Analiza długości współpracujących króćców teowych

Rozwój metod teorii plastyczności i ich zastosowanie w modelach analitycznych

oszacowania charakterystyk węzłów spowodował zasadniczą zmianę w metodach

projektowania połączeń stalowych. Metoda składnikowa zawarta w normie PNEN

1993-1-8 stosowana jest do określania nośności i sztywności węzłów.

Procedury metody składnikowej nie definiują dokładnie zasad określania

zdolności węzłów do obrotu. Ilościowa ocena tej wielkości zależy od kilku

czynników, z których długość efektywna króćca teowego jest elementem którego

dalsza walidacja jest konieczna. W artykule przedstawiono wyniki analizy MES

w odniesieniu do połączeń rozciąganych oraz obciążonych momentem

zginającym. Dla nieużebrowanych rozciąganych połączeń doczołowych

opracowano plan eksperymentu numerycznego oparty na planie Hartleya (PS/DSP:

Ha3). Zakresy zmienności czynników badanych przyjęto następująco: grubość

blachy czołowej tp (6-16 mm), rozstaw śrub p (80-140 mm), odległość śrub

od krawędzi środnika m (30-50 mm). Wpływ usztywnienia blachy czołowej

na sposób kształtowania się linii załomów plastycznych sprawdzono

w odniesieniu do połączeń usztywnionych jednym i dwoma żebrami. Analizę

połączeń doczołowych obciążonych momentem zginającym przeprowadzono

dla połączeń z jednym, dwoma oraz trzema szeregami śrub. Zbadano sposób

kształtowania się załomów plastycznych połączeń sprężanych i niesprężanych.

Opracowany zakres badawczy połączeń jest materiałem pozwalającym

na określenie zależności pomiędzy długością efektywną króćca teowego a jego

stanem odkształcenia. Długość efektywna króćców teowych jest czynnikiem

decydującym w ocenie zdolności węzłów do obrotu.

Pełny tekst (pdf)

[1] PN-EN 1993-1-8 Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-8: Projektowanie

węzłów. PKN, 2006.

[2] Hodge P.G., and Prager W., “A Variational Principle for Plastic Materials with

Strainhardening”, Journal of Mathematics and Physics, 27(1), 1948, pp 1-10.

[3] Drucker, D.C. “Some Implications of Work Hardening and Ideal Plasticity”,

Quarterly of Applied Mathematics, 7, 1950, pp 411-418.

[4] Hill, R., The Mathematical Theory of Plasticity, Clarendon, Oxford, 1950, 356 pp.

[5] Ingerslev A.,‘‘The strength of rectangular plates.’’, J. Inst. Estruct. Eng., 1923

[6] Zoetemeijer P., A design method for the tension side of statically loaded bolted

beam-to-column connections, Heron, vol. 20,1974.

[7] Thomas M. Murray, W. Lee Shoemajer, Flush and Extended Multiple-Row Moment

End-Plate Connections, Steel Design Guide Series

[8] J. Bródka, A. Kozłowski, I. Ligocki, J. Łaguna, L. Ślęczka, Projektowanie

i obliczanie połączeń i węzłów konstrukcji stalowych, Polskie Wydawnictwo

Techniczne, 2009

[9] Polański Z., Planowanie doświadczeń w technice, PWN, Warszawa, 1995.