocodes requires determination of stiffness coefficient K on the basis of the flexibility of an equivalent arch of the span equal to the double circumferential separation between adjacent stiffeners. The stiffness coefficient K was derived in the paper using classical mechanics methods and its value was compared to the one given in mentioned Eurocodes. Careful comparative analyses resulted in the identification of errors in one of the Eurocode formulae, which could result in a significant misestimation of the buckling resistance of the stiffeners. The proposed amendment led to a full correspondence between the final formula for K derived in the paper and that proposed in the referenced Eurocodes. The errors found were reported to the coordinator of the CEN working group updating EN 1993-4-1.
In this paper, existing knowledge on the behaviour of soil-steel composite structures (SSCSs) has been reviewed. In particular, the response of buried corrugated steel plates (CSPs) to static, semistatic, and dynamic loads has been covered. Furthermore, the performance of SSCS under extreme loading, i.e., loading until failure, has been studied. To investigate the behaviour of the type of composite structures considered, numerous full-scale tests and numerical simulations have been conducted for both arched and box shapes of the shell. In addition, researchers have examined different span lengths and cover depths. Furthermore, to enhance the load-bearing capacity of the composite structures, various stiffening elements have been applied and tested. The review shows that the mechanical features of SSCSs are mainly based on the interaction of the shell with the soil backfill. The structures, as a composite system, become appropriately stiff when completely backfilled. For this reason, the construction phase corresponds to the highest values of shell displacement and stress. Moreover, the method of laying and compacting the backfill, as well as the thickness of the cover, has a significant impact on the behaviour of the structure at the stage of operation in both the quantitative and qualitative sense. Finally, a limited number of studies are conducted on the ultimate bearing capacity of large-span SSCS and various reinforcing methods. Considerably more works will need to be done on this topic. It applies to both full scale tests and numerical analysis.
PL
W artykule podsumowano dotychczasową wiedzę na temat zachowania się mostowych konstrukcji gruntowo-powłokowych. W szczególności przeprowadzony przegląd dotyczy mechanicznej odpowiedzi obiektów z blach falistych na obciążenia statyczne, quasi-statyczne i dynamiczne. Ponadto, studium literaturowe obejmuje badania konstrukcji gruntowo-powłokowych przy ich ekstremalnym obciążeniu, tj. do poziomu obciążenia niszczącego. W tym zakresie zachowanie rozpatrywanego typu konstrukcji badano w licznych testach obciążeniowych w pełnej skali jak również na drodze symulacji numerycznych zarówno dla kształtów łukowych, jak i skrzynkowych powłoki. Analizom takim poddano obiekty o różnych rozpiętościach I przy różnych grubościach zasypki. Ponadto, w celu zwiększenia nośności obiektów inżynierskich z blach falistych zastosowano i przetestowano różnego rodzaju elementy usztywniające. Z przeprowadzonego przeglądu wynika, że najważniejsze cechy mechanicznego zachowania się konstrukcji gruntowo-powłokowych opierają się głównie na wzajemnej współpracy powłoki z gruntową zasypką inżynierską. Obiekty takie, jako swego rodzaju układy zintegrowane, nabierają odpowiedniej sztywności dopiero po całkowitym zasypaniu powłoki. Z tego powodu największe deformacje oraz wytężenie powłoki występują w fazie budowy. Sposób układania i zagęszczania zasypki oraz jej minimalna wysokość ponad powłoką mają ponadto istotny wpływ na zachowanie się konstrukcji pod obciążeniem użytkowym na etapie eksploatacji, zarówno w sensie ilościowym, jak i jakościowym. Podsumowując przegląd, wskazano na fakt, że liczba badań, w których określano nośność graniczną, jest ograniczona w przypadku obiektów o dużej rozpiętości i przy zastosowaniu różnych sposobów wzmocnienia konstrukcji. W tym zakresie temat badań obiektów inżynierskich z blach falistych powinien zostać rozszerzony. W opinii autorów w najbliższych latach pojawią się nowe prace w tym zakresie. Dotyczy to zwłaszcza pełnoskalowych testów obciążeniowych ale także analiz numerycznych.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki badania wytrzymałości na rozciąganie próbek filamentów ABS i modyfikowanych włóknem węglowym filamentów PA6 i PA12 wykonanych w technologii druku przestrzennego. Badania mają na celu określić właściwości mechaniczne struktur 3D, z których będą realizowane planowane modele konstrukcyjne. Przedstawiono sposób wykorzystania druku 3D do prototypowego wytworzenia montażowej wkładki usztywniającej ceowe profile zimnogięte stosowane w budownictwie szkieletowym.
EN
The article presents the results of tensile strength tests of samples made in the 3D printing technology for ABS filaments and PA6 and PA12 filaments modified with carbon fiber. The performed tests are aimed at determining the mechanical properties of 3D structures from which the planned structural models will be implemented. A method of using 3D printing for the prototype production of an assembly insert that stiffens C-shaped cold-bent profiles used in frame construction is presented.
Selected problems of elastic and elastic-plastic stability of steel structure elements are presented. Numerical analyses are concerned with two types of bisymmetrical rolled I-section steel beams, namely beams with no discrete lateral and torsional restraints and with midspan lateral and torsional restraint. Numerical shell model built in ABAQUS software environment was used. Practical conclusions are drawn on the basis of results made available from numerical analyses carried out.
PL
Przedstawiono wybrane zagadnienia stateczności sprężystej i sprężysto-plastycznej elementów stalowych. Dokonano analiz numerycznych stateczności dwóch typów belki dwuteowej walcowanej, mianowicie belki bez usztywnień bocznych i przeciwskrętnych w przęśle oraz belki z jednym usztywnieniem w środku rozpiętości. Wykorzystano powłokowy model zbudowany w programie ABAQUS. Na podstawie wykonanych analiz sformułowano wnioski praktyczne.
The study presents an analysis of steel I-beam warping. The calculations were made for hot-rolled IPE200 hinged beams with different lengths. After determining load-bearing capacity using the GMNIA method, the beams were strengthened with bimoment restraints at each end. The changes in critical moment and load-bearing capacity were then evaluated. The study presents the manner in which the material and geometric imperfections have been determined. The GMNIA calculations were conducted using the Finite Element Method in Abaqus software. The results were then compared to results obtained with traditional methods and acquired from LT Beam software.
W artykule przedstawiono stan przedawaryjny dźwigara kratowego budynku maszynowni. Przeprowadzono dyskusję na temat zasadności zastosowania obudowy z blachy trapezowej jako elementu konstrukcyjnego. Rozważania te oparto na podstawie symulacji numerycznych wykonanych obliczeń wg literatury przedmiotu. W artykule sformułowano wymogi oraz opisano błędy wynikające z trudności poprawnego wykonywania usztywnień – przepon w postaci blachy trapezowej podczas realizacji.
EN
The article presents the pre-failure of the lattice girder of the engine room building. There was a discussion on the validity of using a trapezoidal sheet metal casing as a structural element. These article formulates additional requirements and describes errors resulting from the difficulty of correct execution of stiffeners.
Omówiono stosowane obecnie układy stężające budynków wysokich, ze szczególnym uwzględnieniem budynków o konstrukcji betonowej. Na przykładzie budynku o wysokości 136 m przeanalizowano kształtowanie układu stężającego. Analizie poddano wpływ ukształtowania trzonu budynku, ścian i słupów współpracujących z trzonem na sztywność poprzeczną budynku. Analizy wykonano z wykorzystaniem programu ROBOT.
EN
Lateral load-resisting systems applied nowadays in high-rise buildings have been described with the special emphasis to concrete structure buildings. Using 136 m high concrete structure building as an example analysis of shaping of lateral system was conducted. In the analysis the following was considered: core shape, wall localization, cooperation of column. Analysis was performed with the use of software Robot.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Połączenia śrubowe są najczęściej stosowanym typem połączeń w ramach stalowych. Biorąc pod uwagę łatwość wykonania i montażu zazwyczaj wykonuje się je jako nieużebrowane, doczołowe połączenia śrubowe. Czasem w celu zwiększenia ich nośności lub sztywności, zachodzi potrzeba zastosowania dodatkowych wzmocnień w postaci żeber usztywniających lub wzmocnień środnika albo pasa słupa. W referacie przedstawiono wpływ tych wzmocnień na charakterystyki podatnościowe oraz koszt wykonania połączenia. Przeprowadzono także analizy obliczeniowe mające na celu określenie wpływu zastosowania w/w wzmocnień na zachowanie się i koszt wykonania ramy stalowej.
EN
The bolted joints are the most often used type of connections in steel frames. Taking into consideration simplicity of manufacture and erection of the structure the preloaded, unstiffened bolted end-plate connections with extended end-plate are used. Sometimes to increase the capacity or the resistance of the connection, stiffenings, web plates and backing plates can be added to joints construction. The paper presents the influence of these stiffenings on initial stiffness, resistance and cost of manufacture of joints.
Przedstawiono analizę statyczną i analizę stateczności sprężystej wybranych parabolicznych dźwigarów łukowych ze zmienną liczbą cięgien ukośnych. Wykazano, że cięgna te przyczyniają się do znacznego zwiększenia obciążenia krytycznego łuku oraz do istotnego ograniczenia deformacji łuku spowodowanych działaniem obciążeń nierównomiernych.
EN
The paper presents static analysis and elastic stability analysis of chosen parabolic arches with the variable number of diagonal ties. It was shown that such ties lied to the considerable increase of the critical load of the arches and they generated the radical reduction of the deformation of arches subjected to the irregular loads.
Przepisy projektowania ignorują wzajemne oddziaływanie ścianek przy wyboczeniu miejscowym, a wyboczenie dystorsyjne belek z półkami z usztywnieniami brzegowymi jest rozważane dla najprostszych przypadków. Postać dystorsyjna niestateczności wymaga specjalnej uwagi, ponieważ może narzucać mechanizm zniszczenia belek usztywnionych poszyciem z blach profilowanych. Porównano wyniki otrzymane metodą pasm skończonych (FSM) z uzyskanymi na podstawie norm.
EN
Current design methods ignore local buckling interaction and do not explicitly consider distorsional buckling of cold-formed beams with edge stiffened flanges. Distorsional buckling deserves special attention because of its ability to control the final failure mechanism of beams attached to the profiled sheeting. The design recommendations have been testing using the Finite Strip Method.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
An overview of micro-tribological events, including micro-adhesion, micro-hysteresis and micro-lubrication is presented in this paper. The link between micro-lubrication and elastohydrodynamics is inseparable, but it appears that elastomer properties have diminishing importance as the scale of texture reduces. In the limit, micro-hysteresis effects give way to micro-adhesion, the latter depending critically on the harshness of micro-texture. Lubricant entrainment over asperity peaks is a function primarily of macro-texture, in particular the slope of such asperities and the void volume created by the macro-texture. This void volume acts as minute lubricant reservoirs which supply the entrainment mechanism and ultimately oppose the adhesion-generating harshness effect. There has been a limited investigation as reported in the literature of the macro-tribology of elastomeric contacts, but very little in the case of micro-events. This is surprising in view of the crucial relevance of such phenomena to an understanding of sliding seals, rubber mounts and tyre friction.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.