Peculiar problems of the post-buckling behaviour of thin-walled steel girders and columns

• Autorzy: Kubieniec, G. , Piekarczyk, M.

Warianty tytułu

PL

Szczególne zagadnienia pracy nadkrytycznej stalowych cienkościennych belek i słupów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Experimental investigations described in the literature proved that torsional stresses have substantial influence on the behaviour of steel girders in the post-buckling state. The presented FEM calculations confirm the fact that a torsional moment decreases the carrying-capacity of girders to a considerable degree. The reduction depends on the geometry of a cross-section of a beam and grows when the slenderness ratios A of webs are higher. The post-buckling behaviour of thin-walled columns in contrast to girders is relatively poor recognized. Both the numerical analysis and the one after standard recommendations clearly confirmed that the best way to increase the local buckling stress of a column is to use longitudinal stiffeners. They also proved that the slenderness of a web has great influence on the ultimate capacity of compressed thin-walled columns.

PL

Opisane w literaturze badania doświadczalne dowodzą, że w stanie nadkrytycznym naprężenia od skręcania mają istotny wpływ na zachowanie się stalowych belek. Obliczenia MES potwierdzają wyraźny spadek nośności dźwigarów wywołany wprowadzeniem momentu skręcającego. Spadek ten zależy od geometrii przekroju poprzecznego belki i rośnie wraz ze wzrostem smukłości środników. Zjawisko pracy nadkrytycznej słupów w przeciwieństwie do dźwigarów jest stosunkowo słabo rozpoznane. Zarówno analiza numeryczna jak i obliczenia normowe wyraźnie potwierdziły, że najlepszym sposobem podniesienia wartości naprężeń krytycznych w słupie jest zastosowanie żeber podłużnych. Potwierdziły one także to, że smukłość środnika ma wyraźny wpływ na nośność graniczną ściskanego słupa cienkościennego.

Słowa kluczowe

PL

praca nadkrytyczna; belka stalowa; słup stalowy; element cienkościenny; skręcanie

EN

torsion; steel girders; steel columns; post-buckling state

• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 53, nr 2
• Strony: 243-267
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., il.

Twórcy

autor

Kubieniec, G.

autor

Piekarczyk, M.

• Cracow University of Technology, Cracow, Poland,

Bibliografia

• 1. J. A. CORRADO, B. T. YEN, Failure tests of rectangular model steel box girders, Journal of the Structural Div. St7, p. 1493-1455, July 1973.
• 2. C. P. HEINE, R. S. HUMPHREYS, Bending and torsion interaction of box girders, Journal of the Structural Div. St7, p. 891-904, May 1979.
• 3. R. B. PĘCHERSKI, S. GAWŁOWSKI, Analysis of load-capacity at collapse of I-section thin-walled bet Engng. Trans., 52, 1-2, 5-22, 2004.
• 4. PN-90/B-03200, Steel Structures. Design rules.
• 5. Eurocode 3, Design of Steel Structures, Part l, General rules and rules for buildings, CEC, E NV 1993-1-1, Feb., 1992.
• 6. M- PIEKARCZYK, Taking advantage of post-buckling strength in design of steel structures, Monograph 299, Cracow University of Technology, Kraków 2004.
• 7. Abaqus (standard) Reference Manuals ver. 6. 2001, Hibbit, Karlsson & Sorensen, Inc.
• 8. A. H. SALEM, M. EL AOHOURY, F. F. EL DIB, M. T. HANNA, Ultimate capacity of I - slender section columns, Journal of Constructional Steel Research 60, p. 1193-1211, 2004.
• 9. E. KUBICA, Ultimate capacity and longitudinal stiffness of thin-walled steel elements, Wrocław: Wrocław Universtity of Technology, 2005.
• 10. B. GOSOWSKI, Torsion and bending of open braced steel structure elements, Wrocław Universtity of Technology, Wrocław 2004.
• 11. C. SZYMCZAK, I. KREJA, T. MIKULSKI, M. KUJAWA, Sesitivity analysis of beams and frames made of thin-walled memebers, Gdańsk Universtity of Technology, Gdańsk 2003.
• 12. S. WEISS, M. GIŻEJOWSKI, Stability of steel structures, Arkady, Warszawa 1991.
• 13. Z. BRZOSKA, Structural and stability analysis of thin-walled steel structures, PWN, Warszawa 1961.
• 14. A. BIEGUS, Ultimate capacity of steel structures, PWN, Warszawa 1997.