Wykorzystanie nadkrytycznej rezerwy nośności w projektowaniu cienkościennych konstrukcji stalowych

• Autorzy: Piekarczyk, M.

Warianty tytułu

EN

Use of carrying capacity supercritical reserve in thin-walled steel structure design

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

Taking advantage of the post-buckling reserve of strength of thin-walled steel elements gives possibility to minimize the weight of structures. Structures consisted of plates in particular double-tee and box girdes in bending as well as those from thin-walled cold formed profiles are distinguished by the post-buckling reserve regardless imperfections. In certain conditions the post-buckling reserve is also to be utilized in stiffened shells or their segments. In the paper a general characteristics of steel structures showing the postbuckling reserve of strength depending on their imperfection sensitivity is presented. The examples of taking advantage of the post-buckling reserve in practice in design of certain steel structures are shown. In the case of bisymmetrical girdes transversally stiffened a method of dimensioning them elaborated at the Cracow University of Technology and some examples of its application are given. An example of the design of a purlin from zed cold formed steel profile according to the European pre-standard as well as with use of FEM programme in the range of geometrical and material non-linearity is shown. An example of utilization of the ultimate carrying-capacity of a flat shell perforated panel as an over-elastic structural reserve of beam-shell trommel screens is also given. The presented examples prove wider and wider utilization of the post-buckling reserve of strength of steel structures and possibilities of acquirement significant economical advantages in this way.

Słowa kluczowe

PL

konstrukcja stalowa; kształtowniki; obciążenia krytyczne

• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Budownictwo
• Rocznik: 2002
• Tom: R. 99, z. 7-B
• Strony: 1--26
• Opis fizyczny: Bibliogr. 40 poz., tab., rys., wykr.

Twórcy

autor

Piekarczyk, M.

Bibliografia

• [1] ALGOR Reference Manuals, ALGOR INC. 150 Beta Drive Pittsburgh, Geometric Modeling and Visualization, Linear Stress and Vibration, Beam, Design Editor, Modeling for FEM, Nov. 1996.
• [2] J. Augustyn, J. Bródka., Ł. Łaguna, Obliczanie prętów zginanych wg PN-90/B-03200, Inżynieria i Budownictwo nr 2/1991, s. 45-51.
• [3] J. Augustyn, M. Giżejowski, A. Kozłowski, Rozwój konstrukcji stalowych i osiągnięcia u schyłku XX wieku, X Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna Konstrukcje Metalowe - Gdańsk 2001, Gdańsk 2001 s. 83-114.
• [4] A. Biegus, Nośność graniczna stalowych konstrukcji prętowych, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1997.
• [5] M. Boryczko, M. Piekarczyk, On the Connections in the Cold Rolled Zed Purlins of the Metsec Sleeved System, Inf. Conference. on Lightweight Structures in Civil Engineering, Warsaw, Nov.-Dec. 1998, s. 72-79.
• [6] P. Brańka, Tragverhalten von Trägern mit schlanken ebenen und profilierten Stegen, Tectum Verlag, Marburg 2000, Edition Wissenschaft Reihe Bauingenieurwesen, Band 5.
• [7] J. Bródka, Projekt PN-B-0307: podstawowe założenia, Konstrukcje Stalowe nr 45/2001, s. 67-70.
• [8] J. Chróścielewski, Analiza numeryczna płyt użebrowanych w zakresie nieliniowości geometrycznej i materiałowej metodą elementów skończonych, Praca doktorska, Politechnika Gdańska, Gdańska 1983.
• [9] C. Cichoń, Nieliniowa analiza stateczności konstrukcji prętowych w ujęciu MES, Monografia 38, Politechnika Krakowska, Kraków 1985.
• [10] H. Ciurej, M. Piekarczyk, Carrying - Capacity of a Panel of Perforated Steel Shell FEM Analysis, XIII Polish Conference on Computer Methods, Poznań, May 1997, s. 295-301.
• [11] CPBP 02.19 temat 06/16/2 - Racjonalny dobór metod obliczeń i wymiarowania mostów zespolonych o przekrojach skrzynkowych, Politechnika Krakowska L2/Z/406/87.
• [12] M. Dacko, W. Borkowski, S. Dobrociński, T. Niezgoda, M. Wieczorek, Metoda elementów skończonych w mechanice konstrukcji, Arkady, 1994.
• [13] L.S. Da Silva, P.J.S. Cruz, H. Gervasio, A Comparative Assessment of the Shear Stregth of Slender Steel Beams, Archiwum Inżynierii Lądowej, XLV, 4, 1999, s. 587-633.
• [14] A.W. Davies, D.S.C. Griffith, Shear Strength of Steel Plate Girders, Proc. Institution of Civil Engineers, Structures and Buildings, May 1999, 134, s. 147-157.
• [15] DIANA; User's Manuals, Release 7, Published by TNO Building and Construction Research, Delft, Netherlands, 1998.
• [16] Eurocode No. 3, Design of Steel Structures, Part 1, General Rules and Rules for Buildings, CEN, Edited Draft, ENV 1993-1-1, Feb. 1992.
• [17] Eurocode No. 3, Design of Steel Structures, Part 1.3, General Rules, Supplementary Rules for Cold Formed Thin Gange Members and Sheeting, ENV 1993-1-3. CEN, Feb. 1996.
• [18] Eurocode No. 3, Design of Steel Structures, Part 1.5, General Rules Supplementary Rules for Planar Plated Structures without Transverse Loading, pr ENV 1993-1-5, CEN, March 1997.
• [19] M. Kleiber, Metoda elementów skończonych w nieliniowej mechanice kontinuum, PWN, Warszawa 1985.
• [20] Z. Kowal, Trendy i bariery rozwoju konstrukcji metalowych w XXI wieku, X Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna Konstrukcje Metalowe - Gdańsk 2001, Gdańsk 2001, s. 115-139.
• [21] K. Kuchta, Blacha fałdowa jako środnik stalowej belki spawanej, Sympozjum pt. Projektowanie koncepcyjne, kształtowanie konstrukcji. Konstrukcje z blach fałdowych. Konstrukcje cięgnowe, Politechnika Rzeszowska, Rzeszów 2000, s. 198-208.
• [22] S. Kuś, W. Zalewski, Kształtowanie konstrukcji - referat wprowadzający, Sympozjum pt. Projektowanie koncepcyjne, kształtowanie konstrukcji. Konstrukcje z blach fałdowych. Konstrukcje cięgnowe, Politechnika Rzeszowska, Rzeszów 2000, s. 11-26.
• [23] J. Laguna, Płatwie ciągle z kształtowników profilowanych na zimno o rozpiętości ponad 12 m, X Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna Konstrukcje Metalowe - Gdańsk 2001, Gdańsk 2001, s. 263-270.
• [24] Z.K. Mendera, Interaction Stability Criteria in Combined States of Stresses for Metal Plates and Shells, Thin - Walled Structures 20, 1994, s. 97-108.
• [25] Z. Mendera, A. Razowski, Sprężysto-plastyczna analiza ram stalowych a metoda stanów granicznych, XLVI Konfer. Nauk. KILiW PAN i KN PZiTB Wrocław-Krynica 2000, s. 271-278.
• [26] A. Pflüger, Stabilitätsprobleme der Elastostatik, Springer Verlag-Berlin-Heildelberg-New York, Dritte Auflage 1975.
• [27] M. Piekarczyk, Zginane stalowe dźwigary skrzynkowe w stanie pracy nadkrytycznej, Praca doktorska, Politechnika Krakowska, Kraków 1991.
• [28] M. Piekarczyk, Zagadnienie pracy nadkrytycznej blachownic zginanych w świetle najnowszych badań, Czasopismo Techniczne z. 4B/1999, Wyd. Polit. Krak., Kraków 1999, s. 60-91.
• [29] M. Piekarczyk, Wykorzystanie rezerwy nadkrytycznej w projektowaniu płatwi z kształtowników cienkościennych, Czasopismo Techniczne z. 5B/2000, Wyd. Polit. Krak., Kraków 2000, s. 183-210.
• [30] M. Piekarczyk, Projektowanie przesiewaczy bębnowych do utylizacji odpadów z wykorzystaniem nadkrytycznej rezerwy nośności paneli powłoki perforowanej, Czasopismo Techniczne z. 3B/2001, Wyd. Polit. Krak., Kraków 2001, s. 42-77.
• [31] M. Piekarczyk, H. Ciurej, Koncepcje wyznaczania parametrów powłoki zastępczej w obliczeniach statyczno-wytrzymałościowych przesiewaczy bębnowych, II Konferencja Naukowa "Badania Nośności Granicznej Konstrukcji Metalowych", Karpacz 2001.
• [32] PN-90/B-03200, Konstrukcje stalowe, Obliczenia statyczne i wymiarowanie.
• [33] J. Scheer, H.T. Pasternak, Zum Tragverhalten ausgesteifter Rahmenecken mit schlanken Stegen, Stahlbau Nr 2, 1991 s. 41-48.
• [34] J.S. Siepak, M. Piekarczyk, Nośność stalowych dźwigarów skrzynkowych według wybranych norm i koncepcji, XXXIII Konferencja Naukowa KILiW PAN i KN PZiTB Gliwice-Krynica, T. 3, s. 69-74.
• [35] J.S. Siepak, M. Piekarczyk, Analiza pracy modelu doświadczalnego blachownicy zginanej o smukłym środniku metodami przybliżonymi, XL Konferencja Naukowa KILiW PAN i KN PZiTB, Rzeszów-Krynica-Warszawa 1994, s. 149-156.
• [36] J.S. Siepak, Nośność blachownic w stanach nadkrytycznych według zmodyfikowanej formuły interakcyjnej, XLIII Konferencja Naukowa KILiW PAN i KN PZiTB, Poznań 1997, s. 97-104.
• [37] J.S. Siepak, M. Piekarczyk, Wymiarowanie w stanie nadkrytycznym blachownic bisymetrycznych użebrowanych poprzecznie, Inżynieria i Budownictwo nr 12, 1997, s. 628-630.
• [38] T. Sokol, M. Witkowski, Simulation Techniques Stability of Imperfect Systems, XIII Polish Conference on Computer Methods in Mechanics, Poznań, Poland, May 1997, s. 1203-1210.
• [39] Z. Waszczyszyn, Cz. Cichoń, M. Radwańska, Metoda elementów skończonych w stateczności konstrukcji, Arkady, 1990.
• [40] W. Żółtowski, P. Król, Zasady projektowania konstrukcji z profili cienkościennych LINDAD "z" i "c". Poradnik projektanta, Linddab Sp. z.00, Warszawa 2000.