Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza numeryczna i eksperymentalna prefabrykowanych płyt betonowych ze zbrojeniem wysokiej wytrzymałości w szczególnych warunkach podparcia

Dutkiewicz Maciej, Griniov Vadim, Majkowski Paweł

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 2

21--25

PL

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

Analiza czynników mających wpływ na stateczność skarpy hałdy pokopalnianej

Łupieżowiec Marian, Kowalska Magdalena, Wróblewska Magdalena

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 2

73--78

3

Selection of materials for repairing punctures of metal skin of semi-monocoque structures using composite patches

Godzimirski Jan, Rośkowicz Marek, Barca Iga

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2023

|

nr 2

19--32

EN

For repairing punctures of skin of semi-monocoque structures under field conditions, simple methods are sought to guarantee the reliability of the repaired structure. Therefore, adhesive joints and composite materials are being increasingly used in repairs. During repairs using adhesion, an important aspect that affects the quality of the joint is the selection of the adhesive and the quality of surface preparation of the parts to be joined. This is necessary to get the right bond strength and durability of the joint in working environments characterized by extreme temperatures and exposure to chemicals and moisture. The purpose of the study was to select an adhesive with good strength properties for bonding AW2024T3 aluminum sheets to carbon and glass composites, and to analyze the effect of metal surface preparation on the strength of adhesive joints (grinding, sandblasting and chemical surface preparation). The tests were carried out on overlap (metal-composite) specimens. For selected adhesives, strength tests were also carried out on specimens replicating the repaired damage with a diameter of 20 mm of metal skin repaired by different methods, including composite patches and adhesive joints. The specimens were loaded in tension and loss of stability. The tests made it possible to determine the requirements for composite patches used for repairing upper and lower airframe wing skins.

PL

Do napraw przebić pokryć konstrukcji półskorupowych w warunkach polowych, poszukuje się prostych metod, które zagwarantują niezawodność naprawianej struktury. Dlatego coraz częściej w naprawach wykorzystuje się połączenia adhezyjne i materiały kompozytowe. Podczas napraw z zastosowaniem klejenia ważnym aspektem, który wpływa na jakość połączenia, jest dobór odpowiedniego kleju oraz jakość przygotowania powierzchni klejonych elementów. Jest to niezbędne do uzyskania odpowiedniej siły wiązania i trwałości połączenia w środowisku pracy, które cechują ekstremalne temperatury oraz narażenie na działanie chemikaliów i wilgoci. Celem badań był dobór kleju o dobrych właściwościach wytrzymałościowych do łączenia blach AW2024T3 z kompozytami węglowymi i szklanymi oraz analiza wpływu przygotowania powierzchni metalowych na wytrzymałość połączeń adhezyjnych (szlifowanie, piaskowanie i chemiczne przygotowanie powierzchni). Badania przeprowadzono na próbkach zakładkowych (metalowo-kompozytowych). Dla wybranych klejów wykonano również badania wytrzymałościowe próbek imitujących naprawione uszkodzenie o średnicy 20 mm pokrycia metalowego naprawianego różnymi metodami, w tym z zastosowaniem łat kompozytowych i połączeń adhezyjnych. Próbki obciążano na rozciąganie i utratę stateczności. Przeprowadzone badania pozwoliły określić wymagania dotyczące łat kompozytowych stosowanych do napraw górnych i dolnych pokryć skrzydeł płatowców.

4

Analiza numeryczna propagacji harmonicznych w obwodzie jednofazowym AC z obciążeniem nieliniowym

Wciślik Mirosław, Strząbała Paweł

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 1

220--225

PL

Podstawowymi zniekształceniami współczesnych systemów elektroenergetycznych są składowe harmoniczne, wywoływane najczęściej przez obciążenie nieliniowe. W pracy rozważano obwód prądu przemiennego zawierający część liniową LR oraz obciążenie nieliniowe, którego napięcie jest proporcjonalne do funkcji signum prądu. Przedstawiono symboliczne rozwiązania równania tego modelu w stanie ustalonym dla przepływu prądu bez przerw, uwzględniając wszystkie harmoniczne. Dla prądu płynącego z przerwami równanie to rozwiązano numerycznie wykorzystując system MATLAB-Simulink. Wybrane wyniki badań numerycznych, charakterystyki przedstawiono w postaci graficznej.

EN

The main distortions of modern power systems are harmonics, usually caused by a nonlinear load. This paper considers an AC circuit containing a linear LR component and a nonlinear load with a voltage proportional to the signum function of the current. The symbolic solutions of the equation of this model in the steady state for the current flow without interruptions are presented, with consideration of all harmonics. For current flowing with interruptions, this equation was solved numerically using the MATLAB-Simulink system. Selected numerical results, characteristics are presented in graphical form.

5

Hob’s optical and coordinating methods of measurement

Piotrowski Andrzej

Mechanik

|

2023

|

R. 96, nr 8-9

51--58

EN

The article presents selected issues of measurement and identification of hobs using optical and coordinates metrology methods. The outline of the hob is an indicator of the tool class and has a decisive influence on the accuracy of the gears made with it. The conducted research is the basis for drawing conclusions about the principles and methods of measuring hobs.

PL

Artykuł prezentuje wybrane zagadnienia pomiaru i identyfikacji frezów ślimakowych z użyciem metod metrologii optycznej i współrzędnościowej. Zarys frezu ślimakowego jest wyznacznikiem klasy narzędzia i ma decydujący wpływ na dokładność wykonywanych z jego użyciem kół zębatych. Przeprowadzone badania są podstawą do wnioskowania o zasadach i metodach pomiaru frezów ślimakowych.

6

Zastosowanie wybranej metody numerycznej do określenia właściwości podkonstrukcji do elewacji wentylowanych, z termoizolacyjnymi elementami polimerowymi

Kopyłow Ołeksij, Chełkowski Filip

Materiały Budowlane

|

2023

|

nr 12

84--87

PL

W celu poprawy parametrów termoizolacyjnych elewacji wentylowanych coraz częściej stosowane są podkonstrukcje z konsolami „pasywnymi”, zawierającymi wkładki polimerowe. Wyroby tego typu nie zostały objęte europejskimi specyfikacjami technicznymi typu EAD lub normami krajowymi. Nierzadko, ze względów ekonomicznych, właściwości mechaniczne podkonstrukcji „pasywnych” określane są wyłącznie za pomocą metod obliczeniowych. W artykule porównano wyniki badań laboratoryjnych oraz symulacji numerycznych podkonstrukcji z elementami polimerowymi. Stwierdzono znaczne rozbieżności pomiędzy nimi.

EN

In order to improve the thermal insulation parameters of ventilated facades, substructures with "passive" brackets containing polymeric inserts are increasingly being used. Products of this type are not covered by European technical specifications such as EAD or national standards. The mechanical properties of "passive" substructures are often determined by computational methods only, for economic reasons. This paper presents the results of a comparison between laboratory tests and numerical simulations of substructures with polymer elements. Significant discrepancies between the test resultswere observed.

7

Szacowanie ryzyka rozwoju pleśni na przykładzie budynku jednorodzinnego

Orlik-Kożdoń Bożena, Pawlak-Jakubowska Anita

Materiały Budowlane

|

2023

|

nr 12

33--37

PL

Celem pracy było określenie przyczyn powstania ognisk pleśni na wewnętrznej powierzchni przegród ściennych i zaproponowanie środków zaradczych. Wykonano analizy cieplno-wilgotnościowe na podstawie obliczeń numerycznych. W wyniku badań ustalono, że najistotniejszymi czynnikami determinującymi rozwój pleśni są wilgotność względna powietrza i jakość cieplna obudowy budynku. Ryzyko powstania pleśni należy prognozować już na etapie projektowania.

EN

The aim of this study was to determine the causes of mould outbreaks on the internal surface of partitions wall and to propose preventive measures. Thermal and humidity analyses were carried out on the basis of numerical calculations. As a result of the research, it was established that the most important factors determining the development of mould are the relative humidity of the air and the thermal quality of the construction envelope. The risk of mould formation must be predicted early in the design stage.

8

Stosowanie narzędzi obliczeniowych do określenia właściwości mechanicznych konsoli do elewacji wentylowanych

Kopyłow Ołeksij, Chełkowski Filip

Materiały Budowlane

|

2023

|

nr 9

58--61

PL

Podkonstrukcje systemów elewacji wentylowanych mają istotny wpływ na bezpieczeństwo użytkowania budynku. Podczas projektowania elewacji wentylowanych niezmiernie ważne jest poprawne określenie parametrów wytrzymałościowych podkonstrukcji za pomocą badań laboratoryjnych. Wraz z rozwojem technik obliczeniowych coraz częściej parametry te oceniane są na podstawie symulacji numerycznych. W artykule przeprowadzono porównawczą analizę wyników badań laboratoryjnych odporności na działanie siły pionowej konsoli aluminiowej oraz wyników badań analitycznych uzyskanych na podstawie symulacji obliczeniowych.

EN

Substructures of ventilated facade systems have a significant impact on the safety of building use. When designing ventilated facades, it is extremely important to correctly determine the strength parameters of the substructure. These parameters are determined by laboratory tests. With the development of computational techniques, these parameters are more and more often determined on the basis of numerical simulations. The article presents a comparative analysis of the results of laboratory tests of resistance to the vertical force of the aluminum console and the results of analytical tests obtained on the basis of computational simulations.

9

Analiza numeryczna wpływu uszkodzeń i imperfekcji geometrycznych na nośność rusztowań ramowych

Robak Aleksander

Materiały Budowlane

|

2023

|

nr 9

41--44

PL

W artykule przedstawiono analizy numeryczne konstrukcji rusztowania z uszkodzeniami w postaci łukowego wygięcia stojaków. W przeprowadzonych obliczeniach analizowano wpływ lokalizacji i liczebności uszkodzeń, imperfekcji geometrycznych, normowych wariantów obciążenia oraz wysokości rusztowania na wielkość naprężeń normalnych. Celem przeprowadzonych analiz numerycznych jest zwiększenie poziomu wiedzy na temat wpływu uszkodzeń eksploatacyjnych na nośność głównych elementów konstrukcyjnych w rusztowaniach budowlanych.

EN

The paper presents numerical analyzes of the scaffolding structure with damages in the form of arc bending of the stands. In the calculations carried out, the influence of the location and number of damages, geometrical imperfections, standard load variants and scaffolding height on the value of normal stresses was analysed. The purpose of the conducted numerical analyzes is to increase the level of knowledge on the influence of operational damage on the load carrying capacity of the main structural elements in scaffolding.

10

Nośność graniczna rozciąganych kątowników mocowanych śrubowo jedną ścianką

Bernatowska Edyta

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 9-10

441--446

PL

W artykule poruszono problem naukowy dotyczący identyfikacji form zniszczenia rozciąganych kątowników łączonych jednym ramieniem za pomocą śrub oraz określania ich nośności granicznej. Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych oraz analiz numerycznych. Odniesiono je do wytycznych projektowych zawartych w normach krajowych i zagranicznych.

EN

The article deals with a problem of the identification of the forms of failure of tensioned angle members connected by one leg with bolts and determination of their ultimate tensile resistance. The results of experimental research and numerical analyzes are presented. They were referred to the design guidelines contained in domestic and foreign standards.

11

Modele obliczeniowe linii energetycznej poddanej przemieszczeniom podłoża

Wandzik Grzegorz

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 9-10

552--556

PL

Przedstawiono trzy sposoby podejścia (modele obliczeniowe) służące do wyznaczania oddziaływań na słupy linii energetycznej poddanej przemieszczeniom spowodowanym deformacjami terenu. Wskazano wady, zalety oraz trudności w implementacji poszczególnych modeli. Zaprezentowano wyniki przykładowych obliczeń wykonane za pomocą autorskiego programu komputerowego. Uzasadniono wagę uwzględniania podatności słupów dla uzyskania realistycznych wyników.

EN

Three approaches (computational models) for determining the impacts on power line towers subjected to displacements caused by ground deformation are presented. The disadvantages, advantages and difficulties in the implementation of individual models were indicated. The results of exemplary calculations made with the use of a proprietary computer program are presented. The importance of considering the flexibility of the towers in order to obtain realistic results is justified.

12

Analiza ram stalowych w kontekście odporności konstrukcji

Kukla Damian, Kozłowski Aleksander

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 1-2

55--59

PL

W artykule przedstawiono wyniki dynamicznych analiz numerycznych stalowych konstrukcji ramowych poddanych symulacji scenariusza usunięcia słupa wewnętrznego. Analizy wykonano, opierając się na zwalidowanych modelach numerycznych na podstawie badań doświadczalnych stalowych węzłów doczołowych. Wyniki analiz podsumowano praktycznymi zaleceniami projektowymi kształtowania śrubowych stalowych węzłów doczołowych w sytuacji wyjątkowej utraty słupa środkowego.

EN

Result of dynamic numerical analysis of steel frames subjected to simulation of internal column loss scenario has been presented. The analysis was performed on the validated numerical models based on the experimental tests of steel end-plate joints. Results of analysis were summarized by practical design recommendations how shaping bolted steel end-plate joints under accidental design situation.

13

Analiza numeryczna posadowienia pośredniego chłodni kominowej bloku energetycznego o mocy 910 MW w Elektrowni Jaworzno III

Biały Mariusz

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 5-6

229--234

PL

W artykule przedstawiono wyniki analiz osiadań podłoża posadowionej na palach hiperboloidalnej chłodni kominowej bloku energetycznego o mocy 910 MW w Elektrowni Jaworzno III - Elektrownia II. Analizy oparto na wynikach testów CPTU, DMT i badaniach laboratoryjnych w aparatach trójosiowego ściskania. Obliczenia osiadań przeprowadzono przy użyciu metod numerycznych.

EN

The paper presents the results of analyses of subsoil settlements of the piles foundation hyperbolical cooling tower of 910 MW power unit in Power plant Jaworzno III - Power plant II. The analyses based on results of CPTU, DMT and triaxial apparatus laboratory tests. The calculation of the settlements were performed using numerical methods.

14

Analiza numeryczna osiadań podłoża fundamentów elektrofiltrów bloku energetycznego o mocy 910 MW w Elektrowni Jaworzno III

Biały Mariusz

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 5-6

225--228

PL

W artykule przedstawiono wyniki analiz osiadań podłoża fundamentów elektrofiltrów bloku energetycznego o mocy 910 MW w Elektrowni Jaworzno III - Elektrownia II. Analizy oparto na wynikach badan CPTU i DMT. Obliczenia osiadań przeprowadzono metodą numeryczną.

EN

The paper presents the results of numerical analyses of subsoil settlements foundation of the electrofilters 910 MW power unit in Power plant Jaworzno III - Power plant II. The analyses based on results of CPTU and DMT tests. The calculation of the settlements were performed using numerical method.

15

Ocena obliczeń MES na podstawie monitoringu przemieszczeń – cz. I

Nawracała Jacek, Łęcki Paweł

Inżynier Budownictwa

|

2023

|

nr 7-8

54--58

16

Porównanie obciążenia wiatrem wyznaczonego na podstawie procedur normowych z wynikami symulacji w cyfrowym tunelu aerodynamicznym dla hali stalowej

Migda Wojciech, Gordziej-Zagórowska Małgorzata, Deniziak Patryk, Leszczyńska Wioletta

Builder

|

2023

|

R.27, nr 12

110--114

PL

W niniejszych badaniach porównano obciążenia od wiatru wyznaczonego metodą normową oraz w cyfrowym tunelu aerodynamicznym. Analizom poddano typowy budynek hali na planie prostokąta z dwuspadowym dachem w czterech wariantach geometrycznych. Na pierwszym etapie budynki zwymiarowano, bazując na obciążeniach od wiatru wyznaczonych według Eurokodu. Następnie dla poszczególnych elementów konstrukcyjnych określono poziom wytężenia. Dla tak zaprojektowanych budynków halowych, w kolejnym kroku, przeprowadzono analizy w cyfrowym tunelu aerodynamicznym, który pozwolił na wyznaczenie obciążeń od wiatru. Zauważono wyraźną tendencję: konstrukcja obciążona w cyfrowym tunelu aerodynamicznym wpływa na mniejsze wytężenia przekrojów oraz mniejsze wartości przemieszczeń. Należy pamiętać jednak, że analiza konstrukcji w cyfrowym tunelu aerodynamicznym wymaga od projektanta wiedzy, doświadczenia i kontroli otrzymywanych wyników.

EN

This research compared wind loads determined using the code method and virtual wind tunnel analysis results. A typical hall building on a rectangular plan with a gable roof in four geometric variants was analyzed. In the first stage, the buildings were dimensioned based on wind loads determined according to Eurocode. Then, the level of critical state was determined for individual structural elements. For the hall buildings designed in this way, in the next step, analyzes were carried out in a numerical wind tunnel, which allowed for the determination of wind loads. A clear tendency was noticed: the structure loaded in the virtual wind tunnel results in lower cross-sectional forces and lower displacement values. However, it should be remembered that the analysis of structures in a virtual wind tunnel requires knowledge, experience and control of the obtained results from the designer.

17

Badanie nośności wybranych poliamidowo-aluminiowych konsoli nośnych dla okładzin fasad budynków

Cwyl Maciej, Prochera Michał, Wojda Jędrzej, Wilga Kornelia, Radzimirski Patryk

Builder

|

2023

|

R.27, nr 9

28--33

PL

Zagadnieniem omawianym w ramach artykułu jest innowacyjny system konsoli nośnych z przekładkami z tworzywa sztucznego. W ramach zleconych prac i grantów badawczych Koła Naukowego Konstrukcji Metalowych przeprowadzono badania konsoli poliamidowo-aluminiowych. Dostarczone wieszaki o różnych parametrach geometrycznych i materiałowych zostały przebadane w przestrzennej maszynie wytrzymałościowej znajdującej się na Wydziale Inżynierii Lądowej Politechniki Warszawskiej. Celem badań było określenie nośności konsoli na zginanie w płaszczyźnie, rozciąganie osiowe i wpływ zmęczenia. Następny krok obejmował przygotowanie analizy numerycznej w programie Abaqus CAE dla wybranego typu konsoli. Celem analizy MES było osiągnięcie końcowego stanu odkształcenia zgodnego z rzeczywistym, uzyskanym w ramach badań laboratoryjnych. W podsumowaniu przedstawiono wnioski wyciągnięte z porównania wyników uzyskanych w ramach badań laboratoryjnych i analizy numerycznej.

EN

The issue discussed in the article is an innovative system of support consoles with plastic spacers. As part of the commissioned works and research grants of the Koła Naukowego Konstrukcji Metalowych, tests of polyamide - aluminum consoles were carried out. Supplied hangers with different geometrical and material parameters were tested in a spatial testing machine located at the Faculty of Civil Engineering of the Warsaw University of Technology. The aim of the tests was to determine the bearing capacity of the console for in-plane bending, axial stretching and the effect of fatigue. The next step involved the preparation of a numerical analysis in the Abaqus CAE program for the selected type of console. The purpose of the FEM analysis was to achieve the final state of deformation consistent with the real one obtained during laboratory tests. The summary presents the conclusions drawn from the comparison of the results obtained as part of laboratory tests and numerical analysis.

18

Numerical analysis of buildings located on the edge of the post-mining basin

Szojda Leszek, Kapusta Łukasz

Archives of Mining Sciences

|

2023

|

Vol. 68, no. 1

125--140

EN

The rim of a post-exploitation basin is a particularly dangerous zone for buildings. This is due to the impact of mining on the nearby buildings, which persists even after exploitation activities are finished. The rim of the basin remains constantly deformed. This paper presents numerical analyses of buildings located in Marklowice (Silesian Voivodeship, Poland). They are located in an area that was exploited for mining, above the initial exploitation edge on the rim of the basin. The area of the analysed buildings was geodetically monitored during mining works. The results of the measurements allowed the observation of changes in terrain deformation indicators, together with the determination of the settlement’s final values after the operation was completed. Knowledge of the results enabled the preparation of numerical analyses of buildings with the use of the finite element method (FEM), the purpose of which was to determine the residual stresses in the structures after the end of the exploitation. The results are presented in the form of stress maps, which show changes in the internal forces in buildings left by mining operations. Specific examples are used. Two residential two-storey buildings were analysed; they were built using traditional brick methods, with a single-storey outbuilding. All of the analysed buildings are located in the mining commencement zone, in which the deformation of the surface has not faded away.

19

Influence of the mesh structure of geodesic domes on their seismic response in applied directions

Bysiec Dominika, Maleska Tomasz

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 3

65--78

EN

The paper presents the determination of the impact of earthquakes of varying intensity on the structure of geodesic domes. The structures of the analyzed domes were designed on the basis of the regular octahedron according to two different methods of creating their topology. The use of four seismic records of different intensity and duration of the record made it possible to subject 8 models to numerical analysis. The designed spatial structures are domes with a steel cross-section, thanks to which they are undoubtedly characterized by their lightness and the possibility of covering very large areas, without the need to use internal supports. Designing steel domes is currently a challenge for constructors, as well as architect, who take into account their aesthetic considerations. The paper presents the seismic response of geodesic domes in applied different directions (two horizontal “X” and “Y” and one vertical “Z”), using the Time History method. The values of forced vibrations and recording intensity were shown, and on this basis, an attempt was made to determine which seismic record may be more unfavorable for the designed geodesic domes created according to two different methods of shaping the topology of their structures. For this purpose, the FFT (Fast Fourier Transform) method was used. The maximum accelerations and displacements of the structures were also analyzed. The conducted analysis shows the influence of seismic excitations on geodetic dome structures, depending on the applied method (method 1 and 2) of shaping their topology. This paper will undoubtedly be useful in designing a geodesic dome structure in a seismic area. In addition, this analysis can be helpful in assessing the effects of an incidental earthquake.

PL

Praca dotyczy określenia wpływu trzęsienia ziemi o różnej intensywności na konstrukcję kopuł geodezyjnych. Struktury analizowanych kopuł, których podstawą kształtowania był ośmiościan foremny, zaprojektowane zostały według dwóch różnych metod tworzenia topologii tego typu konstrukcji. Wykorzystanie czterech zapisów sejsmicznych o różnej intensywności i o zróżnicowanym czasie trwania zapisu umożliwiło poddanie analizie numerycznej 8 modeli. Zaprojektowane przestrzenne struktury to kopuły o przekroju stalowym, dzięki czemu niewątpliwie odznaczają się swoją lekkością i możliwością przekrycia bardzo dużych powierzchni, bez konieczności zastosowania podpór wewnętrznych. Zaprojektowanie stalowych kopuł jest obecnie wyzwaniem zarówno dla konstruktorów, jak i architektów, którzy kierują się również względami estetycznymi. W pracy przedstawiono odpowiedź sejsmiczną kopuł geodezyjnych w zastosowanych różnych kierunkach (dwa poziome „X” i „Y” oraz jeden pionowy „Z”) przy użyciu metody Time History. Wykazano wartości drgań wymuszonych i intensywności zapisu i na tej podstawie podjęto próbę określenia, który zapis sejsmiczny może być bardziej niekorzystny dla badanych kopuł geodezyjnych utworzonych według dwóch różnych metod kształtowania topologii ich struktur. W tym celu posłużono się metodą FFT (Fast Fourier Transform). Przeanalizowano również maksymalne przyspieszenia i przemieszczenia konstrukcji. Przeprowadzona analiza pokazuje wpływ wstrząsów sejsmicznych na konstrukcje kopuł geodezyjnych, w zależności od zastosowanej metody (metoda 1 i 2) kształtowania ich topologii. Praca ta będzie niewątpliwie przydatna przy projektowaniu struktury kopuły geodezyjnej na obszarze sejsmicznym. Ponadto analiza ta może być pomocna przy ocenie skutków spowodowanych przypadkowym trzęsieniem ziemi.

20

Impact of numerical modelling of kinematic and static boundary conditions on stability of cold-formed sigma beam

Rzeszut Katarzyna, Szewczak Ilona, Różyło Patryk, Guminiak Michał

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 2

311--323

EN

The main aim of the study is an assessment of models suitability for steel beams made of thin-walled cold-formed sigma profiles with respect to different numerical descriptions used in buckling analysis. The analyses are carried out for the sigma profile beam with the height of 140 mm and the span of 2.20 m. The Finite Element (FE) numerical models are developed in the Abaqus program. The boundary conditions are introduced in the form of the so-called fork support with the use of displacement limitations. The beams are discretized using S4R shell finite elements with S4R linear and S8R quadratic shape functions. Local and global instability behaviour is investigated using linear buckling analysis and the models are verified by the comparison with theoretical critical bending moment obtained from the analytical formulae based on the Vlasow beam theory of the thin-walled elements. In addition, the engineering analysis of buckling is carried out for a simple shell (plate) model of the separated cross-section flange wall using the Boundary Element Method (BEM). Special attention was paid to critical bending moment calculated on the basis of the Vlasov beam theory, which does not take into account the loss of local stability or contour deformation. Numerical shell FE models are investigated, which enable a multimodal buckling analysis taking into account interactive buckling. The eigenvalues and shape of first three buckling modes for selected numerical models are calculated but the values of critical bending moments are identified basing on the eigenvalue obtained for the first buckling mode.

PL

Głównym celem pracy jest ocena przydatności modeli numerycznych belek stalowych wykonanych z cienkościennego profilu sigma formowanego na zimno z uwzględnieniem różnych opisów numerycznych pod kątem analizy wyboczenia. Analizy prowadzone są dla belki o profilu sigma o wysokości 140 mm i rozpiętości 2,20 m. Modele numeryczne Metody Elementów Skończonych (MES) są opracowywane w programie Abaqus. Warunki brzegowe modelowane są w postaci tzw. podpory widełkowej z wykorzystaniem ograniczeń przemieszczeń. Belki modelowane są przy użyciu powłokowego elementu skończonego S4R z liniową lub kwadratową funkcją kształtu. Utrata stateczności lokalnej i globalnej jest badana za pomocą liniowej analizy wyboczeniowej i jest weryfikowana przez porównanie z teoretycznym krytycznym momentem zginającym uzyskanym z analitycznych wzorów opartych na tzw. teorii belek Własowa, dedykowanej dla elementów cienkościennych. Dodatkowo dla prostego modelu powłokowego (płytowego), dla wydzielonej części przekroju w postaci ścianki (pas lub środnik) przeprowadzana jest analiza wyboczeniowa z wykorzystaniem Metody Elementów Brzegowych (MEB). Prowadzona jest również dyskusja dotycząca uproszczeń geometrycznych w przekroju sigma zgodnie z założeniami teoretycznymi. Szczególną uwagę zwrócono na krytyczny moment zginający obliczony na podstawie belkowej teorii Własowa, która nie uwzględnia utraty stateczności lokalnej ani deformacji konturu. Z drugiej strony badane są numeryczne modele powłokowe MES i MEB, które umożliwiają multimodalną analizę wyboczeniową z uwzględnieniem wyboczenia interaktywnego. W artykule wartość własna i kształt postaci wyboczeniowych dla wybranych modeli numerycznych są obliczane dla trzech pierwszych postaci wyboczeniowych, natomiast wartości krytyczne momentów zginających są identyfikowane na podstawie wartości własnej otrzymanej dla pierwszej postaci wyboczeniowej.