dr inż. Robert Szmit, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Wydział Geodezji, Gospodarki Przestrzennej i Budownictwa
mgr inż. Ewa Sędrowska, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Wydział Geodezji, Gospodarki Przestrzennej i Budownictwa

Autor do korespondencji e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

DOI: 10.15199/33.2017.10.12

W artykule przedstawiono wyniki analizy statycznej wybranych dwuwarstwowych stalowych przekryć walcowych. Prętowe przekrycia walcowe są chętnie stosowanymi strukturami architektonicznymi utworzonymi na bazie prostokątów lub trójkątów, charakteryzującymi się dużą sztywnością i jednocześnie lekkością. Kopuły takie ze względu na małą masę muszą być dokładnie analizowane i optymalizowane, nie tylko pod względem statyki, ale również analizy modalnej. Zaprezentowane analizy numeryczne pokazują wpływ kształtowania geometrii przekrycia na wytężenie tworzących prętów o przekroju rurowym oraz ekonomiczność poszczególnych rozwiązań. Porównano trzy przekrycia o takiej samej geometrii, różniące się jedynie sposobem pracy węzłów – w pierwszym wariancie zastosowano węzły sztywne, w drugim przegubowe, a w trzecim zmieniono geometrię siatki przekrycia, aby zobrazować, jaki wpływ na rozkład sił wewnętrznych oraz naprężeń ma orientacja prętów warstw górnej i dolnej względem podpór.

Słowa kluczowe: stalowe przekrycia walcowe; struktury dwuwarstwowe; przekrycia dużych rozpiętości; analiza numeryczna.

* * *

Structural analysis of some double-layer steel barrel vaults

The article presents the results of a static analysis of selected double-layer steel barrel vaults. Braced barrel vaults are architectonic structures formed on the basis of triangles or rectangles, presenting great stiffness while keeping the structure very light. Such spatial structures, due to their small mass must be carefully analysed, not only with respect to statistics, but also subject to modal analysis. Numerical analysis presenting the influence of shaping the space grid structures geometry on the bars stresses and the economics of individual solutions. Three space grid variants with the same geometry structures were compared. They differ only in the nodes work way – in the first variant rigid joints were used, in the second – flexible joints. In the third variant, the geometry of the space truss criss-cross has been changed to illustrate the influence of the bar placement in the truss on the distribution of internal forces and stresses.

Keywords: steel barrel vaults; double-layer structures; largespan structures, numerical analysis.

Literatura
[1] Autodesk Robot Structural Analysis. 2016.
[2] Chilton John. 2000. Space Grid Structures. Oxford. Architectural Press.
[3] Grzywiński Maksym. 2015. „Optymization Of Double-Layer Braced Barrel Vaults”. Trans. VŠB – Tech.Univ.Ostrava,Civ.Eng.Ser.,vol.15(2):2–7.
[4] Lan Tien T. 1999. „Space Frame Structures”, in Structural Engineering Handbook. W. F. Chen, Ed. CRC Press LLC.
[5] Merkle Ralph C. 2014. Molecural Space Frames: An Atomically Precise Aerogel. Report #44.
[6] Mulesh K. Pathak. 2014. „Performance of single layer steel barrel vault under buckling”. Int. J. Sci. Res., vol. 3 (2): 558 – 563.
[7] Nooshin Hoshyar, Omidali Samavati. 2016. „Some Morphological Aspects of Configurations”. IASS 2016 Tokyo Symposium: Spatial Structures in the 21st Century.
[8] PN-EN 1991-1-3. Eurokod 1. Oddziaływania na konstrukcje: Obciążenie śniegiem.
[9] PN-EN 1991-1-4. Eurokod 1. Oddziaływania na konstrukcje: Oddziaływania wiatru.
[10] Ramaswamy Guruwayur S., Mick Eekhout, G. R. Suresh. 2002. Analysis, Design and Construction of Steel Space Frames. Thomas Telford Publishing.
[11] Shinde Sarika B., Pandit M. Shimpale, Girish S. Deshmukh. 2015. „Study of Barrel Vault”. Int. J. Mech. Prod. Eng., vol. 3 (10): 229 – 231.
[12] Szmit Robert. 2016. „O kształtowaniu i analizie statycznej kopuł geodezyjnych”. Inżynieria i Budownictwo 72 (6): 310 – 312.

Otrzymano: 16.08.2017 r.

Przeczytaj cały artykuł >>

Materiały Budowlane 10/2017, str. 38-40 (spis treści >>)