W pracy zawarto wyniki analiz dotyczących nośności elementów konstrukcji w warunkach pożarowych. Pokazano, że słupy zespolone z rur wypełnionych betonem mogą być alternatywą dla elementów stalowych, biorąc pod uwagę ich nośność w warunkach pożarowych. Wyniki pracy i przedstawiona metodologia mogą mieć zastosowanie praktyczne, z uwagi na wykazaną możliwość zwiększenia odporności ogniowej słupów bez stosowania standardowych zabezpieczeń ogniochronnych w postaci mas natryskowych lub farb pęczniejących. Rozpatrując klasę R30, wypełnienie betonem może pozwolić na sześciokrotne zwiększenie siły osiowej w porównaniu z niezabezpieczoną rurą stalową o takiej samej geometrii zewnętrznej. Samo uwzględnienie betonu jako elementu przejmującego ciepło, co za tym idzie, obniżającego temperaturę rury stalowej, pozwoliłoby w niektórych przypadkach na osiągnięcie wyższej klasy odporności ogniowej bez stosowania obliczeń wykraczających poza Eurokod 3.
EN
The paper contains the results of analyses regarding the load-bearing capacity of construction elements in fire conditions. It shows that columns made out of pipes filled with concrete may constitute an alternative for steel elements, taking into account their load-bearing capacity in fire conditions. The results of the work and the presented methodology may be applied in practice, due to the revealed possibility to increase fire resistance of columns without the use of standard fire protection measures in the form of spray masses or intumescent paints. Considering the R30 class, the concret filling may increase six times the axial force in comparison to unprotected steel pipe with the same external geometry. Just considering the concrete as an element intercepting the heat, thus decreasing the temperature of the steel pipe, would in some cases make it possible to achieve higher class of fire resistance without the use of calculations extending beyond the Eurokod 3.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the paper the topic of Building Information Technology BIM is investigated. It is new in Polish circumstances technology for construction and for building product industry, which contribute to change and develop level of industrialization. Especially challenge raising from the information and introducing IT technology into daily practice is considered to provide changes in construction branch of economy. In Poland there is the hot need of start to introduce BIM as the common technology for owners of assets, facility management, construction entities, design offices, administration officers and many other players relative to construction data and processes. BIM technology introduction, basing on foreign case studies, results in cost savings, control and time reduction of investment processes and some more advantages. The perspective of digital buildings, digital infrastructure, digital roads, digital railways and digital cities is outlined at the perspective of technology challenge, but simply transfiguration of many fields of personal everyday life, where digitalization is already present and with the question when it will be common in professional activity, particularly in civil engineering.
PL
Wystarczy spojrzeć na różne branże, poczynając od tak bardzo konserwacyjnej jak muzyka po finanse, poprzez turystykę, fotografię po wydawnictwa, aby zrozumieć tę prawdę i zobaczyć, jakie mają możliwości główne gałęzie przemysłu i jakie zmiany przechodzą. Dzięki postępowi w technologii cyfrowej, wiele innych sektorów zostało przekształconych w ostatniej dekadzie. Do tej pory budownictwo zostało odporne na dokonania cyfrowe widziane w innych sektorach. Jednak takie połączone składniki jak BIM – modelowanie danych budowlanych [1], globalne standardy przetwarzania danych [2], druk 3D, jak równieź produkcja i montaż poza budową, oddziaływują na wielką bezwładność tego działu gospodarki. Zdolności przystosowania będą miały kluczowe znaczenie dla zapewnienia poprawy uprzemysłowienia, stanowiącego warunek przetrwania, w zarządzaniu opartym na wiedzy i informacji, co w połączeniu z umiejętnym dostarczaniem usług, będzie kluczem do przyszłej przewagi konkurencyjnej. Przystosuj się, nie przegap, budownictwo cyfrowe nadchodzi. Zadziwiająca jest również statystyka dotycząca elementów cyfrowych na świecie, na poszczególnych kontynentach i w krajach. Dane z 2014 roku i 2015 roku wykazują, że w Polsce zaistniały zmiany. Aktywność użytkowania internetu sięga w Polsce prawie 26 milionów, z wszystkich prawie 39 milionów obywateli. Połowa z użytkowników internetu, 14 milionów Polaków to aktywni członkowie sieci społecznościowych, a liczba urządzeń mobilnych, liczba połączeń mobilnych i liczba 10 milionów użytkowników mobilnych, stawia Polskę wśród pierwszej piątki krajów Europy, to potencjał cyfrowy i podstawowy wymóg komunikacji znajdujący się zapewne w rękach młodych Polaków (Rys. 1).
Wprowadzenie: W artykule przedstawiono problemy związane z odpornością ogniową słupów stalowych i żelbetowych nagrzewanych z mniej niż czterech stron, z uwzględnieniem elementów wbudowanych w ściany oddzielenia przeciwpożarowego. Jednostronne nagrzewanie słupa sprawia, że na jego przeciwległych stronach występują różne temperatury. Prowadzi to do powstawania przemieszczeń poziomych, które wywołują dodatkowe siły wewnętrzne w samym słupie, jego zamocowaniu oraz w przylegającej konstrukcji. Metody: W odniesieniu do słupów stalowych wskazano, że w normie PN-EN 1993-1-2 brakuje metod uproszczonych pozwalających na obliczenie nośności słupów stalowych poddanych oddziaływaniu wysokiej temperatury tylko z jednej strony. Opisano najważniejsze wnioski z prac badawczych przeprowadzanych w tym obszarze w ostatnich latach i wskazano możliwą do zastosowania metodę obliczania nośności tego typu elementów, uwzględniającą nierównomierny przebieg temperatury w elemencie. Tego typu nagrzewanie i związana z nim nierównomierna temperatura w obrębie przekroju sprawiają, że stal, w zależności od jej położenia w przekroju, wykazuje różne wartości parametrów takich jak granica plastyczności i moduł sprężystości. Uwzględnienie w obliczeniach rzeczywistej temperatury stalowego słupa pozwala na oszacowanie jego przemieszczeń, wywołanych wpływem nierównomiernej temperatury, od których zależą wielkości sił wewnętrznych i jego nośność. W odniesieniu do słupów żelbetowych opisano podstawowy podział metod obliczania nośności zawartych w PN-EN 1992-1-2, ze szczególnym zwróceniem uwagi na ich ograniczony zakres stosowania z uwagi na: typ konstrukcji, długość elementu, smukłość oraz wielkość mimośrodu obciążenia. Dokonano przeglądu metod pod kątem stosowania ich przy narażeniu na działanie ognia z mniej niż czterech stron. Przybliżono metodę zawartą w niemieckim załączniku krajowym do DIN-EN 1992-1-2, która pozwala na obliczenie nośności słupów wspornikowych poddanych działaniu ognia z jednej, trzech lub czterech stron. Przywołano pozycje literaturowe podające uproszczone metody obliczeń wraz z wnioskami. Dyskusja i Podsumowanie: Spośród potencjalnych rozwiązań omawianego problemu można wyróżnić: umieszczenie słupów poza ścianą oddzielenia pożarowego, zaprojektowanie połączenia pozwalającego na zawalenie się konstrukcji dachu do wnętrza hali, bez wywoływania nadmiernych sił poziomych oddziałujących na głowicę słupa lub wykorzystanie usztywnienia przylegającej konstrukcji do przeniesienia sił poziomych. Z uwagi na poziom skomplikowania bardziej zaawansowanych metod obliczania nośności, wskazane jest opracowanie metod uwzględniających nierównomierne nagrzewanie w sposób uproszczony, na bazie faktycznych przypadków pożarów budynków.
EN
Introduction: The paper describes problems associated with fire resistance of steel and reinforced concrete columns exposed to fire on less than four sides (such as embedded in firewalls). One-sided exposure is associated with varying temperatures on both sides of the column, which leads to the formation of lateral displacement, causing additional forces in the column, its fixing and in the adjacent structure. Methods: Steel columns: It is emphasised that in PN-EN 1993-1-2 there are no simplified methods which allow to calculate the load-bearing capacity of columns exposed to fire on one side. The article describes the most important conclusions of research work carried out in recent years with an indication of a potential method for calculating load-bearing capacity of such elements, which allows to take into consideration the uneven temperature in a given element. This type of heating and uneven temperature within the cross-section resulting from it, is associated with the variation of material parameters such as yield strength and elasticity modulus depending on location in the cross-section. Reinforced concrete columns: Basic division of methods provided by PN-EN 1992-1-2 is described with special emphasis on scope of its application limited by: the type of construction, the length of the element, its slenderness and the load eccentricity. A review of methods was performed in terms of their application when exposed to fire on less than four sides. A method in the German National Annex to DIN EN 1992-1-2 is described in detail; it allows to calculate the capacity of the load-bearing capacity of cantilever columns exposed to fire from one, three or four sides. Simplified additional methods from literature are briefly described along with their conclusions. Discussion and Conclusions: The following can be distinguished among potential solutions to the problem: placing the columns outside the firewall, designing a special connection which allows the roof structure to collapse into the warehouse without causing excessive horizontal forces acting on the column or using bracing of the adjacent structure to transfer horizontal forces. However, due to the complexity of more sophisticated methods, it would be advisable to develop methods taking into account uneven exposure in a simplified manner, based on actual cases of fires in buildings.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Głównym celem artykułu jest analiza wpływu uplastycznienia stężeń poprzecznych na redystrybucję sił wewnętrznych i stateczność głównej konstrukcji nośnej hali stalowej podczas pożaru. Motywacją do przeprowadzenia tego typu analiz jest brak jednoznacznych wytycznych projektowych dotyczących uwzględniania realnego osłabienia globalnej sztywności konstrukcji spowodowanego utratą zdolności stężeń do przenoszenia obciążeń podczas pożaru. Analizy przeprowadzono w odniesieniu do modelu polowego pożaru symulowanego w programie FDS (Fire Dynamics Simulator) oraz zestawiono z analizami wykorzystującymi nagrzewanie się elementów poddanych działaniu standardowej krzywej ogniowej.
EN
The main goal of this work is analyzing the influence of yielding of vertical bracing on internal forces redistribution and stability of primary steel hall structure in fire conditions. The motivation behind conveying this type of analyses is lack of unambiguous design guidelines as far as diminishing of global construction stiffness is concerned, which is caused by loss of ability of bracing to carry the loads due to fire.Numerical analyses are performed with respect to CFD model, simulated in Fire Dynamics Simulator (FDS) and compared with results obtained using standard temperature-time curve.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper, authors reminisce on years of scientific cooperation and achievements on the personality of Piotr Perzyna and his Theory of Thermo-Viscoplasticity, which are displayed from remembrance. All the essence of latin words Master, Doctor, Docent, Professor are in some kind the reflection of the scientific history that has happened during the last 40 years. For every author the shift of 10 to 20 years shows that Piotr Perzyna served with his personality and knowledge for two to three different generations, working with authors as 20/30/50 years younger man. Now, one year after Piotr Perzyna passed away in 2013 (50 years after publishing the basic paper on Theory of Thermo-Viscoplasticity in 1963), the role he has played for authors has become much clearer and conspicuous as well as in a wider context. Like P iotr = P eter = P etrus = Kηϕας ´ Professor Perzyna is the rock on which we build. Let it remain not only in memory.
In the paper, the numerical simulation of Nowacki's double shear test in the framework of recently proposed viscoplasticity theory for anisotropic solids is presented. The numerical analysis comprises the full spatial modelling and is carried out for the DH-36 steel sheet in adiabatic conditions (the analysis of anisotropic bodies can be led only on 3D models). During analyses, strain rates of order 104-107 s-1 are observed and the process time duration up to full damage (loss of continuity in the localisation zone) is around 150-300 žs. The novelty of the research is focused on the formulation that includes the anisotropy of the intrinsic microdamage process. Thus, it makes possible to obtain qualitatively and quantitatively new results compared with the existing models, like tracing the softening directions and better (closer to experiment) prediction of damage paths.
PL
W pracy przedstawiono numeryczne symulacje testu podwojnego ścinania, zaproponowanego przez prof. Nowackiego, w ramach sformułowania teorii lepkoplastyczności dla anizotropowych ciał stałych. Analizy numeryczne obejmują modele trójwymiarowe i są wykonane dla stali DH-36 w warunkach adiabatycznych (analiza ciał anizotropowych może być przeprowadzona wyłącznie na modelach trojwymiarowych). W trakcie analiz obserwuje się prędkości deformacji rzędu 104-107 s-1, a czas trwania procesu do całkowitego zerwania próbki (utraty ciągłości w strefie lokalizacji) jest z przedziału 150-300 žs. Oryginalność badań wynika z faktu uwzględnienia w definicji konstytutywnego modelu anizotropowego wewnętrznego procesu mikrouszkodzeń. W rezultacie, uzyskane wyniki dają jakościowo i ilościowo nowy obraz procesu, w szczegolności umożliwiają śledzenie kierunkow osłabienia oraz dokładniejsze (bliższe rezultatom eksperymentalnym) odwzorowanie ścieżki zniszczenia.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the paper the material model for metals and its numerical applications are presented. The material model is stated in terms of continuum mechanics, in the framework of the thermodynamical theory of viscoplasticity. The fundamental achievement is that the constitutive relation includes a description of anisotropy of metal microstructure. Such approach gives qualitatively and quantitatively new results compared with the existing models because it is possible to trace the directions of softening and predict a damage path in process time. Numerical examples comprise full spatial modelling for HSLA-65 steel in adiabatic conditions (the analysis of anisotropic bodies can be led only on 3D models) including: tension of sheet steel and twisting of thin walled tube. During analyses strain rates of order 104-107 s–1 are observed and the process time up to full damage (loss of continuity in the localisation zone) is around 100-300 mi s.
Dispersion as the material property is discussed in the paper. The definition, origination and dispersion analysis are presented. The dispersive and non-dispersive constitutive models are studied. The mechanical problem of inelastic deformation of solids is considered. The evolution of viscoplastic flow describes material hardening and softening with formation of strain localization zone. Wave character and dispersion are recognized as fundamental elements in formulation and solution in dynamic, rate dependent processes with strain localization and shear band propagation. The physical and numerical aspects of dispersion clarify the development of deformation, stress or energy distribution and verify the solution procedure. The paper exposes the importance of dispersion phenomenon that should be carefully investigated in class of solid mechanics problems. The numerical results confirm the role of dispersion effects.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The main objective of the paper is the investigation of the interaction and reflection of elastic-viscoplastic waves which can lead to localization phenomena in solids. The rate type constitutive structure for an elastic-viscoplastic material with thermomechanical coupling is used. An adiabatic inelastic flow process is considered. Discussion of some features of rate dependent plastic medium is presented. This medium has dissipative and dispersive properties. In the evolution problem considered in such dissipative and dispersive medium the stress and deformation due to wave reflections and interactions are not uniformly distributed, and this kind of heterogeneity can lead to strain localization in the absence of geometrical or material imperfections. Numerical examples are presented for a 2D specimens subjected to tension, with the controlled displacements imposed at one side with different velocities. The initial-boundary conditions which are considered reflect the asymmetric (single side) tension of the specimen with the opposite side fixed, which leads to non-symmetric deformation. The influence of the constitutive parameter (relaxation time of mechanical perturbances) is also studied in the examples. The attention is focused on the investigation of the interactions and reflections of waves and on the location of localization of plastic deformations.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The plastic strain localization phenomena are studied with the use of the theory of viscoplasticity and finite element method. The aim of the preliminary study is to check if the strain localization is sensitive to variation of parameters specifying the physical model and boundary conditions. The plastic deformation energy can be maximized in the process of the optimal design of boundaries and inclusions. The study proofs that it is possible to control the process of localized deformations.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Podano wyniki obliczeń dynamicznych metodą elementów skończonych żelbetowego fundamentu pod turbozespół i porównano je z wynikami pomiarów dynamicznych takiego samego fundamentu pracującego w elektrowni w Polsce.
EN
FEM results of dynamic design analysis of RC frame foundation for turbine set are presented and compared with dynamic measurements of a similar foundation under running turbine set.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The work is the continuation of Professor Piotr Perzyna achievements in the description and analysis of the phenomenon of plastic strain localization. The ductile materials under impact loading are in focus of interest. In particular, the influence of initial imperfections on the final pattern of localization is elaborated. The computer simulations were performed in the environment of ABAQUS program.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.