mgr inż. Damian Kukla, prof. dr hab. inż. Aleksander Kozłowski, Politechnika Rzeszowska,Wydział Budownictwa, Inżynierii Środowiska i Architektury

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

DOI: 10.15199/33.2018.07.23

Doniesienie naukowe

Przedstawiono badania doświadczalne oraz analizę zachowania się prętów z pojedynczych kątowników równoramiennych 50 x 50 x 5, rozciąganych osiowo, połączonych z blachami węzłowymi za pomocą połączeń spawanych na tzw. widelec. W takim połączeniu ujawnia się wpływ mimośrodowego przekazania siły osiowej z pręta przez spoiny na blachę węzłową, co powoduje dodatkowe wytężenie zarówno spoiny, jak i pręta. Podczas badań doświadczalnych wykonywano pomiary tensometryczne odkształceń wybranych punktów na ramionach kątownika i w blasze węzłowej.Wykonano również symulacje numeryczne metodą elementów skończonych z wykorzystaniem programu ABAQUS. Na podstawie badań doświadczalnych i analizy komputerowej stwierdzono, że wartość mimośrodu w tego typu połączeniach zmienia się w czasie narastania obciążeń. Początkowo, gdy pręty zachowują się sprężyście, wartość mimośrodu jest równa połowie mimośrodu konstrukcyjnego. Po uplastycznieniu blach węzłowych i ich wygięciu wpływ mimośrodu na wytężenie pręta i połączenia zanika.

Słowa kluczowe: pręty rozciągane z kątowników; połączenia spawane „na widelec”; mimośród w węźle.

Behavior of single angle members connected
to gusset plate by ,,fork” joint

Experimental tests and numerical analysis of behavior of single equal angle 50 x 50 x 5 member, axially tensioned, connected with gusset plate by welded fork-like connection has been presented. In such connection the effect of eccentric transmission of axial force frommember through welds to gusset plate is revealed, causing additional stresses in the welds and member. During experimental tests strain gauges were used to measure strain of selected points at angle and gusset plate. Numerical analysis based on finite element method using ABAQUS was also conducted. On the basis of research and computer analysis it was found, that value of eccentric in this type of connection changes as the loads increase. Initially, when the member behave elastically, the value of eccentric is equal to half of the structural eccentricity.After plasticizing of gusset plate the influence of the eccentric on the member and connection vanished.

Keywords: angle tensionmembers; welded fork-like connection; eccentricity in connection.

Literatura
[1] Abaqus CAE Dassault Systemes Simulia Corp.
[2] Barszcz Anna Maria. 2014. „Experimentally assisted modeling of the behaviour of steel angle  prace”. Archives of Civil Engineering (1): 3 – 39. DOI: 10.2478/ace-2014-0001.
[3] Bródka Jan, Aleksander Kozłowski, Ireneusz Ligocki, Jan Łaguna, Lucjan Ślęczka. 2013. Projektowanie i obliczanie połączeń i węzłów konstrukcji stalowych. Tom 1. Polskie Wydawnictwo Techniczne.
[4] Cheng Fang, Angus C. C. Lam, Michael C. H.Yam. 2013. „Influence of shear lag on ultimate tensile capacity of angels and tees”. Journal of Constructional Steel Research 84: 49 – 61. DOI: 10.1016/j.jcsr.2018.02.015.
[5] DIN 18800:1990 Stahlbauten. Teil 1: Bemessung und Konstruktion.
[6] Kukla Damian. 2016. „Badanie i analiza połączeń spawanych oraz prętów rozciąganych z mimośrodem”. Praca dyplomowa magisterska napisana pod kierunkiem prof. dr. hab. inż.Aleksandra Kozłowskiego. Rzeszów. Politechnika Rzeszowska.
[7] Kukla Damian, Aleksander Kozłowski. 2016. „Badania doświadczalne spawanych połączeń kątowników nierównoramiennych z blachą węzłową”. Inżynieria i Budownictwo (10): 543 – 547.
[8] PN-EN 10002-1:2004 Metale. Część 1. Próba rozciągania. Metoda badania w temperaturze otoczenia.
[9] PN-EN 1993-1-1:2006 Eurokod 3. Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-1. Reguły ogólne i reguły dla budynków.
[10] PN-EN 1993-1-8:2005 Eurokod 3. Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-8. Projektowanie węzłów.
[11] Wichtowski Bernard. 2017. „Wymagania normowe dotyczące spoin pachwinowych i rozkład naprężeń w spoinach podłużnych połączeń zakładkowych”. Inżynieria i Budownictwo (1): 18 – 23.
[12] Zhu H. T., Michael C. H. Yam, Angus C. C. Lam, V. P. Iu. 2009. „The shear lag effect onwelded steel single angle tensionmembers”. Journal of Constructional Steel Research 65: 1171 – 1186. DOI: 10.1016/j.jcsr.2008.10.0054.

Przyjęto do druku: 17.05.2018 r.

Przeczytaj cały arykuł >>

Materiały Budowlane 07/2018, str. 72-75 (spis treści >>)