Podatność podparcia płatwi na podporze a jej moment krytyczny

Przedstawiono 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.

Pełny tekst (pdf)

[1] PN-EN 1993-1-3 Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-3:

Reguły ogólne. Reguły uzupełniające dla konstrukcji z kształtowników i blach

profilowanych na zimno.

[2] PN-EN 1993-1-1 Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-1:

Reguły ogólne i reguły dla budynków.

[3] ENV 1993-1-1 Eurocode 3: Design of steel structures. General rules and rules for

buildings, Annex F.

[4] Timoshenko S. P. Teoria stateczności sprężystej. Arkady, Warszawa, 1963.

[5] Trahair, NS (1993). Flexural-Torsional Buckling of Structures, E & FN SPON,

London.

[6] Rules for Member Stability in EN 1993-1-1. Background documentation and design

guidelines. ECCS Technical Committee 8 - Stability. 2006.

[7] Silva L.S., Simoes R., Gervasio H. Design of Steel Structures. ECCS Technical

Committee. 2010.

[8] Pałkowski Sz. Konstrukcje stalowe. PWN, Warszawa, 2010.

[9] Żmuda J. Problemy niestateczności w projektowaniu dźwigarów stalowych.

Politechnika Opolska, Opole, 2004.

[10] Bijak R. Wyznaczanie momentu krytycznego zwichrzenia bisymetrycznych belek

dwuteowych podpartych widełkowo. 56 konferencja naukowa KILiW PAN i KN

PZITB, Krynica-Kielce, 2010.

[11] LTBeam v.1.0.10. Centre Technique Industriel de la Construction Métallique 2011.

www.cticm.com.

[12] http://www.autodesk.com/products/autodesk-simulation-family/features/

/simulation-mechanical.

[13] Goczek J., Gajdzicki M., Supeł Ł.: Wyznaczanie sprężystego momentu

krytycznego zwichrzenia belki bocznie stężonej jednostronnym poszyciem,

Inżynieria i budownictwo, nr 10, 2012, s. 552-554.