Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of the bearing resistance of the modified bolted end-plate joints of thin-walled profiles used in modular construction

Prałat Karol, Plis Arkadiusz

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 2

245--263

EN

The paper presents the results of testing the bearing resistance of the bolted joints of thin-walled profiles used in modular construction. The two types of joints currently applied in the construction industry were subjected to tests. One of them served as the reference sample, and the other as the research sample, which was used to find a solution that is more favorable in terms of the complexity of its production process and its bearing resistance. In addition to the modified shape of the end-plates, the bearing resistance of the joint was also analyzed with regards to the different diameters of bolts (bolts M12 and M16 were used), their classes (the difference between bolts of class 8.8 and 10.9 was examined), and also the number of them in the joint (3 or 5 bolts). Moreover, two thicknesses of steel sheets (3 mm and 4 mm), from which thin-walled cold-bent profiles were made, were used in the research. The bearing resistance tests were carried out with the use of a testing press of the authors’ own design. On the basis of the measurements, plots of the dependence between the deflection of the samples and the force acting in the middle of their span were drawn. It was shown that the tested profile joint had an increased bearing resistance by up to 26% when compared to the reference sample. The maximum destructive bending moment M was equal to 10,7 kN·m for the reference sample, and to 13.5 kN·m for the analyzed design solution. In total, 6 types of modified joints were made for the tests, of which five showed a comparable or higher bearing resistance than the reference sample. Each type of joint was tested by bending it in two directions in relation to the central axis of its cross-section.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nośności połączeń, skręcanych profili cienkościennych wykorzystywanych w budownictwie modułowym. W badaniach wykorzystano dwa typy połączeń obecnie stosowanych w budownictwie, z których jedno posłużyło jako próba odniesienia, natomiast drugie jako próba badawcza mająca na celu znalezienie rozwiązania korzystniejszego pod względem złożoności procesu produkcyjnego oraz nośności połączenia. Oprócz zmodyfikowanego kształtu blach czołowych, dokonano również analizy nośności połączenia w zależności od wykorzystanych różnych średnic śrub (stosowano śruby M12 oraz M16), jak również ich klasy (zbadano różnicę pomiędzy śrubami klasy 8.8 i 10.9) i ilości w połączeniu (3 lub 5 śrub). Ponadto w badaniach wykorzystano dwie grubości blach stalowych, z których wykonano łączone zimnogięte profile cienkościenne (3 mm i 4 mm). Próby nośności przeprowadzono z wykorzystaniem prasy wytrzymałościowej własnej konstrukcji. Na podstawie pomiarów sporządzono wykresy zależności ugięcia próbek od działającej w środku ich rozpiętości siły. Wykazano, że badane połączenie profili spowodowało wzrost ich nośności nawet o 26% w stosunku do próby odniesienia. Maksymalny niszczący moment zginający M wynosił 10,7 kN·m w przypadku próbki odniesienia oraz 13,5 kN·m w przypadku analizowanego rozwiązania konstrukcyjnego. Łącznie do testów wykonano 6 typów połączeń modyfikowanych, z czego 5 z nich wykazało nośność porównywalną, lub wyższą od próby odniesienia. Każdy z typów połączenia badano poprzez zginanie w dwóch kierunkach, względem osi centralnych przekroju.

2

Experimental Analysis of the Load Capacity and Repeatability of Preloaded Bolted Joints

Szczęch Marcin, Horak Wojciech

Tribologia

|

2020

|

nr 4

71--77

EN

Bolted joints are among the most widespread and most important detachable connections used in mechanical engineering and construction. The common use of this connection group is reflected in the variety of types of screw connections. There are several geometric and material factors, and consequently tribological ones, that determine the load capacity and, which is often of key importance, the repeatability of the bolted joint. The paper presents a description of the test stand and the test results of preloaded bolted joints for different lubrication conditions. The measured parameters were the breaking force value of a double lap bolted joint and its repeatability and the axial force repeatability of the bolts tightened by an electronic torque wrench.

PL

Połączenia śrubowe to jedne z najbardziej rozpowszechnionych i najważniejszych rozłącznych połączeń pośrednich stosowanych w budowie maszyn i budownictwie. Powszechność zastosowania tej grupy połączeń ma swoje odzwierciedlenie w różnorodności typów połączeń skręcanych. Można wskazać na kilka czynników geometrycznych i materiałowych, a w konsekwencji tribologicznych, które determinują nośność złącza, i co w wielu przypadkach ma kluczowe znacznie, powtarzalność wykonania połączenia. W pracy przedstawiono opis stanowiska badawczego oraz wyniki badań złącz nakładowych sprężonych. Opracowane stanowisko umożliwia realizację kontroli momentu dokręcania nakrętki, siły napięcia wstępnego wytworzonego w śrubie oraz pomiar siły niszczącej złącze, z wykorzystaniem technik komputerowej akwizycji danych.

3

Porównanie nośności styku śrubowego doczołowego sprężonego według eurokodu i PN-B

Szymczak-Graczyk A., Schneider D.

Przegląd Budowlany

|

2017

|

R. 88, nr 9

111--114

PL

W artykule przedstawiono wyniki obliczeń sprężonego styku śrubowego według eurokodu oraz normy PN. Zgodnie z normą europejską dokonano sprawdzenia nośności połączenia w pierwszym stanie granicznym na rozciąganie i przeciąganie styku, zaś według normy PN obliczono nośność w pierwszym stanie granicznym zerwania śrub oraz nośność w drugim stanie granicznym rozwarcia styku. Porównanie otrzymanych wyników pokazuje różnice w nośności styku w zależności od przyjętego toku postępowania zawartego w normach.

EN

The article presents the calculation results of prestressed end-plate bolted connection according to Eurocode and Polish Standard. According to the European norm there were verified the tensile resistance and load bearing capacity of the contact area under the first ultimate limit state, whereas the Polish standard was used to calculate the resistance of bolt shank fracture under the first ultimate limit state and the resistance of spacing under the second ultimate limit state. Comparison of the obtained results demonstrates that there is a difference in the resistance of spacing resulting from the adopted course of action included in particular codes and standards.

4

Modelowanie złączy śrubowych segmentów prowadnicy typu B bariery drogowej SP-05/2

Nycz D.

Modelowanie Inżynierskie

|

2016

|

T. 27, nr 58

105--112

PL

Jednym z głównych problemów decydujących o prawidłowości wirtualnych testów zderzeniowych drogowych barier ochronnych jest modelowanie złączy śrubowych adekwatne do wyników eksperymentalnych. W pracy poddano analizie eksperymentalnej i numerycznej złącza prowadnicy typu B, przykładowej bariery klasy N2–W4–A. Przeprowadzono eksperymentalną próbę rozciągania pojedynczego złącza śrubowego wyciętego z pełnego złącza 6-śrubowego segmentów prowadnicy. Przeprowadzono badania numeryczne w systemie LS-Dyna, mające na celu opracowanie metody wyznaczania parametrów sztywnościowych elementów zastępczych, opisujących działanie złączy śrubowych. Opracowana metoda modelowania złączy może być stosowana w wirtualnych testach zderzeniowych drogowych i mostowych barier ochronnych.

EN

One of the main problem determining the correctness of the virtual crash tests of road safety barriers is the modelling of bolt joints adequate to the experimental results. In the study, a B-type guiderail joints of an exemplary N2-W4-A class barrier, are analysed experimentally and numerically. The experimental tensile test of a single bolt joint cut out from the full 6-bolts joint of guiderail segments, has been carried out. The numerical research in order to develop a method for determining the stiffness parameters of replacement elements describing the behavoiur of bolt joints, was performed using the LS-DYNA system. The developed method of joints modelling can be used in virtual crash tests of road and bridge safety barriers.

5

Ocena wpływu siły podłużnej w słupie na charakterystykę węzła rygiel-słup na podstawie symulacji MES

Stankiewicz B.

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

|

2016

|

z. 63, nr 1/I

373--380

PL

Dokładność obliczeń sił wewnętrznych w prętowych układach ramowych można zwiększyć uwzględniając rzeczywistą sztywność węzłów i połączeń. W obliczeniach tradycyjnych wykonywanych bez stosowania metod komputerowych uwzględniano jedynie wartości skrajne sztywności węzłów ram: albo pełna sztywność, albo sztywność zerowa. Ta prostota i niewielka dokładność harmonizowała z możliwymi do stosowania dawniej metodami obliczeń ram. Aktualnie powszechnie stosowane programy komputerowe do obliczeń statycznych układów prętowych umożliwiają dokładniejsze uwzględnienie sztywności węzłów. Jednak warunkiem koniecznym aby takie obliczenia były rzeczywiście dokładniejsze jest znajomość charakterystyk węzłów ram. Charakterystyki te można wyznaczyć drogą obliczeniową stosując procedury normowe, lub wykonując analizę komputerową węzłów z wykorzystaniem modeli MES. Obie metody są niestety pracochłonne. Zaletą metod wykorzystujących MES jest możliwość dokładniejszego uwzględnienia wpływu czynników branych pod uwagę w tradycyjnych procedurach normowych, jak również możliwość uwzględnienia wpływu czynników pominiętych w procedurach normowych. W artykule przedstawiono analizę jednego z typów połączeń śrubowych belek ze słupami. Celem analizy było uzyskanie krzywych moment zginający – kąt obrotu. Model węzła którego częścią jest przedmiotowe połączenie utworzono wykorzystując program metody elementów skończonych ADINA. Program ADINA umożliwia uwzględnienie nieliniowości materiałowych i geometrycznych oraz modelowanie stref kontaktowych. Model utworzono w sposób umożliwiający łatwą zmianę parametrów geometrycznych i materiałowych charakteryzujących połączenie. Wykonano przykładową analizę węzła składającego się z fragmentów słupa ramy (HEB 200), belki (IPE 240) i ich śrubowego połączenia doczołowego. W połączeniu zastosowano 4 śruby M20 klasy 10.9 bez wstępnego sprężenia. Zamieszczono podstawowe wyniki obliczeń pokazujące wpływ siły osiowej w słupie na nośność i sztywność połączenia.

EN

Accuracy of analysis of structures consisted of beams and columns can be increased by considering a real rigidity of joints. In traditional methods of calculations, without using computers, only two extreme values of joints rigidity were considered, full rigidity or zero rigidity. Commonly used at present time computer programs for static analysis enable more accurate calculations, with considering real rigidity of joints. The necessary condition for such analysis is to know a moment vs. angle of rotation curves of joints. The characteristic of joins can be determined using code procedures, or more accurate using FEM computer calculations. Both methods are timeconsuming, unfortunately. But the advantage of using FEM methods is the ability to reflect more accurate the impact of factors taken into account in the traditional code procedures, as well as the ability of taking into account the impact of factors omitted in the code procedures. The article presents an analysis of joint that is the part of a steel frame. The aim of the FEM analysis was to obtain curves bending moment in the beam vs. angle of rotation. A computer FEM model was developed using finite element program ADINA. The model is a parametrical model, so it can be easy changed in order to consider other dimensions and materials. Nonlinear calculations of a joint consisted of a column (HEB 200), beam (IPE 240) and flush end-plate connection with four M20 10.9 bolts were carried out. The bolts are not preloaded. Results demonstrate moment –rotation curves, the significant impact of the axial forces is clearly visible.

6

Badania doświadczalne rozciąganych kątowników łączonych za pomocą jednej śruby

Błyskal E., Ślęczka L.

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

|

2016

|

z. 63, nr 1/I

323--330

PL

Podczas projektowania elementów rozciąganych, w stalowych konstrukcjach budowlanych, bardzo często wykorzystywane są kątowniki równoramienne lub nierównoramienne. Najczęstszą formą ich mocowania, wynikającą z kształtu przekroju poprzecznego, jest łączenie za pomocą tylko jednego ramienia, przy użyciu jednej lub większej liczby śrub. W takiej sytuacji, na nośność przekroju przy rozciąganiu znacząco wpływają takie czynniki, jak: mimośród obciążenia, stworzony warunkami mocowania, oraz osłabienie ścianki przylgowej otworami na łączniki. W pracy przedstawiono metodykę przeprowadzenia i otrzymane rezultaty doświadczalnej weryfikacji nośności kątowników mocowanych za pomocą tylko jednej śruby. Przebadano ogółem 22 elementy próbne, którymi były kątowniki pojedyncze lub podwójne, łączone do blach węzłowych. Zastosowano trzy rozmiary kątowników (L50x5, L60x6 oraz L80x6), rozpatrzono średnice śrub w zakresie M12÷M22 oraz różnicowano położenie osi otworu względem bocznego brzegu ramienia kątownika. Otrzymane rezultaty pozwoliły na weryfikację rozbieżnych podejść obliczeniowych zawartych w normach. W szczególności odniesiono się do zapisów zawartych w normie do projektowania połączeń w stalowych konstrukcjach budowlanych PN-EN 1993-1-8 oraz zaleceń w normie dotyczącej projektowania stalowych konstrukcji wsporczych napowietrznych linii elektroenergetycznych wysokiego napięcia PN-EN 50341-1.

EN

In civil engineering structures, steel angle members are often used as tension elements. The most common form of joining such members is connecting them by only one leg, using one or more bolts. In these case, the eccentricity of the connection and net cross-section area in joined leg have a big influence on tension resistance. This paper reports on methodology and the results of experimental testing 22 single and double angle tension members connected by one bolt to the gusset plates. Three sizes of elements were used: L50x5, L60x6, L80x6. The bolts diameters fell with the range from M12 to M22. The main variable in specimens was the distance (in perpendicular direction to the tensile force) from the edge of connected leg to the center of fastener hole. The results allowed to countercheck different designing rules described in ruling codes. These study especially focuses on Eurocode 3 (PN-EN 1993-1-8) and PN-EN 50341-1.

7

Wpływ wymuszeń eksploatacyjnych na stabilność złącz śrubowych

Kisiel S., Broniec Z.

Zagadnienia Eksploatacji Maszyn

|

2002

|

Vol. 37, nr 2

117-129

PL

W publikacji zamieszczono: - metodykę badań złącz śrubowych znajdujących się pod wpływem drgań, - wyniki badań doświadczalnych przeprowadzonych dla weryfikacji wyników badań analitycznych samohamowności złącz śrubowych w warunkach drgań, - sposób przystosowania stanowiska K-3 do badań eksploatacyjnych niezawodności złącz śrubowych oraz wyniki badań wstępnych.

EN

The lack of standardized information and tests in the stage of assembly and operational use of bolt connections leads to the scatter of values of parameters deciding on proper work of the connection. Thus the unification of methods, test stands and information data have been proposed and finally development of standards being the base of reliability tests. The paper contains description of methodology of bolt connections tests being under influence of vibration. Within the proposed methods is given description of the test method and the test stand. Developed method demand measurement recording of acceleration values of connected elements and the value of initial tension Pw for load parameters given for the test programme. The knowledge on values of virtual accelerations of masses of the fixed element xm and the body xk allows for determination of the relative acceleration delta xi=xk-xm and makes possible determination of the dynamic force P(t)=delta x x m exerted on the bolt when known is the mass of the element. Obtained values P(t) give the possibility to determine the value of the coefficient of dynamic intensity k=P(t)H whose level determine the limit value of relaxation of bolt connection for analytical consideration. Described method has been proven in tests on the stand K-3 whose structure and measurement-recording lines are described in this paper. In the paper are also included results of experiments of self-lock of bolt connections in conditions of programmed loads. In tests it was stated that bolt connections made with bolts M6-M10 the loss of self-lock is when k>1,5 and WSH>1.7. Presented results describe the zone of stability of bolt connection with the use of dimensionless criteria and determine boundary states in estimation of reliability of those connections. In own investigations has been also observed the effect of the lenght of the bolt thread on the disturbance of friction surfaces of connection. Then the bolt is under the cyclic bending and fails as the result of fatigue (e.g. crack under the bolt head). Thus there is demand for tests which show the bending flexibility on the capacity and reliability of bolt connections.

8

Modelowanie niezawodności połączeń śrubowych.

Kisiel S., Broniec Z.

Zagadnienia Eksploatacji Maszyn

|

2001

|

Vol. 36, nr 1

75-85

PL

W artykule tym przedstawiono ujęcie probabilistyczne obliczeń niezawodności złącz śrubowych. W tym celu opracowano systematykę typowych uszkodzeń oraz niezawodnościowych stanów granicznych złącz śrubowych. Zamieszczono również propozycje oszacowania niezawodności złącza śrubowego w etapach: projektowania, realizacji i eksploatacji. Zaproponowano sposób modelowania niezawodności złącza śrubowego ze względu na utratę jego nośności ciernej, a wyniku tego utratę stabilności przy obciążeniach zmiennych. Rozważano prawdopodobieństwo zdarzeń, jakie występują w wyniku utraty stabilności sprzężenia ciernego złącza będącego pod wpływem obciążeń eksploatacyjnych.

EN

In the paper is presented the probabilistic concept of reliability calculation of thread connections. To realise this objective the system of typical defects and boundary reliability states of thread connections has been developed. There have been also given propositions of the estimation of reliability of the thread connection in the stage of design, realisation and operation. The method of modelling of reliability of the thread connection due to the loss of friction load capacity and the loss of stability under variable loads has been proposed. There has been considered the probability of events that occur as the result of the loss of friction connection stability under operational loads.

9

Porównanie przybliżonych metod obliczania sztywności początkowej węzłów doczołowych łączonych na śruby

Kozłowski A., Pisarek Z.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

1999

|

z. 30 [172]

83-101

EN

Initial stiffness plays a main role in joint classification (rigid, semi-rigid, nominally pinned), in stability analysis of frames and for calculation of actual stiffness used in global analysis. In new version of Annex J of EC 3, methods of joints classification according to their strength and stiffness, and method of global analysis correlated to joints classification are included, as well as method of calculation of initial stiffness and design moment resistance. Calculation of joint moment resistance and stiffness without computer use is rather troublesome, so there is a need to develop simple formula for estimation these values for everyday design practice.