Wpływ częściowego sprężenia śrub na stany graniczne wież stalowych

• Autorzy: Bernatowska, Edyta , Ślęczka, Lucjan

Warianty tytułu

EN

The influence of partial preload of bolts on limit states of steel towers

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Stalowe wieże kratowe są często projektowane z kształtowników o przekroju otwartym, ze stykami montażowymi śrubowymi kategorii A według PN-EN 1993-1-8. Połączenia te są nominalnie nieznacznie dokręcane i prześwit pomiędzy trzpieniem śruby a otworem na śrubę powoduje natychmiastowy poślizg łączonych elementów pod wpływem obciążenia, co wpływa na sztywność całej konstrukcji. Obecnie najczęściej stosuje się połączenia kategorii A ze śrubami klasy 8.8, które są dokręcane stosunkowo mocno, lecz nie o wartości nominalnej siły sprężenia. Takie „mocne” dokręcenie wywołuje siłę tarcia, proporcjonalną do wartości momentu dokręcenia, a tym samym wpływa na zdolność połączenia do poślizgu i na jego charakterystykę siła-wydłużenie. W artykule przedstawiono odpowiedź stalowej wieży kratowej, w której występują połączenia śrubowe kategorii A, ze śrubami M16 i M20 klasy 8.8, które częściowo sprężono (do poziomu 60% Fp,c). Przedstawiona analiza pokazuje, w jaki sposób takie częściowe sprężenie śrub w różnych segmentach montażowych wieży zmienia jej zachowanie, ze szczególnym uwzględnieniem wychylenia wierzchołka i kąta obrotu jednego z węzłów.

EN

Steel lattice towers are often designed from open-section profiles with Category A connections in accordance with EN 1993-1-8. Hese joints are nominally slightly tightened, and the clearance between the diameter of the bolt and the diameter of the bolt hole results in immediate slippage of the joined elements under load which affects stiffeness of the whole construction. At present, the most common use of Category A connections is with Class 8.8 bolts, which are tightened relatively firmly, but not to the nominal prestressing force. Such a ‘strong’ tightening induces a frictional force that is proportional to the value of the tightening torque and thus affects the joint’s ability to slip and its force-extension characteristics. This article presents the response of a steel lattice tower, with Category A bolted connections, with M16 and M20 bolts class 8.8 that are partially prestressed (to 60% of Fp,c). The analysis presented here shows how such partial compression of the bolts in the different assembly segments of the tower alters its behaviour, with particular reference to the tip deflection and rotation angle of one of the nodes.

Słowa kluczowe

PL

połączenia zakładkowe; sprężenie śrub; sprężenie częściowe; wieża stalowa; analiza komputerowa

EN

lap connection; bolts preload; partial prestressing; steel tower; computer analysis

• Czasopismo: Przegląd Budowlany
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 95, nr 5
• Strony: 51--54
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., il.

Twórcy

autor

Bernatowska, Edyta

• Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Politechnika Rzeszowska

autor

Ślęczka, Lucjan

• Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Politechnika Rzeszowska

Bibliografia

• [1] An L., Jiong W., Wenqiang J., Experimental and numerical study of the axial stiffness of bolted joints in steel lattice transmission tower legs. Engineering Structures 187, 2019, str. 490-503
• [2] Bernatowska E., Wojnar A., Ślęczka L., Behaviour of Steel Lattice Tower with Partially Preloaded Bolted Splices, Proceedings of CEE 2023, Civil and Environmental Engineering and Architecture 1/2024, str. 13-21, https://doi.org/10.1007/978-3-031-44955-0_2
• [3] Cruz A., Simões R., Alves, R., Slip factor in slip resistant joints with high strength steel, Journal of Constructional Steel Research 70:280-288 2012
• [4] Gan Y., Deng H., Chao L., Simplified joint-slippage model of bolted joint in lattice transmission tower, Structures 32, 2021, str. 1192-1206
• [5] Jiang W. Q., Wang Z. Q., McClure G., Wang G. L., Geng J. D., Accurate modeling of joint effects in lattice transmission towers, Engineering Structures 33(5)2011, str. 1817-1827
• [6] PN-EN 1090-2: Wykonanie konstrukcji stalowych i aluminiowych. Część 2: Wymagania techniczne dotyczące konstrukcji stalowych, PKN, Warszawa, 2020
• [7] PN-EN 1993-1-8: Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych – Cześć 1-8: Projektowanie węzłów, PKN, Warszawa, 2006
• [8] PN-EN 1993-3-1: Eurokod 3 Projektowanie konstrukcji stalowych – Część 3-1: Wieże, maszty i kominy. Wieże i maszty, PKN, Warszawa, 2008
• [9] Ungkurapinan N., Chandrakeerthy S. D. S., Rajapakse R. K. N. D., Yue S. B., Joint slip in steel electric transmission towers, Engineering Structures 25(6)2003, str. 779-788
• [10] Zamorowski J., Strength and stability of structures with nodes flexible in terms of shift. Acta Scientiarum Polonorum Architectura 20(1)2021, str. 51-64
• [11] Zhan Y., Li B., Wu Z., Cunningham L. S., Wu G., Yang Y., Modeling of galvanized lattice steel structures incorporating the effect of joint slip, Journal of Constructional Steel Research 173, 2020, 106252

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0054.7180