Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zdolność do obrotu doczołowych węzłów konstrukcji stalowych - podejście numeryczne

Ostrowski Krzysztof, Kozłowski Aleksander

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 1-2

65--69

PL

Celem artykułu jest przedstawienie metodologii wyznaczania zdolności do obrotu wybranych węzłów doczołowych konstrukcji stalowych z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych. Walidację modeli MES wykorzystanych w analizie oparto na wynikach badań laboratoryjnych. Przeprowadzono wieloetapową walidację hierarchiczną modeli MES. Zaproponowana w artykule definicja zdolności do obrotu węzła, zbudowana na podstawie kontrolowanego rozkładu sił w śrubie górnego rzędu, pozwala na wyznaczenie bezpiecznych wartości zdolności obrotowej węzłów. W celu ilościowego określenia osiągalnej zdolności do obrotu zastosowano teorię projektowania eksperymentu do komputerowej symulacji analizowanych węzłów, wykorzystując plan Hartleya PS/DS-P:Ha5. Zamieszczono również rekomendacje dla praktyki projektowej.

EN

The aim of the paper is to present a methodology for determining the rotation capacity of selected end-plate joints of steel structures with the use of the Finite Element Method. The validation of FEM models used in the analysis was based on the results of the laboratory tests. Multi-stage hierarchical validation of FEM models was conducted. The definition of the rotation capacity of the joint proposed in the paper, built on the controlled force distribution in the bolt of the top row, allows for determination of the safe values of the joint rotation capacity. In order to quantify the achievable rotation capacity, theory of experiment design for computer simulation of the analysed joints was applied, using Hartley's plan PS/DS-P:Ha5. The recommendation for design practice was also included.

2

Nośność doczołowych styków wysokich belek dwuteowych z wieloma szeregami śrub

Kawecki Paweł, Kozłowski Aleksander

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 1-2

40--45

PL

Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych czterech śrubowych styków doczołowych belek o przekroju dwuteowym wysokości 1,0 i 1,5 m, z wieloma szeregami śrub i liczbą śrub 2, 4 i 6 w szeregach przy pasie rozciąganym. Na podstawie wyników badań i analizy MES stwierdzono, że ocena stanu granicznego nośności wielośrubowych styków doczołowych o modelu zniszczenia 2 i 3, przeprowadzona metodą składnikową wg PN-EN 1993-1-8, nie zapewnia ich bezpieczeństwa. Zaproponowano dwie metody modyfikacji metody składnikowej: MCM (Modified Component Method) i SRM (Stiffness and Rotation Method).

EN

Results of experimental tests of four extended multi-rows bolted end-plate beam splices of height 1,0 and 1,5 m having 2, 4 or 6 bolts in rows around tension flange, has been presented. On the basis of tests and FEM results it was concluded that moment resistance of joints with 2 and 3 failure mode calculated using component method of EN 1993-1-8 is highly underestimated and not safe. Two modification methods have been proposed: MCM (Modified Component Method) and SRM (Stiffness and Rotation Method).

3

Optimization of Square-shaped Bolted Joints Based on Improved Particle Swarm Optimization Algorithm

Chen Kui, Yang Cheng, Zhao Yongsheng, Niu Peng, Niu NaNa, Wu Hongchao

Eksploatacja i Niezawodność

|

2023

|

Vol. 25, no. 3

art. no. 168487

EN

The bolted joint is widely used in heavy-duty CNC machine tools, which has huge influence on working precision and overall stiffness of CNC machine. The process parameters of group bolt assembly directly affect the stiffness of the connected parts. The dynamic model of bolted joints is established based on the fractal theory, and the overall stiffness of joint surface is calculated. In order to improve the total stiffness of bolted assembly, an improved particle swarm optimization algorithm with combination of time-varying weights and contraction factor is proposed. The input parameters are preloading of bolts, fractal dimension, roughness, and object thickness. The main goal is to maximize the global rigidity. The optimization results show that improved algorithm has better convergence, faster calculation speed, preferable results, and higher optimization performance than standard particle swarm optimization algorithm. Moreover, the global rigidity optimization is achieved.

4

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.

5

Ocena jakości sprężania połączeń śrubowych

Piątek Paweł, Kocwa Paweł, Zawada Łukasz

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 11

234--238

PL

W publikacji opisano prace dotyczące projektu oraz budowy nasadki pomiarowej służącej do kontroli sprężania połączeń śrubowych. Dodatkowo przedstawione zostało stanowisko laboratoryjne, które zostało zbudowane specjalnie do strojenia nasadki. Przedstawiono także przebieg oraz wyniki wstępnego strojenia nasadki pomiarowej. Prace opisane w artykule były prowadzone przez Akademię Górniczo-Hutniczą oraz Zakład Budowy Maszyn OSSA i są one kontynuacją prac nad inteligentnymi zakrętarkami elektromechanicznymi.

EN

The paper describes the work on the design and construction of a measuring device for evaluation of the tightening of bolted joints. In addition, a laboratory test bench is presented, which was constructed especially for adjusting of the measuring device. The process and results of the initial adjusting of the measuring device are also presented. The work described in the paper was carried out by the AGH University of Science and Technology and the OSSA Machinery Works and is a continuation of the work on intelligent electric torque tool.

6

Numerical investigation of static behavior of bolted joints

Hammami Chaima

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2022

|

Vol. 60 nr 3

385--394

EN

This paper investigates the static behavior of bolted joints and the extent of its control in the design of assembled structures. An analysis method is thus first developed highlighting stresses distribution in the junction to dimension the functional performance area. A description of the joint characteristics is presented. Numerical simulations, comparing the complete and simplified finite element models relevance, are then carried out. The integration of results of this analysis in the design of multiple bolted joints structures in finally presented. Experiments on a testbed, where a viscoelastic material is introduced in joints interfaces to enhance global damping, validate the approach developed.

7

Ocena współczynnika efektu dźwigni w połączeniach kołnierzowych za pomocą metody składnikowej

Leń Dariusz, Ślęczka Lucjan

Inżynieria i Budownictwo

|

2022

|

R. 78, nr 7-8

293--298

PL

W pracy przedstawiono metodę wyznaczania współczynnika efektu dźwigni w śrubowych połączeniach kołnierzowych. Dotychczasowe metody jego wyznaczania są konserwatywne lub czasochłonne. Przedstawione podejście jest oparte na metodzie składnikowej i pozwala na szybkie wyznaczanie wartości tego współczynnika.

EN

The paper presents a method for determining the prying effect factor in bolted flange joints. So far the existing methods of its determination are conservative or time-consuming. The presented approach is based on the component method and allows for a quick determination of the value of this factor.

8

Analysis of steel frame under selected accidental situation

Kukla Damian, Kozłowski Aleksander

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 4

293--309

EN

The current design codes recommend designing the building structures based on the assumption avoiding the disproportionate to the initial cause damage during accidental situation. As a main strategy to mitigate a progressive collapse an alternative load path method is recommended. Flush and extended bolted end-plate joint to connect beam-to-column were experimentally tested. Hierarchical validation of joint FEM models based on experimental test results were performed. The numerical dynamic analysis by finite element method of selected steel frame under column loss scenario is presented. The planar 2D model of frame were used. Shell elements for beams and columns and solid elements for joints were employed respectively. Nonlinear material and geometry were applied in the analysis. Johnson-Cook model was used to describe the change of steel parameters by dynamic Increase Factor (DIF). The Rayleigh model to include the damping effects in the analysis was used. The dynamic analysis was performed with the use of Abaqus/Explicit module. Main conclusion of presented research it that to achieve the required level of robustness, bolted beam-to-column joints with extended end-plate of thickness more than 15 mm should be used.

PL

Obecne przepisy projektowe zalecają projektowanie i wykonywanie konstrukcji budowlanych w oparciu o unikanie nieproporcjonalnego do pierwotnej przyczyny uszkodzenia w sytuacji wyjątkowej. W obecnych normach projektowych przedstawiono kilka sposobów ochrony konstrukcji przed katastrofą postępującą. Jako główną strategię łagodzenia katastrofy postępującej zaleca się metodę alternatywnej ścieżki obciążenia. Odporność konstrukcji jest definiowana jako zdolność konstrukcji do zatrzymania katastrofy. Wykonano badania doświadczalnie śrubowych węzłów doczołowych belka-słup z blachą wpuszczoną i wystającą. Przeprowadzono walidację hierarchiczną modeli MES węzłów na podstawie wyników badań eksperymentalnych. Przedstawiono dynamiczną analizę numeryczną, opartą na metodzie elementów skończonych, wybranej ramy stalowej w sytuacji wyjątkowej. Zastosowano płaski model konstrukcji. Do budowy modelu ramy wykorzystano odpowiednio elementy powłokowe dla belek i słupów oraz elementy bryłowe dla węzłów. Wykorzystano nieliniowy model materiału i geometrii do wykonania modelu. Charakterystyki materiałowe stali zostały zmodyfikowane przez zastosowanie dynamicznego współczynnika wzrostu (DIF), przy użyciu modelu Johnson-Cook. W obliczeniach wykorzystano moduł Abaqus/Explicit z uwzględnieniem tłumienia. Wyniki analizy wskazują, że zastosowanie w konstrukcji ramowej doczołowych węzłów śrubowych z blachą wystającą o grubości większej niż 15 mm prowadzi do wytworzenia w konstrukcji mechanizmu cięgnowego i zatrzymania katastrofy postępującej.

9

Bolted joints for small and medium reticulated timber domes: experimental study, numerical simulation, and design strength estimation

Shu Zhan, Li Zheng, He Minjuan, Chen Fei, Hu Chao, Liang Feng

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2020

|

Vol. 20, no. 3

131--154

EN

This paper proposes a new type of bolted glulam joint for small-span and medium-span reticulated timber dome structures. The joint fastens the timber elements and the angled slotted-in steel plates together with steel bolts. Reasonably simplified experiments were designed and conducted to understand the mechanical properties of the proposed joint. Finite element models were also developed and calibrated with the tested results. A four-line model was provided to explain the mechanical properties of the joints, which were observed from the tests and simulations. To facilitate the future use of the proposed joint, theoretical derivations were provided to estimate its mechanical features. According to the estimation equations, bilinear moment–rotation curves could be easily obtained for the joints with different wood species, member sizes, joint designs, and/or bolt diameters. Finally, full-size structural models were created to investigate the static stability of K6 single-layered reticulated timber domes with the proposed joints. The influences on the ultimate structural stability capacity from the span, the rise-to-span ratio, the joint model (i.e., stiffness), the initial geometric imperfection introduced from the construction, and the load distribution were systematically investigated.

10

Analiza parametryczna oraz standaryzacja doczołowych węzłów konstrukcji stalowych

Budziński Rafał, Sieńkowska Katarzyna, Kozłowski Aleksander

Inżynieria i Budownictwo

|

2019

|

R. 75, nr 7-8

325--330

PL

Przedstawiono normowe oraz technologiczne wytyczne kształtowania śrubowych węzłów doczołowych z blachą czołową wpuszczoną oraz wystającą. Podano wyniki analiz parametrycznych wybranych składników połączeń: rozstawu rzędów śrub, grubości blachy czołowej oraz odległości pierwszego szeregu śrub od pasa górnego belki. Zaprezentowano zawartość oraz formę katalogu połączeń i węzłów konstrukcji stalowych przygotowywanego w Politechnice Rzeszowskiej.

EN

Normative and technological principles for shaping bolted flush and extended end-plate joint has been presented in the paper. The results of parametric analyses of selected components of joint such as horizontal bolt spacing, end-plate thickness and distance between first row of bolts and upper edge of beam flange were introduced. The contents and the form of Catalogue of joint and connections in steel structures developed at the Rzeszów University of Technology were presented.

11

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.

12

Modelling bolted joints using a simplified bolt model

Grzejda R.

Journal of Mechanical and Transport Engineering

|

2017

|

Vol. 69, No. 1

29--37

EN

The paper presents a part of research on bolted connections based on the system approach to the problem of their modelling and calculations. With this approach it is possible to individual consideration of each system element in order to find the best model of the element. The aim of this study is to develop a model of the single-bolted joint separated from the bolted connection. An analysis is conducted for the spider bolt model which is an equivalent model corresponding to the spatial bolt model. The effect of preload distribution in the spider bolt model on the stiffness value of the flange element fastened to a rigid support has been examined. The result of research is a proposal of the way of simplified bolt model preloading, which gives the best matching this model to the spatial bolt model.

PL

W pracy przedstawiono część badań nad połączeniami śrubowymi bazujących na systemowym podejściu do zagadnienia ich modelowania i obliczeń. Przy tym podejściu możliwe jest indywidualne rozpatrywanie każdego z elementów systemu w celu określenia jego najlepszego modelu. Celem pracy jest rozwój modelu pojedynczego złącza śrubowego wydzielonego z połączenia śrubowego. Analizę przeprowadzono dla modelu typu „spider bolt”, który jest modelem zastępczym dla odpowiadającego mu modelu przestrzennego. Zbadano wpływ rozmieszczenia napięcia wstępnego w modelu typu „spider bolt” na wartość sztywności elementu kołnierzowego łączonego z nieodksztalcalną ostoją. Wynikiem prac jest propozycja sposobu napinania uproszczonego modelu śruby, dzięki któremu uzyskuje się jego najlepsze dopasowanie do przestrzennego modelu śruby.

13

Perspektywy nowoczesnej diagnostyki połączeń dźwigarów mostowych z wykorzystaniem fal sprężystych

Kędra R., Rucka M.

Materiały Budowlane

|

2016

|

nr 7

35--37

PL

W artykule przedstawiono wyniki analiz doświadczalnych propagacji fal sprężystych w modelu laboratoryjnym połączenia nakładkowego dwuteowego dźwigara blachownicowego. Badano możliwość wykrycia całkowitego poluzowania pojedynczych śrub i grup łączników. Przeanalizowano zmiany jakościowe zarejestrowanych sygnałów, ich wpływ na energię sygnału oraz współczynnik korelacji krzyżowej. Wykazano możliwość zastosowania fal sprężystych do wykrywania uszkodzenia i jego ewolucji.

EN

This article presents results of experimental analyses of elastic wave propagation in a laboratory model of the double-T plate girder splice connection. The possibility of detection of complete loosening of individual fasteners and their groups was examined. The qualitative changes of recorded signals, their influence on the signal energy and the cross-correlation coefficient were analysed. It has been shown, that the elastic waves can be effectively used for damage detection and its evolution.

14

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.

15

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.

16

Modelowanie styku w połączeniach śrubowych w stanie montażowym z wykorzystaniem MES

Grzejda R.

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2015

|

nr 1

36--39

PL

Przedstawiono modelowanie i obliczenia połączenia stykowego pomiędzy elementami łączonymi w połączeniu śrubowym. Model fizyczny połączenia śrubowego stanowi odkształcalny kołnierz mocowany do sztywnej ostoi za pomocą śruby modelowanej jako wymuszenie siłowe od napięcia wstępnego [8]. Do opisu umownej warstwy stykowej między elementami łączonymi wykorzystano nieliniowy model Winklera. Zaproponowano model połączenia stykowego, w którym możliwe jest uwzględnienie doświadczalnej charakterystyki podatnościowej. Zamieszczono przykładowe obliczenia rozkładu normalnych nacisków i odkształceń stykowych normalnych na powierzchni łączonych elementów.

EN

In the paper modelling and calculations of a contact connection between elements joined in a bolted joint are presented. The physical model of the joint is based on of a flexible flange element that is connected with a rigid support by means of the no-bolt model [8]. Between joined elements the nonlinear Winkler model of the contact layer is taken into account. The model of the contact connection considering experimental characteristics of the nonlinear elastic foundation is shown. As results obtained from the calculations, an example of normal contact pressure and normal contact deformations distributions are contained.

17

Issues of alternating load in design of cold-formed steel frames with lap joints

Swierczyna S., Wuwer W.

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

|

2015

|

z. 62, nr 3/II

411--424

EN

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.

18

Tarcie obrotowe w połączeniach zakładkowych na sworznie w złożonym stanie obciążenia

Swierczyna S., Wuwer W.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2011

|

z. 58, nr 1

353-362

EN

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.

19

Kształtowanie ram portalowych z zastosowaniem połączeń śrubowych

Pisarek Z.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2011

|

z. 58, nr 1

271-282

EN

The rational shaping of steel portal frames relies not only on suitable choice of the structural system, static schema or the type of sections, but also on the suitable solution of joints and their actual characteristics. In the paper, the influence of the strength and stiffness of the joints on redistribution of internal forces in the one-storey portal frame was presented. The procedure for calculation of the stiffness of the bolted splice joints was elaborated too.

20

Badania złożonego elementu cienkościennego z podatnymi połączeniami sworzniowymi

Wuwer W., Słowiński K.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2011

|

z. 58, nr 1

409-420

EN

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.