PODATNOŚĆ PODPARCIA PŁATWI NA PODPORZE A JEJ MOMENT KRYTYCZNYPrzedstawiono analizę podatności trzech najczęściej stosowanych w praktyce rodzajów połączeń płatwi z dźwigarem oraz wpływ tych podatności na moment krytyczny płatwi. Badania dotyczyły płatwi wykonanych z kształtowników dwuteowych, o schemacie statycznym belki ciągłej. Każde z połączeń analizowane było w trzech wariantach, różniących się między sobą wysokością zamocowania łączników płatwi do dźwigara. Otrzymane wyniki porównano z teoretycznym założeniem tzw. podparcia widełkowego, stosowanego w obliczeniach projektowych. Podatność połączeń określano na dwa sposoby: za pomocą badań doświadczalnych oraz poprzez analizę modeli połączeń metodą elementów skończonych. Wartości momentu krytycznego również wyznaczano kilkoma drogami. Wykorzystano w tym celu zarówno podstawowy wzór wyprowadzony z teorii sprężystości, jak również programy MES: LTBeam i Autodesk Simulation Multiphysics. Programy te różniły się między sobą stopniem zaawansowania, a także sposobem modelowania płatwi oraz uwzględniania podatności połączeń w obliczeniach momentu krytycznego. Badania doświadczalne i analizy obliczeniowe pozwalają stwierdzić jak zmienia się wartość momentu krytycznego w zależności od zastosowanego typu połączenia. Badania wykazują wzrost odporności na zwichrzenie wraz ze zwiększaniem wysokości zamocowania łączników płatwi do dźwigara. Jednocześnie różnice w wartościach momentu krytycznego dla różnych rodzajów połączeń nie przekraczają 10%. Analiza wykazuje również, że wzór analityczny, stosowany powszechnie w projektowaniu, znacząco zaniża rzeczywiste wartości momentu krytycznego płatwi wieloprzęsłowej, co może powodować niepotrzebne przewymiarowanie konstrukcji. WprowadzenieZachowanie się płatwi, a co za tym idzie, sposób sprawdzenia jej nośności, zależy od stopnia współpracy płatwi z przekryciem dachowym.Norma PN-EN 1993-1-3 [1], dotycząca projektowania elementów z kształtowników giętych na zimno rozróżnia następujące klasy konstrukcyjne: Klasa I: uwzględnia się udział poszycia (blach fałdowych, kasetonów) w zapewnieniu nośności i stateczności całego układu konstrukcyjnego, Klasa II: uwzględnia się udział poszycia w zapewnieniu nośności i stateczności pojedynczego elementu konstrukcyjnego, Klasa III: poszycie wyłącznie przekazuje obciążenie na podpierające je elementy. Przez analogię, postanowienia te można rozszerzyć na płatwie o przekroju walcowanym, które będą przedmiotem dalszych analiz. W artykule rozpatruje się przypadek klasy III, tzn. przekrycie dachowe nie współpracuje z płatwią.Kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa płatwi ma prawidłowe oszacowanie odporności płatwi na utratę stateczności płaskiej postaci zginania, czyli na zwichrzenie.Norma PN-EN 1993-1-1 [2] podaje metodę obliczania nośności na zwichrzenie elementu zginanego, przez redukcję nośności przekroju na zginanie współczynnikiem zwichrzenia χ LT . Współczynnik zwichrzenia zależy głównie od momentu krytycznego przy zwichrzeniu sprężystym M cr .Moment krytyczny przy zwichrzeniu sprężystym można osza...
Przedstawiono analizę porównawczą MES i metody składnikowej w przypadku zginanego doczołowego połączenia z wieloma szeregami śrub. Analiza obejmuje styk belki dwuteowej o przekroju W760x265x220 z jednym szeregiem śrub na zewnątrz pasa i ośmioma szeregami śrub między pasami. Przyjęto gatunek stali S355 i śruby M24 klasy 10.9. Obliczeniową nośność na zginanie obliczono na podstawie PN-EN 1993-1-8, dla trzech styków z blachami czołowymi o grubości 14 mm, 18 mm i 36 mm, jak dla połączeń sztywnych i podatnych o niepełnej nośności. Te same stany graniczne nośności obliczeniowych na zginanie były analizowane w trzech modelach MES dla połączeń sprężonych i niesprężonych w programie ABAQUS. Właściwość modelowania MES została sprawdzona w przypadku połączenia, które było badane eksperymentalnie. Jako wyniki analizy przedstawiono rozkład sił na poszczególne szeregi śrub w obliczeniowym stanie nośności połączenia na zginanie. Wyznaczono wartości sił w śrubach, sił docisku blach i sił efektywnych przenoszących obciążenie zewnętrzne. Odkształcenia plastyczne blach czołowych okazały się niewystarczające dla wyrównania sił w poszczególnych szeregach śrub. Największe wartości sił w śrubach w modelach MES (z wyjątkiem styku niesprężonego z blachami czołowymi o grubości 14mm) były większe od obliczeniowej nośności śrub na rozciąganie. Wykazano różnice między oceną nośności styku metodą składnikową według PN-EN 1993-1-8/6.2.7.2.(9), a nośnością wynikającą z rozkładu sił w szeregach śrub uzyskaną w wyniku analizy MES.Słowa kluczowe: doczołowe połączenie śrubowe, analiza MES, połączenie zginane, metoda składnikowa.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.