W artykule przedstawiono wyniki analiz eksperymentalnych i numerycznych opisujących odpowiedź prefabrykowanych płyt z betonu zbrojonego prętami stalowymi wysokiej wytrzymałości na działanie sił wywołujących zginanie elementu. Przedmiotem badań eksperymentalnych było 45 płyt żelbetowych umiejscowionych na specjalnie przygotowanym stanowisku. Badano wpływ grubości płyt oraz ich stopnia zbrojenia na nośność i odkształcalność elementu. Badano strefę środkową płyty, w której jest stały moment zginający. Stwierdzono, że płyty o grubości 120 mm wykazywały bardziej kruche zniszczenie, podobne do zniszczenia ściskanych elementów betonowych, podczas gdy charakter zniszczenia płyt cienkich 80 mm był bardziej łagodny. W wyniku analiz numerycznych i eksperymentalnych stwierdzono, iż zastosowanie stali B600B pozwala na oszczędniejsze wykorzystanie stali zbrojeniowej. W badaniach eksperymentalnych zastosowano system diagnostyczny pomiaru przemieszczeń i odkształceń, który w łatwy sposób można zaimplementować w warunkach użytkowania rzeczywistej konstrukcji. Uzyskane wyniki eksperymentalne porównano z wynikami z analizy modelu numerycznego.
EN
The paper presents experimental and numerical studies to determine the main characteristics of bent reinforced concrete precast slabs. We tested 45 reinforced concrete slabs with a constant load, in a specially made steel stand. The main purpose of the test is to study the effect of the thickness and percentage of reinforcement of slabs on strength and deformability. The zone of a slab with a constant moment was studied. It was revealed that slabs with a thickness 120 mm showed a more brittle fracture similar to the destruction of compressed concrete elements, while thin plates 80 mm collapsed in a quieter nature. As a result of numerical and experimental analyses, it was found that the use of B600B steel allows for more economical use of reinforcing steel. In the experimental research, a diagnostic system for measuring displacements and strains was used, which can be easily implemented in the conditions of use of the real structure. The obtained experimental results were compared with the results obtained from the analysis of the numerical model.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Prezentowane wyniki stanowią wstępne podsumowanie dotychczasowych badań własnych dotyczących połączeń zakładkowych, hybrydowych, nitowano-śrubowych. Rozważano elementy próbne z połączeniami dwuciętymi, w których jeden z nitów został wymieniony na śrubę wysokiej wytrzymałości. W poszczególnych elementach śruby osadzano w otworach zwykłych lub pasowanych, a następnie sprężano. Zagadnienie związane z wymianą nitów na śruby podjęto z uwagi na częste stosowanie takiej praktyki w przypadku remontów zabytkowych konstrukcji stalowych. Jednak nośność takich połączeń nie jest dotychczas potwierdzona badaniami modelowymi i analizami obliczeniowymi. Wyniki wykonanych badań zilustrowano na wykresach obciążenie - przemieszczenie, które można porównać z wynikami referencyjnymi dotyczącymi połączenia na dwa nity. Ponadto ustalono siłę niszczącą połączenia oraz oszacowano ich sztywność translacyjną. Ważnym etapem prowadzonych badań była analiza różnych układów łączników w połączeniu, a wnioski płynące z otrzymanych badań potwierdzają aktualny stan wiedzy zawarty w [1, 2].
EN
The results presented in this article are a preliminary summary of the authors’ research on the lap connections, hybrid joints, and riveted bolt joints. The analysed test elements with double-notched joints, in which one of the rivets was replaced with a high-resistance bolt. The bolts in specific elements were placed in regular or fitted holes and then pre-stressed. The issue related to the replacement of rivets with bolts was analysed due to the fact that this is a commonly used practice in the renovation of historic streel structures. However, the bearing capacity of those joints has not yet been confirmed by model studies with computational analyses. The results of the performed tests are presented in form of load-displacement diagrams, which may be compared to the reference results for double-riveted joints. A part from that, the joint breaking force was determined and the translational stiffness was assessed. An important element of the conducted research was the analysis of various arrangements of connectors in a joint. The results of the analyses confirm the current state of knowledge presented in publications [1, 2].
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the paper, the effect of welding technology on the microstructure and mechanical properties of girth welded joints was presented. Metallographic examinations based on light microscopy and SEM were conducted on girth welded joints of API X70 steel pipe. Research has shown that microstructure of the heat-affected zone (HAZ) of MMA girth welded joints is not homogeneous and depends on the thermal history of each area during the welding process. Near the fusion line the zone is coarse, and further away there is a fine-grained zone. In the area of root passes the microstructure consists of recrystallized ferrite grains unlike to cap passes where the fine bainitic microstructure can be observed. In the case of MAG girth welded joints, the weld microstructure consists of primary austenite grains. The primary austenite boundaries serve as nucleation sites of ferrite. The microstructure of the HAZ varies continuously from a coarse - to fine-grained microstructure of the base material. The results of mechanical properties of girth welded joints are also presented. The hardness and strength of arc welded joints depend on welding filler materials as well as welding technology. The results of hardness distribution of MMA and MAG girth welded joints confirmed the results of microstructural evaluation.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In an effort to increase the values of bolted seam strength, the normally used steel plates are replaced with high strength steel for the corrugated steel plate of 150 by 50mm and 381 by 140mm corrugation. The comprehensive bolted seam tests were conducted to investigate the effect of high strength plate on the bolted seam behaviors. The tests showed that the high strength plate caused the bolt shearing failure at the relatively thick plates in which the increase of seam strength was limited, contrary to the normally used plates. Thus, the normally used bolt was also replaced with a high strength bolt which led to bolt bearing failure and increase in seam strength at these plates. In result, the design values of seam strength can be increased about 20% by the use of high strength plate and the adoptation of high strength bolt at the relatively thick plates.
PL
Aby zwiększyć wytrzymałość złącza śrubowego, używane zwyczajowo blachy są zastąpione przez blachy faliste ze stali o wysokiej wytrzymałości o fali 150 na 50 mm oraz 381 na 140mm. Obszerne badania złącza śrubowego zostały przeprowadzone by zbadać efekt blachy ze stali o wysokiej wytrzymałości przy zachowaniu złącza śrubowego. Testy wykazały, że blacha ze stali o wysokiej wytrzymałości spowodowała ścięcie śrub na połączeniu blach przy użyciu relatywnie grubych blach oraz przy ograniczonym wzroście wytrzymałości złącza, w przeciwieństwie do zwyczajowo użytych blach. W ten sposób zywcząjowo użyte złącza zostały zastąpione przez złącza o wysokiej wytrzymałości, co doprowadziło do uszkodznia w skutek utraty nośności przez śruby i wzrostu wytrzymałości tych blach. W rezultacie, założona w projekcie nośność łącza śrubowego może wzrosnąć o 20% przy blachach ze stali o wysokiej wytrzymałości i przystosowaniu śrub o wysokiej wytrzymałości w stosunkowo grubych blachach.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The analysis of influence of high strength of structural materials (concrete and reinforcing steel) on load carrying capacity of reinforced concrete deep beam under static load was presented in the paper. Modelling of structural material properties was carried out in the range of plastic flow theory assumptions. Elastic-perfectly plastic material model was applied to the reinforcement steel. The non-standard constitutive model was applied to the concrete. The model describes elastic properties till attaining the static strength, limited perfectly plastic properties of concrete, material softening and material dilatation in the straining process. Introduction of the additional material parameters making possible the description of properties of very high strength of concrete was required for achievement of the purpose of analysis. The method of analysis of inelastic structural system was developed using the finite element method principles. The comparative analysis of the obtained results with experimental result taken from the literature, as well as with the numerical results obtained for normal concrete was described. Presented results confirm the necessity of carrying out the investigation of the influence of the parameters of high strength structural materials on the effort mechanism of the reinforced concrete members.
PL
Zaprezentowano analizę wpływu wysokiej wytrzymałości materiałów konstrukcyjnych (betonu i stali zbrojeniowej) na nośność tarczy żelbetowej obciążonej statycznie. Modelowanie właściwości materiałów konstrukcyjnych przeprowadzono w ramach teorii plastycznego płynięcia. Zastosowano sprężysto-idealnie plastyczny model stali zbrojeniowej. Dla betonu zastosowano niestandardowy model konstytutywny. Model ten opisuje właściwości sprężyste do osiągnięcia wytrzymałości, ograniczone właściwości idealnie plastyczne, osłabienie materiałowe i zmiany objętościowe materiału w procesie deformacji. Wprowadzenie dodatkowych parametrów materiałowych umożliwiających opis właściwości betonu o bardzo wysokiej wytrzymałości umożliwiło osiągnięcie celu analizy. Metodę analizy niesprężystego układu konstrukcyjnego opracowano z wykorzystaniem zasad metody elementów skończonych. Przedstawiono analizę porównawczą uzyskanych wyników z wynikiem doświadczalnym zaczerpniętym z literatury oraz wynikami numerycznymi otrzymanymi dla betonu zwykłego. Prezentowane wyniki potwierdzają konieczność prowadzenia badań wpływu parametrów modeli konstytutywnych materiałów konstrukcyjnych o bardzo wysokiej wytrzymałości na mechanizm wytężenia elementów żelbetowych.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW