Zachowanie śrubowych węzłów doczołowych obciążonych w sposób powtarzalny

Współczesne normy projektowania konstrukcji metalowych zalecają uwzględniać

w analizie układów ramowych wpływ zachowania się węzłów. Podstawą opisu

takiego zachowania jest charakterystyka moment-kąt obrotu M-, której

głównymi parametrami są nośność przy zginaniu węzła Mj,R, początkowa

sztywność obrotowa Sj,ini oraz zdolność do obrotu C. Ocena właściwości

strukturalnych węzłów obciążonych w sposób monotoniczny może zostać

przeprowadzona za pomocą tzw. metody składnikowej, której główne zasady

zawarte są w normie PN-EN 1993-1-8. Tymczasem rzeczywisty charakter

obciążeń jest sumą oddziaływań stałych i zmiennych. Najczęściej występującymi

obciążeniami zmiennymi w przypadku obiektów budownictwa ogólnego są

oddziaływania wiatru, śniegu i obciążeń użytkowych. Pomijając obciążenie

wiatrem, które jest najczęściej przenoszone przez kratowy układ stężający, łączny

skutek obciążeń stałych i zmiennych, takich jak śnieg czy obciążenie użytkowe

wobec ich stałego (grawitacyjnego) zwrotu działania powoduje przeważnie

powstanie tętniącej zmienności oddziaływań, niezmieniającej znaku. Praca

przedstawia analizę zachowania się śrubowych węzłów doczołowych poddanych

różnym typom oddziaływania powtarzalnego, przy sterowaniu wartością kąta

obrotu. Rozpatrzono trzy węzły z blachą wpuszczoną, o niepełnej nośności.

Parametry geometryczne dobrano w nich tak, aby o nośności monotonicznej

decydowały różne mechanizmy zniszczenia blachy czołowej i śrub rozciąganych.

Oprócz obciążenia monotonicznego rozpatrzono trzy typy historii obciążenia

zmiennego. Wyniki wskazują, że w przypadku niedużego zakresu zmienności

obciążenia zachowanie węzłów w drugim i kolejnych cyklach obciążeń jest już

czysto sprężyste, w przypadku zaś większych zakresów zmienności mogą

pojawiać się w nich zjawiska degradacji nośności i sztywności.

Pełny tekst (pdf)

[1] PN-EN 1993-1-1 Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1.1:

Reguły ogólne i reguły dla budynków. PKN, Warszawa 2006.

[2] PN-EN 1993-1-8 Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-8:

Projektowanie węzłów. PKN, Warszawa 2006.

[3] Joint Committee on Structural Safety. JCSS Probabilistic Model Code. 12th Draft.,

2000.

[4] Faella C., Piluso V., Rizzano G.: Structural steel semirigid connections. Theory,

Design and Software. CRC Press, 2000.

[5] Ślęczka L.: Zastosowanie metody składnikowej do oceny charakterystyki węzłów

obciążonych cyklicznie. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej, Nr 276,

Budownictwo i Inżynieria Środowiska z.58 (3/11/II), 2011, s. 315-322.

[6] Ślęczka L: Kształtowanie i analiza wybranych węzłów ram stalowych poddanych

oddziaływaniom zmiennym. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej,

Rzeszów 2013.

[7] Krawinkler H.: Loading histories for cyclic tests in support of performance

assessment of structural components. 3rd Int. Conf. on Advances in Experimental

Structural Engineering. October 15 –16, San Francisco, California, 2009.