Uzyskiwane w trakcie wznoszenia konstrukcji właściwości połączeń montażowych istotnie wpływają na jej wygląd i późniejsze zachowanie się pod obciążeniem. Prawidłowość pracy połączenia zależy od jakości wykonania elementów wysyłkowych i łączników, dokładności montażu oraz zastosowanych rozwiązań projektowych.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper summarises the existing results of the authors’ own research in the range of design of lap-joints with blind fasteners Huck BOM of cold-formed steel profiles. Formulae for their resistance and stiffness have been proposed with reference to the Eurocode EC3. Investigations are part of the research, which aims to develop the structural system of lightweight steel halls. The aim of this article is a comprehensive presentation of basic issues related to the design of bar structures with such connections.
PL
W artykule zebrano wyniki dotychczasowych badań autorów w zakresie projektowania zakładkowych połączeń kształtowników giętych na łączniki jednostronne Huck BOM. Zaproponowano formuły do obliczania ich nośności i sztywności z odniesieniem do zapisów Eurokodu EC3. Badania są elementem programu, który ma na celu opracowanie systemu konstrukcyjnego lekkich hal stalowych. Celem artykułu jest kompleksowe przedstawienie podstawowych zagadnień związanych z projektowaniem konstrukcji prętowych z badanymi połączeniami.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W niniejszym artykule (pierwszym z zaplanowanego cyklu) podana zostanie charakterystyka systemu łączników BOM, jak również omówiony będzie dotychczasowy stan wiedzy na temat zachowania się połączeń zakładkowych z tymi łącznikami. Przedstawione zostaną możliwości zastosowania łączników BOM do wykonywania dociskowych połączeń prętów w lekkich konstrukcjach stalowych.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents the course and results of a research programme aimed at the determination of the design buckling resistance of an axially compressed RHS column strengthened using two shorter U-sections. Connections of the tube and the channel branches were fabricated using BOM blind fasteners. Results of the experimental tests demonstrated the satisfactory efficiency of the performed strengthening of the tubular bar. Parametric analyses performed based on the validated theoretical model allowed the identification of the key factors influencing the effectiveness and economic efficiency of the strengthening process.
PL
W artykule przedstawiono przebieg i wyniki programu badawczego, którego celem było określenie obliczeniowej nośności wyboczeniowej ściskanego osiowo pręta o przekroju rurowym prostokątnym, wzmocnionego za pomocą dwóch krótszych gałęzi ceowych. Połączenia gałęzi rurowej i ceowych wykonano przy użyciu łączników jednostronnych BOM. Wyniki badań wykazały zadowalającą skuteczność wzmocnienia. Analizy parametryczne wykonane przy użyciu modelu teoretycznego umożliwiły identyfikację kluczowych czynników wpływających na skuteczność i efektywność ekonomiczną procesu wzmocnienia.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper raises the issues of alternating loads in designing of cold-formed steel frames with blind bolt lap joints. Based on own research and information found in the literature pointed out the need to develop the procedures for calculating such connections, taking into account their actual behaviour, i.e. according to proper hysteresis loops. Presented also the method of determining of nonlinear force-displacement (F- δ) and moment-rotation (M- ϕ) characteristics describing the behaviour of a single-cut connections of cold-formed sections with blind fasteners of the type BOM [1], loaded in one direction. The proposed formulas are based on previously unpublished research results and allow for determination of mentioned dependencies on the basis of selected physical parameters of such connections. The curves of the relationships F- δ and M- ϕ obtained from the proposed formulas were compared in graphs with experimental curves obtained during the tests of elements in which connections has been loaded in both one direction and alternately. As a conclusion, the predicted directions for further research are presented.
PL
Artykuł przedstawia kwestie obciążeń zmiennych w projektowaniu ram z zimnogiętych kształtowników stalowych, łączonych na zakryte połączenia zakładkowe śrubowe. Na podstawie badań własnych i informacji literaturowej wskazano potrzebę udoskonalenia procedury dla obliczania takich połączeń, biorąc pod uwagę ich rzeczywiste zachowanie, t.j. zgodnie z właściwymi pętlami histerezy. Przedstawiono również metodę określania nieliniowej charakterystyki siła - odkształcenie (F- δ) i moment - obrót (M- ϕ) opisujących zachowanie się jednociętych złączy kształtowników zimnogiętych na zakryte łączniki typu BOM [1], obciążone jednokierunkowo. Zaproponowane formuły oparto na wcześniejszych niepublikowanych wynikach badań i pozwalają na określenie zależności na podstawie wybranych parametrów fizycznych takich połączeń. Krzywe zależności F- δ i M- ϕ uzyskane z proponowanych wzorów porównano z krzywymi otrzymanymi z badań doświadczalnych, w których połączenia były obciążone zarówno jednokierunkowo jak i naprzemiennie. Na zakończenie zaprezentowano kierunki dalszych badań.
W artykule przedstawiono możliwość zastosowania łączników jednostronnych typu BOM w konstrukcjach budynków wykonanych z kształtowników giętych na zimno z blach. Zaletą konstrukcyjną proponowanego systemu prętowego jest możliwość wykorzystania w projektowaniu, kształtowników rurowych o przekrojach prostokątnych oraz racjonalnego kształtowania konstrukcji kratowych, z niewspółśrodkowym połączeniem prętów w węzłach bez blach węzłowych. Zaproponowana technologia połączeń gwarantuje łatwy i szybki montaż konstrukcji na placu budowy, z pojedynczych prętów. Przytoczono publikacje, umożliwiające projektantom zapoznanie się ze wzorami na nośność i sztywność dowolnego podatnego połączenia zakładkowego dwu blach o grubościach 4 i 5 mm – o dowolnych: liczbie łączników i ich rozmieszczeniu – poddanego złożonemu stanowi obciążeń. Omówiono także problematykę projektowania prętów złożonych blisko gałęziowych z podatnymi połączeniami gałęzi. Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych tych prętów, wskazujące na konieczność uwzględniania w procedurze sprawdzania ich stateczności, przemieszczeń zachodzących w połączeniach gałęzi.
EN
The paper presents the possibility of application of blind bolts BOM in constructions of building structures made from cold-formed sections. The advantage of the proposed structural system is the possibility of using in the design process tubular sections with rectangular section and also rational shaping of lattice structures with eccentrically connected bars in the nodes, without gusset plates. The proposed technology ensures easy and quick assembly of the construction on building site, using individual bars. The publications were quoted, which enable designers to familiarize themselves with the formulas for the resistance and stiffness of any flexible, overlap connection of two sheets with thickness of 4 and 5 mm – of any: the number of fasteners and their arrangement – subjected to the complex state of load. The issue of designing built-up closely spaced bars with flexible connection of the branches was also discussed. Presented results of experimental studies indicate the necessity of taking into account displacements occurring in the connections of the branches, in the procedure of checking of stability of the bars under consideration.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Tematem artykułu jest ocena nośności i modyfikacja istniejącej konstrukcji stalowej wysokiego ekranu akustycznego, w którym stwierdzono wystąpienie stanu przedawaryjnego. Różnice w założeniach projektowych przyjmowanych według norm obowiązujących w drugiej połowie XX w. i aktualnego Euro-kodu 3 mogły być powodem niedoszacowania obciążeń,a w konsekwencji braku zapewnienia stateczności ogólnej słupów wspornikowych ekranu. W pracy opisano konstrukcję i jej stan techniczny, przedstawiono wnioski z wykonanej analizy oraz podano sposób naprawy obiektu.
EN
Capacit y assessment and modification of existing steel structure of high noise barriers in which imminent failure conditions occurs is developed in the article. Differences between design assumptions defined by Eurocode 3 and standards actual in the second half of XXth century could be the reason of underestimation of loads, which leads to lack of general stability of cantilever columns of the barrier. The structure and its technical condition, as well as conclusions ofthe performed analysis and methods of structure repair are shown in details.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono możliwości zastosowania elementów złożonych bliskogałęziowych, z podatnymi połączeniami gałęzi,wcelu zwiększania nośności wyboczeniowej ściskanych osiowo elementów prętowych w konstrukcjach obiektów nowo projektowanych oraz istniejących. Potwierdzono doświadczalnie dużą skuteczność zastosowanego sposobu wzmacniania elementów prętowych o przekrojach zamkniętych, na drodze łączenia ich z dwiema krótszymi gałęziami wspomagającymi z kształtowników giętych na zimno z blach (zob. również [6]) o przekrojach otwartych, przy użyciu – dostępnych na rynku krajowym – nowoczesnych łączników jednostronnych typu BOM-R16-4. W artykule podkreślono również korzyści ekonomiczne wynikające z zastosowania proponowanego sposobu kształtowania elementów złożonych.
EN
The paper presents the possibility of applying closely spaced built-up elements with flexible connections of the branches, to enhance the buckling resistance of bar elements loaded in axial compression, in structures of newly designed and existing buildings. Experimental results confirmed high efficiency of the applied method for strengthening bar elements about closed sections by joining them with two shorter supporting branches made of cold-formed sections about open cross sections, using – available on the domestic market – modern blind bolts BOM-R16-4. Moreover, the economic benefits associated with the usage of the proposed method of forming built-up elements were emphasized in the article.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W referacie przedstawiono badania doświadczalne, których celem było określenie nośności na docisk jednociętych połączeń sworzniowych ścianek kształtowników giętych na zimno z blach. Złącza wykonano za pomocą sworzni jednostronnych HUCK BOM o wysokiej wytrzymałości, które po osadzeniu szczelnie wypełniają uprzednio wywiercony otwór. Ścianki elementów próbnych o jednakowych grubościach 3, 4 i 5 mm wykonano ze stali tego samego gatunku tj. S235, jednak dla każdej grubości blach ustalono odmienne parametry wytrzymałościowe. Do łączenia ścianek grubości 3 mm użyto sworzni BOM R10 i R16 o średnicach, odpowiednio, 8,5 mm oraz 13,6 mm, a do łączenia ścianek o grubościach 4 i 5 mm użyto sworzni BOM R16. Łącznie przebadano 24 elementy próbne. W referacie przedstawiono przebieg badania oraz sposób zniszczenia połączeń. Wyniki zilustrowano na wykresach zależności między obciążeniem pojedynczego sworznia siłą ścinającą i wzajemnym przemieszczeniem łączonych ścianek. Zachowanie się złączy opisano za pomocą funkcji wykładniczej. Ze względu na znaczną odkształcalność połączeń, jako kryterium nośności przyjęto wartość obciążenia, któremu odpowiada wzajemne graniczne przemieszczenie równe 3,0 mm. Zaproponowano wzory, za pomocą których nośność połączenia na docisk dla dowolnej wartości przemieszczenia granicznego można obliczyć na podstawie wytrzymałości na rozciąganie stali łączonych ścianek ich grubości oraz średnicy łącznika. Uzyskano dobrą zgodność wyników doświadczalnych z wartościami uzyskanymi na podstawie proponowanych wzorów.
EN
The paper presents an experimental investigation, which aim was to determine the bearing resistance of the single cut bolt joint of cold-formed steel sections. Joint were made by means of high strength blind fasteners HUCK BOM, which after embedding tightly fill the previously drilled hole. The walls of test elements with same thicknesses 3, 4 and 5 mm, were made of the same steel grade, ie S235, but for each plate thickness different set of strength parameters were determined. To connect walls 3 mm thick BOM R10 and R16 bolts were used with diameters, respectively, 8.5 mm and 13.6 mm, and to connect walls 4 and 5 mm thick BOM R16 bolt was used. A total of 24 elements were tested. This paper presents the conduct of the tests and failure mode of the joint. The results are illustrated on the diagrams of the relationship between the shearing force acting on a single bolt and mutual displacement of joined walls. The behaviour of the joints was described by an exponential function. Because of the large deformability of connections, as a criterion for the bearing resistance the load corresponding to the mutual deformation equal to 3.0 mm was taken. The formulas was purposed, by which the bearing resistance can be calculated basing on the tensile strength of the steel plates, their thickness and diameter of the fastener for any value of deformation limit. A good consistency of the experimental results with the values obtained on the basis of the proposed formulas was achieved.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The article presents a modern BOM R16-type blind bolts in application to bar structures made of cold-formed steel sections. The BOM-type blind bolts – approved for application in Poland – allow to connect the walls of open sections to economic tubular (rectangular) sections without gusset plates at trusses nodes.They are also used in designing of closely- spaced built-up bars. Proposed theoretical models describing behaviour of the considered members were experimentally verified.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Axial forces F in the lap joints connections are responsible for mutual displacements δ of connected walls (F=Kδ×δ), and bending moments M—their mutual rotations about angle φ (M=Sj×φ). Basing on formulae provided in EC3 concerning the coefficients of stiffness of the basic joint components, analogical formulae have been derived for sliding lap joints (Kδ) and rotary lap joints (Sj). Results achieved from stiffness formulae for various types of lap joints are compared with the experimental results of known models presented in literature. Our experimental results of single-cut joints made of blind-bolts of the type BOM R16 for cold-formed sections are also presented. Elements with those connections are simultaneously tested for bending and shear. Experimental investigations ended with the paths of static equilibrium (PSE) illustrated by M–φ diagrams and compared with three-segmental broken curves achieved from formulae proposal mentioned above. It can be stated the lap joints stiffness described by the three-segmental broken curves are accurate for the real behavior of discussed connections. Results of each experimental investigations are characterized with higher and lower dispersion. The broken curves situated under the paths of static equilibrium (PSE) are safe and reflect in satisfying way the behavior of bar structures with investigated joints.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents the calculation model of any single-cut lap-joint, extended - in relation to up to now considered one by authors - about values of torsional moments. Torsional moments result from journal friction occurring in the axis of every bolt in the joint which is simultaneously bended and sheared. The modified analytical model has been verified experimentally on the example of eccentrically loaded 3- and 4-bolts joints, where walls of cold formed sections were connected by means of blind bolts of the type BOM R16. Experimental and numerical results are compared on the diagrams of relationship occurring between moment M bending the connection and angle of mutual rotation phi/J of joined walls. Values of stiffnesses of a 3-bolt joint according to EC3 determined on the basis of initial stiffness Sj.ini and by means of component method were compared.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents preliminary results of analytical investigations concerning an axially compressed closely spaced element, verified experimentally. The investigated tentative element consists of three branches, made of cold-bent steel sheet. Two branches with a channel-bar cross-section are strengthened by the third branch with a tubular crosssection, the walls of which adjoin the webs of the channel bars. The walls of the three branches forming a bisymmetric cross-section are connected with each other flexibly by means of blind bolts. The tubular branch takes over more than 30 % of the entire load of the complex tentative element, as has been proved both by analytical and experimental results.
Podano zależności dotyczące połączeń zakładkowych pracujących na przesuw oraz obrót. Przedstawiono modele obliczeniowe oraz porównano uzyskane na ich podstawie wyniki obliczeń z dostępnymi w literaturze wynikami badań doświadczalnych.
EN
Basing on formulae provided in Eurocode 3 – Part 1-8 concerning the coefficients of stiffness of the basic joint components, formulae for sliding and rotary lap joints have been derived. The paper presents calculation models and compares the results obtained making use of those derived a formulae with the results of experimental investigations provided in literature.
Przedstawiono przyczyny uszkodzenia płatwi kratowych o rozpiętości 12,0 m pokrytych płytami korytkowymi. Stalową konstrukcję nośną dachu 5-nawowego budynku halowego rozdzielni na terenie elektrowni zrealizowano niezgodnie z projektem technicznym, zmieniając m. in. zarys geometryczny płatwi oraz jej schemat statyczny. Przyczyną awarii było także pominięcie w obliczeniach normowego obciążenia śniegiem, wynikającego z możliwości gromadzenia się "worków śnieżnych" na połaciach dachowych niższych naw bocznych budynku.
EN
This paper reports the reasons for damage suffered by grid purlins spaced at 12.0 m and covered with channel-type slabs. The steel supporting structure of the roof of a five-bay switching station building on the site of a power plant was constructed not in accordance with the technical design, resulting in changes to, among other things, the geometrical outline of the purlin and its static arrangement. Another reason for the failure was that the calculations did not take account of the standard snow load resulting from the possible accumulation of snow pockets on the roof slopes over the building's lower side bays.
Zamieszczono wyniki doświadczalnych, analitycznych i numerycznych badań zakładkowych połączeń na sworznie jednostronne kształtowników giętych z blach. Oceniono wpływ podatności takich połączeń (również metodą składnikową wg EC3) na redystrybucję sił wewnętrznych i przemieszczeń w konstrukcjach z kształtowników cienkościennych.
EN
The paper presents the results of experimental, analytical and numerical investigations concerning connections with blind bolts of sheet metal sections. The effect of flexibility of such joints (assessed also by means of component method according to EC3) on the redistribution of internal forces and displacements in structures consisting of thin-walled sections.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Basing on an experimentally verified mathematical nonlinear model describing the statical behavior of an arbitrary joint of thin-walled profiles a numerical analysis of a five-blind-bolt lap-joint has been carried out. Diagrams of three cases of limit curves: I – limit load bearing capacity, II – limit displacements and III – limit of the mathematical model have been plotted. Additionally, two limit surfaces of the joint have been presented. The main aim of the contribution is an analysis of the mutual influence of the shearing force and the moment on the corresponding rigidities. To show this, the interaction relations between rotation, transverse and axial rigidities have been expressed in terms of rigidity reduction coefficients. Their diagrams are presented in form of contour plots. The analysis has been carried out for different angles of the direction of the shearing force. Contour plots of displacements and the corresponding forces are shown for selected bolts, too. It has been shown that the coefficients of rigidity reduction are not sensitive to changes of the angle of transverse forces direction, whereas some forces in the bolts change considerably with this angle.
PL
Bazując na doświadczalnie zweryfikowanym nieliniowym modelu opisującym statyczne zachowanie się dowolnego połączenia cienkościennych profili przeprowadzono numeryczną analizę połączenia zakładkowego na pięć łączników. Zostały narysowane wykresy trzech przypadków krzywych granicznych: I – granicy nośności, II – granicy przemieszczeń i III – granicy modelu matematycznego. Głównym celem pracy jest analiza wzajemnego wpływu siły ścinającej i momentu na odpowiadające sztywności. Aby to pokazać, relacje interakcyjne pomiędzy obrotem, a sztywnościami poprzecznymi i osiowymi zostały wyrażone poprzez współczynniki redukcji sztywności. Zostały one pokazane w postaci map konturowych, Te analizy zostały przeprowadzone dla różnych kątów kierunku siły ścinającej. Dla wybranych łączników przestawiono też mapy konturowe przemieszczeń i odpowiadających im sił. Pokazano, że współczynniki redukcji sztywności nie są wrażliwe na zmiany kąta kierunkowego sił poprzecznych, natomiast niektóre siły w łącznikach zmieniają się istotnie wraz z tym kątem.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki badania tarcia posuwistego oraz obrotowego, występującego w równocześnie ścinanych i zginanych 1-ciętych połączeniach ścianek kształtowników giętych na zimno z blach, wykonanych za pomocą sworzni jednostronnych BOM R16-4. Tarcie posuwiste uwzględnia uzyskana doświadczalnie wynikowa krzywa zależności zachodzącej między obciążeniem pojedynczego sworznia w połączeniu tylko ścinanym, a wzajemnym w jego osi przemieszczeniem łączonych ścianek. Wpływ tarcia obrotowego na sztywność połączenia ścinanego i zginanego badano na przykładzie elementów próbnych, w postaci dwu blach łączonych za pomocą jednego sworznia, zabudowanych w stanowisku badawczym umożliwiającym pomiar wzajemnego przemieszczania się tych blach w kierunku działania siły ścinającej, oraz kąta obrotu spowodowanego momentem skrętnym. Przedstawiono następnie układ równań opisujący zachowanie się połączenia 3-sworzniowego, poddanego jednoczesnemu działaniu siły ścinającej i momentu zginającego, a także wyniki badań doświadczalnych czterech takich połączeń. Autorzy zamierzają wykonać obliczenia numeryczne, które pozwolą porównać wyniki teoretyczne z rzeczywistym zachowaniem się połączenia.
EN
The paper presents the results of investigations concerning sliding and journal friction occurring in simultaneously sheared and bent single-cut joints of cold-bent angle bars, executed by means of blind bolts type BOM R16-4. Sliding friction is taken into account by the experimentally obtained resulting curve of the relation between the load of a single bolt in a merely cut joint and its mutual axial displacement of the joined walls. The effect of journal friction on the rigidity of the sheared and bent joint was tested on the example of experimental elements in the form of two steel sheets connected by means of only one bolt, which were placed in test stand permitting to measure the mutual displacements of these steel sheets in the direction of the shearing force and the angular displacement caused by torque moment.
Opisano przyczyny zawalenia się przekrycia pawilonu handlowego o wymiarach w rzucie 30,0x30,0 m. Podano wyniki przeprowadzonych analiz statyczno-wytrzymałościowych konstrukcji oraz wykazano nieprawidłowości w jej projektowaniu i wykonaniu w warsztacie, a także montażu na budowie.
EN
The reasons for failure of the purlins and roof-trusses covering the market hall, with a projection of the dimensions 30,0 x 30,0 m have been described. The steel structure of the roof had been designed incorrectly and realized carelessly in the work-shop, and badly mounted on the spot. In such a state it should not have been permitted for general use.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.