dr inż. Barbara Ksit, Politechnika Poznańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Transportu
mgr inż. Mateusz Smoczyk, Politechnika Poznańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Transportu
dr hab. inż. Anna Szymczak-Graczyk, prof. UPP, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Wydział Inżynierii Środowiska i Inżynierii Mechanicznej
Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
Zagadnienie przewodności cieplnej przegród, w tym podłóg na gruncie, stanowi nieodzowny element wpływający na charakterystykę energetyczną obiektu. Wraz ze stopniowym wdrażaniem idei budownictwa energooszczędnego oraz pasywnego [1, 2], zwiększyła się potrzeba precyzji wyznaczanych parametrów cieplnych obiektów. Liczne publikacje [3 – 5] wskazują na niewystarczającą dokładność aktualnych uproszczonych metod obliczeniowych, a przede wszystkim metody uwzględniania wpływu mostków termicznych na charakterystykę energetyczną obiektów.
Literatura
[1] Ksit B. Różnorodność programów certyfikacji i definicji budownictwa ekologicznego. Ekologia w budownictwie. DWE, 2014.
[2] Ksit B, Sarnowska R. Modernizacja projektu budynku mieszkalnego do standardu NF15 z analizą kosztorysową ścian zewnętrznych. PB, 2017.
[3] Dylla A. Fizyka cieplna budowli w praktyce – obliczenia cieplno-wilgotnościowe. PWN, Warszawa 2015.
[4] Alsabry A, Łaskawiec K, Szymański K, Rojek Ł. Analiza wpływu wybranej metodologii oceny mostków cieplnych na bilans energetyczny budynku. Budownictwo i Architektura, 2018.
[5] Pawłowski K. Procedury uwzględniania mostków termicznych w ocenie charakterystyki energetycznej budynków. Izolacje, 2009.
[6] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 15 kwietnia 2022 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. 2022 poz. 1225).
[7] PN-EN ISO 10456:2009. Materiały i wyroby budowlane –Właściwości cieplno-wilgotnościowe – Tabelaryczne wartości obliczeniowe i procedury określania deklarowanych i obliczeniowych wartości cieplnych.
[8] PN-EN ISO 6946:1999. Komponenty budowlane i elementy budynku – Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła – Metoda obliczania.
[9] PN-EN ISO 10211:2017. Mostki cieplne w konstrukcji budowlanej – Przepływ ciepła i temperatury powierzchni – Obliczenia szczegółowe.
[10] PN-EN ISO 13788:2013-05. Cieplno-wilgotnościowe właściwości komponentów budowlanych i elementów budynku – Temperatura powierzchni wewnętrznej konieczna do uniknięcia krytycznej wilgotności powierzchni i kondensacji międzywarstwowej – Metody obliczania.
Materiały Budowlane 1/2024, strona 47-48 (spis treści >>)
dr hab. inż. Paweł Krause, prof. PŚ, Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0002-8398-1961
dr inż. Anita Pawlak-Jakubowska, Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0002-6778-9750
Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
Państwa europejskie dążą do zmniejszenia zapotrzebowania na energię przez wzrost efektywności energetycznej. Jednym z wyrobów, który dobrze wpisuje się w obecnie stawiane wymagania dotyczące budownictwa energooszczędnego, zawarte m.in. w Rozporządzeniu w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [1], są dachowe płyty warstwowe. Mały współczynnik przenikania ciepła płyt, niewielka masa czy łatwość montażu sprawiają, że ich stosowanie na świecie jest coraz większe. Dodatkowo istnieje możliwość efektywnego wykorzystania dachowych płyt warstwowych przez np. ponowne zastosowanie w innych realizacjach [2, 3].
Literatura
[1] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie; Rozporządzenie z 12 kwietnia 2002 r. (Dz.U. z 2019 r. poz. 1065), Tekst ujednolicony – uwzględniający zmiany wprowadzone (Dz.U. z 16 września 2020 r. poz. 1608.
[2] Yüksel E, Güllü A, Ozkaynak H, Soydan C , Khajehdehi A, Senol E, Mahdi Saghayesh A, Saruhan H. Experimental investigation and pseudoelastic truss model for in-plane behavior of corrugated sandwich panels with polyurethane foam core. Structures; https://doi.org/10.1016/j. istruc.2020.11.058.
[3] Reis EM, Rizkalla SH. Material characteristics of 3-D FRP sandwich panels. Construction and BuildingMaterials. https://doi. org/10.1016/j. conbuildmat.2007.03.023.
[4] PN-EN 14509:2013-12. Samonośne izolacyjno- konstrukcyjne płyty warstwowe z dwustronną okładziną metalową – Wyroby fabryczne – Specyfikacje.
[5] PN-EN10346:2015-09.Wyroby płaskie stalowe powlekane ogniowo w sposób ciągły do obróbki plastycznej na zimno –Warunki techniczne dostawy.
Materiały Budowlane 1/2024, strona 43-46 (spis treści >>)
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
Open Access (Article in English PDF file)
Evaluation of the connection between sandwich panels and cold-formed beams using acrylic tapes
mgr inż. Katarzyna Ciesielczyk, Politechnika Poznańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Transportu
ORCID: 0000-0001-7233-1659
dr hab. inż. Robert Studziński, Politechnika Poznańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Transportu
ORCID: 0000-0002-0906-8701
Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.01.08
Doniesienie naukowe
Streszczenie. W artykule przedstawiono wyniki badań belek zimnogiętych połączonych z płytami warstwowymi za pomocą taśm akrylowych. Ocenie poddane zostały dwa warianty połączenia – ciągłe i odcinkowe. Badania ukierunkowane zostały na określenie zachowania się połączenia i wyznaczenia jego nośności w warunkach laboratoryjnych. Opisano mechanizmy zniszczenia układu belka – taśma – płyta oraz zarejestrowano ścieżki równowagi wybranych punktów kontrolnych określonych na belce i płycie.
Słowa kluczowe: płyty warstwowe; belki zimnogięte; taśmy akrylowe; połączenie klejone; badania doświadczalne.
Abstract. The article presents the results on cold-formed beams connected to sandwich panels using acrylic tapes. Two variants of connection were evaluated – continuous and sectional. Research was aimed at determining the behavior of such a connection and determining its load bearing capacity in laboratory conditions. The failuremechanisms of the beam-tapepanel system are described and the equilibrium paths of selected control points defined on the beam and the sandwich panel are recorded.
Keywords: sandwich panels; cold-formed beams; acrylic tapes, glued connection; laboratory tests.
Literatura
[1] Czarnecki L, Deja J, Furtak K, Halicka A, Kapliński O, Kaszyńska M, Kruk M, Kuczyński K, Szczechowiak E, Śliwiński J. Idee kształtujące innowacyjne wyzwania techniki budowlanej. W poszukiwaniu paradygmatu rozwoju budownictwa. Materiały Budowlane. 2017; DOI 10.15199/33.2017.07.09.
[2]Wałach D. Wpływ składu mieszanek betonowych nowej generacji na ich ślad węglowy. Materiały Budowlane. 2023; DOI 10.15199/33.2023.06.07.
[3] Czarnecki L. Zrównoważone wyroby budowlane – piękna idea, konieczność cywilizacyjna czy też imperatyw termodynamiczny. Materiały Budowlane. 2022; DOI 10.15199/33.2022.01.09.
[4] Dürr M. Die Stabilisierung biegedrillknick- -gefährdeter Träger durch Sandwichelemente und Trapezbleche. PhD dissertation 2008, Karlsruhe.
[5] Kaepplein S,Misiek T, Ummenhofer T.Aussteifung und Stabilisierung von Bauteilen und Tragwerken durch Sandwich elemente (Bracing and stabilisation by sandwich panels). Der Stahlbau. 2010; DOI: 10.1002/stab. 201001324.
[6] Georgescu M, Ungureanu V. Stabilisation of continuous Z-purlins by sandwich panels: Full scale experimental approach. Thin-Walled Structures. 2014; DOI 10.1016/j. tws. 2013.09.017.
[7] European Recommendations on the Stabilization of Steel Structures by Sandwich Panels. ECCS: European Convention for Constructional Steelwork, 2014, Nº135, 1st Edition.
[8] Ciesielczyk K, Studziński R. Experimental investigation of sandwich panels supported by thin-walled beams under various load arrangements and number of connectors. Archives of Civil Engineering. 2022; DOI 10.24425/ace. 2022.143045.
[9] PN-EN 14509:2013-12 Samonośne izolacyjno- -konstrukcyjne płyty warstwowe z dwustronną okładziną metalową –Wyroby fabryczne – Specyfikacje.
[10] Warunki techniczne wykonania i odbioru robót budowlanych. Lekka obudowa z płyt warstwowych 434/2008, Warszawa, ITB.
[11] Ciesielczyk K, Studziński R. Influence of type and orientation of thin-walled beams on the interaction effectivenesswith sandwich panels. In: Modern Trends in Research on Steel, Aluminiumand Composite Structures: Proceedings of the XIV International Conferenceon Metal Structures (ICMS2021), Poznan, Poland, 2021. pp. 208 – 214; DOI 10.1201/9781003132134-24.
[12] https://technicaldatasheets.3m.com/en_US? pif=000083, access 29.10.2023
Przyjęto do druku: 02.01.2024 r.
Materiały Budowlane 1/2024, strona 39-42 (spis treści >>)
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
Influence of PM10 and PM2.5 concentration in the external environment on the internal air quality
mgr inż. Katarzyna Nowak-Dzieszko, Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki, Wydział Inżynierii Lądowej
ORCID: 0000-0002-5484-7747
Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.01.07
Studium przypadku
Streszczenie. W związku z tym, że większość ludzi spędza w pomieszczeniach 80 – 90% czasu, bardzo istotne jest zrozumienie mechanizmu transportu zanieczyszczeń pomiędzy wnętrzem i otoczeniem budynku. Oczekuje się, że skuteczna wymiana powietrza w budynku pozwoli na utrzymanie dobrej jakości powietrza w pomieszczeniu, m.in. przez ograniczenie stężenia dwutlenku węgla, wilgotności powietrza, zanieczyszczenia chemicznego itp. Jednocześnie, w okresach bardzo dużego stężenia pyłów zawieszonych (PM) w atmosferze, zamierzona wymiana powietrza powoduje wzrost stężenia pyłów wewnątrz pomieszczenia. W artykule przeanalizowano wpływ warunków zewnętrznych na jakość powietrza wewnętrznego w dwóch pomieszczeniach edukacyjnych z grawitacyjnym systemem wentylacji. Analiza statystyczna otrzymanych odczytów pozwoliła określić opóźnienie czasowe, po jakim możemy się spodziewać wzrostu stężenia pyłów wewnątrz pomieszczeń. Wniosek ten może być wskazówką do sposobu użytkowania pomieszczeń w okresie podwyższonego poziomu stężenia pyłów zawieszonych.
Słowa kluczowe: jakość powietrza wewnętrznego; pyły zawieszone; PM10; PM2,5; indeks I/O.
Abstract. Since most of the people spend 80 – 90%of their time indoors, it is important to understand the mechanism of transport of pollutants between the interior and exterior of a building. It is expected that effective ventilation of the building interior will allow maintaining good air quality in the room, among others by limiting the concentration of carbon dioxide, air humidity, chemical pollution, etc.At the same time, during periods of very high PM concentration in the atmosphere, intentional air exchange causes an increase in dust concentration inside the room. The article analyzed the impact of external conditions on the quality of indoor air in two educational rooms with a gravity ventilation system. Statistical analysis of the obtained readings allowed us to determine the time delay after which we can expect an increase in internal concentrations. This conclusion may be an indication of how rooms should be used during periods of increased levels of suspended dust concentrations.
Keywords: indoor air quality; suspended dust; PM10; PM2.5; I/O index.
Literatura
[1] Cohen A, Anderson A, Ostro B, Pandey K, Krzyzanowski M, Kunzli N, Gutschmidt K, PopeA, Romieu I, Samet J, Smith K. The global burden of desease due the outdoor air polution. Journal of Toxicology and Environmental Health. 2005; Part A, 68: 1 – 7.
[2] Taylor J, Shrubsole C, Davies M, Biddulph, Das P, Hamilton I,Vardoulakis S,MavrogianniA, Jones B, Oikonomou E. The modifyingeffect of the building envelope on population exposure to the PM2.5 fromoutdoor sources,. Indoor Air. 2014; 24: 639 – 651.
[3] Arideep M, Madhoolika A. World air particulate matter: sources, distribution and health effects, Environmental Chemistry Letters. 2017; 15: 283 – 309.
[4] Quang T, He C, Morawska L, Knibbs L. Influence of ventilation and filtration on the indoor particle concentrations in urban office buildings. Atmospheric Environment. 2013; 79: 41 – 52.
[5] Spilak M, Karottki G, Kolaric B, Frederiksen M, Loft S, Gunnarsen L. Evaluation of building characteristicsin 27 dwellings in Denmark and the effect of usingparticle filtration units on PM2.5 concentrations. Building and Environment. 2014; 73: 55 – 63.
[6] Chen Ch, Zhao B. Review of relationship between indoor and outdoor particles: I/O ratio, infiltration factor and penetration factor.Atmospheric Environment. 2011; 45: 275 – 288.
[7] Almeida S, Canha N, Silva A, Freitas M, Pegas P, Alves C, Evtyugina M, Pio C. Children exposure to atmospheric particles in indoor of Lisbon primary schools. Atmospheric Environment. 2011; 45: 7594 – 7599.
[8] Bekierski D, Kostyrko K. The influence of Patriculate Matter PM2.5 on Indoor Air Quality: the Implementation of a New Assessment Method, Energies. 2021; 14: 6230.
[9] Monn Ch, Hogger D, FuchsA, JunkerM, Kogelschatz D, Roth N,Wanner H. Particulate matter less than 10 um (PM10) and fine particles less than 2.5 um(PM2.5): relationships between indoor, outdoor and personal concentrations. The Science of the Total Environment. 1997; 208: 15 – 21.
[10] Estakova A, Stevulova N, Kubincova L. Particulate matter investigation in indoor in indoor environment, Global NEST Journal. 2010; 12(1).
[11] Bartyzel J, Smoleń K. Ocena wpływu zanieczyszczeń pyłowych na zewnątrz budynków na jakość powietrza wewnątrz pomieszczeń, RAPORT, Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej AGH, 2017.
[12] Fromme H, Twardella D, Dietrich S, Heitmann D, Schierl R, Liebl B, RüdenH. Particulate matter in the indoor air of classrooms – exploratory results fromMunich and surrounding area, Atmospheric Environment, Volume 41, Issue 4, February 2007, Pages 854-866, https://doi. org/10.1016/j.atmosenv.2006.08.053
[13] Chithra VS, Shiva Nagendra SM. Indoor air quality investigations in a naturally ventilated school building located close to an urban roadway in Chennai, India, Building and EnvironmentVolume 54,August 2012, Pages 159-167, https://doi. org/10.1016/j. buildenv. 2012.01.016.
[14] Madureira J, Paciência I, Oliveira Fernandes E. Levels and Indoor – Outdoor Relationships of Size-Specific ParticulateMatter in Naturally Ventilated Portuguese Schools, Journal of Toxicology and Environmental Health, Part A Current Issues Volume 75, 2012 – Issue 22-23, https://doi. org/10.1080/15287394.2012.721177.
[15] Rozporządzenie Ministra Środowiska z 8 października 2019 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie poziomów niektórych substancji w powietrzu.
Przyjęto do druku: 03.01.2024 r.
Materiały Budowlane 1/2024, strona 34-38 (spis treści >>)
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
Open Access (Article in English PDF file)
Comparative evaluation of model checking and clash detection software and its potential in Building Information Modeling
dr hab. inż. arch. Anetta Kępczyńska-Walczak, prof. uczelni, Politechnika Łódzka, Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska
ORCID: 0000-0003-4125-2012
dr inż. arch. Michał Jarzyna, Politechnika Łódzka, Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska
ORCID: 0000-0001-8599-5665
Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.01.06
Oryginalny artykuł naukowy
Streszczenie. W artykule przedstawiono oryginalne wyniki badań empirycznych ukierunkowanych na zastosowanie modelowania informacji o budynku (ang. Building Information Modeling, BIM) w sektorze architektury oraz inżynierii i budownictwa (ang. Architecture, Engineering and Construction, AEC), a przede wszystkim na wykrywanie kolizji w modelu BIM. Badania te są częścią projektu finansowanego przez Unię Europejską. W pracy przedstawiono metodę badań, fazę eksperymentalną oraz wyniki. Testy przeprowadzono w pięciu programach do wykrywania kolizji. Porównanie wyników pod względem jakości informacji zwrotnej i ocena jej przydatności wnoszą nową wiedzę, która przyczynia się do zrównoważonego rozwoju budownictwa dzięki stosowaniu BIM.
Słowa kluczowe: wykrywanie kolizji; BIM; modelowanie informacji o budynku; analizy modelu BIM; ekosystem budowlany.
Abstract. The article presents the original results of empirical research focused on application of Building Information Modeling (BIM) in the Architecture, Engineering and Construction (AEC) practices, specifically on detection of clashes in a BIM model. This research is part of the project founded by the European Union. The study presents methodology, experimental phase and findings. The tests were conducted in five clash detection programs.Acomparison of the results in terms of the quality of the feedback, and an assessment of its usefulness contributes with new knowledge that enhances sustainability aspects of BIM.
Keywords: Clash Detection; BIM; Building Information Modeling; BIM Model Analysis; Construction Ecosystem .
Literatura
[1] Zima K, Ciepłucha W, Majta M. Technologia BIM w projektowaniu architektonicznym. Materiały Budowlane. 2022;DOI: 10.15199/33.2022.10.10.
[2] Sacks R, Eastman CM, Lee G, Teicholz P. BIM Handbook: A Guide to Building Information Modeling for Owners, Designers, Engineers, Contractors and Facility Managers, 3rd ed. Hoboken, NJ, USA: JohnWiley and Sons, 2018.
[3] Sacks R, Brilakis I, Pikas E, Xie HS, Girolami M. Construction with digital twin information systems. Data-Centric Engineering. 2020, DOI: 10.1017/dce.2020.16.
[4] Michalak H, Torberntsson A. Koncepcje ograniczania negatywnego oddziaływania na środowisko naturalne w projektowaniu i realizacji budynków. Materiały Budowlane. 2023, DOI: 10.15199/33.2023.04.05.
[5] Filipczyk JM, et al. Innowacyjność wykorzystania technologii BIM whydrotechnice.Materiały Budowlane. 2022,DOI: 10.15199/33.2022.10.11.
[6] Hartmann T. Detecting Design Conflicts Using Building Information Models: A Comparative Lab Experiment in Proceedings of the CIB W78 2010: 27th International Conference, Cairo, Egypt, 2010.
[7] Gijezen S, Hartmann T, Buursema N. Organizing 3D Building InformationModels with the help of work breakdown structures to improve the clash detection process. University of Twente, Twente, Netherlands, 2010,Accessed: Aug. 6, 2023. [Online].Available: http://www.utwente.nl/ctw/visico/publications/ wp/wp8_gijezen.pdf.
[8] HuY, Castro-Lacouture D,AsceAM. Clash Relevance Prediction Based on Machine Learning. Journal of Computing in Civil Engineering. 2018, DOI: 10.1061/(ASCE) CP. 1943-5487.0000810.
[9] Hjelseth E.Classification ofBIM-BasedModelCheckingConcepts. Journal of Information Technology in Construction (ITcon), vol. 21, special issue: CIB W78 2015 Special track on Compliance Checking, 2016, pp. 354 – 369.
[10] Leite F, Akinci B, Garrett Jr.J. Identification of Data Items Needed for Automatic Clash Detection in MEP Design Coordination in Construction Research Congress 2009, Reston, VA, USA, 2009, pp. 416 – 425.
[11] Akponeware AO, Adamu ZA. Clash detection or clash avoidance? An investigation into coordination problems in 3D BIM. Buildings. 2017, DOI: 10.3390/buildings7030075.
[12] United BIM, „BIM Level of Development”, https://www.united-bim. com/bim-level-of-development-lod-100-200-300-350-400-500/, (accessed: Jul. 7, 2023).
[13] Savitri DM, Juliastuti, Pramudya A.A. Clash detection analysis with BIM-based software on midrise building construction project in IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Vol. 426, Institute of Physics Publishing. 2020, available at: https://doi.org/10.1088/1755- 1315/426/1/012002.
[14] Solibri, https://www.solibri.com/ (accessed: Aug. 2, 2023).
[15] BIMvision, https://bimvision.eu/pl/ (accessed: Aug. 2, 2023).
[16] Trimble Connect, https://www.connect.trimble.com/ (accessed:Aug. 2, 2023).
[17] Open BIM Model Checker – CYPE, https://info.cype.com/en/ software/open-bim-model-checker/ (accessed: Aug. 2, 2023).
[18] BIM Clash Detection Software: ACCA, https://www.accasoftware. com/en/bim-clash-detection-software (accessed: Aug. 2, 2023).
[19] http://openifcmodel.cs.auckland.ac.nz/Model/Details/304 (accessed: Apr. 4, 2022).
[20] Wangara J. Quality Management in BIM. Quality Validation, B. S. Thesis, Civil Eng., Helsinki Metropolia University of Applied Sciences, Helsinki, Finland, 2018.
[21] Apollo M, Grzyl B. Aktualny stan wdrożenia BIM w polskich firmach budowlanych. Materiały Budowlane. 2023, DOI: 10.15199/33.2023.02.07.
[22] Kępczyńska-Walczak A. Building Information Modelling for 2020+ Realm: Contemporary practice and future perspectives in Computing for a better tomorrow – Proceedings of the 36th eCAADe Conference, vol.1, A. Kępczyńska-Walczak and S. Białkowski, Eds., Łódź, 2018, pp. 271–280.
Przyjęto do druku: 10.11.2023 r.
Materiały Budowlane 1/2024, strona 28-33 (spis treści >>)
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
Open Access (Article in English PDF file)
Calculation of welding trusses overlap joints made of channels and RHS sections
dr hab. inż. Mirosław Broniewicz, prof. PB, Politechnika Białostocka, Wydział Budownictwa i Nauk o Środowisku
ORCID: 0000-0001-8267-6095
mgr inż. Szymon Lubas, Politechnika Białostocka, Szkoła Doktorska PB
mgr inż. Karolina Dec, Politechnika Białostocka, Szkoła Doktorska PB
ORCID: 0000-0002-5237-654X
dr hab. inż. Elżbieta Broniewicz, prof. PB, Politechnika Białostocka, Wydział Budownictwa i Nauk o Środowisku
ORCID: 0000-0002-9231-2225
Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.01.05
Oryginalny artykuł naukowy
Streszczenie. Celem artykułu jest zaproponowanie metody oceny podatnych połączeń spawanych kratownic o pasach wykonanych z ceowników i krzyżulców z rur prostokątnych. W metodzie tej nośność spoin określa się w zależności od wielkości siły osiowej, uwzględniając długości współpracujące spoin pachwinowych. Jak wykazano w artykule, zastosowanie w takich połączeniach cienkich spoin pachwinowych, o grubości dobranej do wytężenia pręta, jest dwukrotnie tańsze niż pełnościennych spoin czołowych. Ponadto przeprowadzona analiza cyklu życia wykazała, że zastosowanie cienkich spoin pachwinowych może zmniejszyć wpływ złącza spawanego na środowisko – o 73% pod względem emisji gazów cieplarnianych i o 70% pod względem zużycia nieodnawialnej energii pierwotnej.
Słowa kluczowe: konstrukcje stalowe; kształtowniki zamknięte; połączenia spawane; metoda obliczeniowa; analiza kosztów; LCA.
Abstract. The aim of the article is to propose a new method for assessing the flexible joints of welded trusses with chords made of C-sections and braces made of rectangular hollow sections. In thismethod, the capacity of the welds is determined depending on the value of the axial force, taking into account the effective lengths of the fillet welds. As shown in the article, in such connections, the use of thin fillet welds with a thickness matched to the member's load is twice cheaper than the use of solid butt welds. Additionally, the life cycle analysis performed showed that the use of thinner fillet welds could reduce the overall environmental impact of the welded joint by 73% in terms of greenhouse gas emissions and 70% in terms of non-renewable primary energy consumption.
Keywords: steel structures; hollow sections; welded joints; calculation methods; costs and LCA analysis.
Literatura
[1] https://www.alamy.com/steel-roof-trusses-metal-roof-frameconstruction- with-steel-roof-trusses-details-image448942873.html.
[2] EN 1993-1-8:2006 Eurocode 3. Design of steel structures. Design of joints.
[3] Broniewicz M. Weld design for hollow section trusses. Lambert Academic Publishing; London, United Kingdom; 2014.
[4] Bródka J, Broniewicz M. Hollow section overlap joints with reinforcing rib plate. Lambert Academic Publishing; London, United Kingdom; 2016.
[5] McFaddenMR, SunM, Packer JA.Weld Design and Fabrication for RHS Connections. Department of Civil Engineering, University of Toronto, Canada 1992.
[6] Packer JA, Henderson JE. Hollow Structural Section Connections and Truss – A Design Guide. 2nd ed. Publisher: Canadian Institute of Steel Construction: Toronto, Canada; 1997.
[7] ISO 14346:2013 IIWStatic design procedure for welded hollow section joints – Recommendations.2.
[8] LCA for Experts (v. 10.7.0.183).
Przyjęto do druku: 23.11.2023 r.
Materiały Budowlane 1/2024, strona 23-27 (spis treści >>)
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
The suitability of polymers used in 3D printing technology for building experimental models for dynamic tests on a shaking table
prof. dr hab. inż. Joanna Dulińska, Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Lądowej
ORCID: 0000-0002-4180-8120
dr inż. Paweł Boroń, Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Lądowej
ORCID: 0000-0003-4977-6574
prof. dr hab. inż. Tadeusz Tatara, Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Lądowej
ORCID: 0000-0002-4071-2358
prof. dr hab. inż. Grzegorz Budzik, Politechnika Rzeszowska, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa
ORCID: 0000-0003-3598-2860
dr inż. Łukasz Przeszłowski, Politechnika Rzeszowska, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa
ORCID: 0000-0002-1212-9069
Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.01.04
Oryginalny artykuł naukowy
Streszczenie. Technologia druku 3D ma coraz większe zastosowanie w budownictwie. W artykule zaprezentowano ocenę przydatności wybranych polimerów do druku modeli laboratoryjnych służących do identyfikacji częstotliwości drgań własnych obiektów na stole wstrząsowym. Wyznaczono doświadczalnie parametry fizykomechaniczne polimerów, a także obliczono skale podobieństwa w przypadku modeli wydrukowanych z analizowanych polimerów. Wskazano na parametry materiałowe polimerów warunkujące możliwość i zasadność ich stosowania w badaniach dynamicznych na stole wstrząsowym.
Słowa kluczowe: druk 3D; charakterystyki materiałowe; model dynamiczny; model doświadczalny.
Abstract. 3D printing technology is gradually becoming more employed in civil engineering. The article assesses the suitability of selected polymers for printing laboratory models used to identify the natural frequencies of structures on a shaking table. Experimental physical and mechanical parameters of the polymers were determined, and similarity scales were calculated for models printed with the analysed polymers. The material parameters of the polymers determining the possibility and validity of their use in dynamic tests on a shaking table were also indicated.
Keywords: 3D printing; material characteristics; dynamic model; experimental model.
Literatura
[1] Casaburo A, Petrone G, Franco F, De Rossa S. A review of similitude methods for structural engineering. Appl Mech Rev. 2019; http://doi.org/10.1115/1.4043787.
[2] Gaojie Y, Chunguang L. A model for underwater shaking table tests on the basis of different similar criteria. Appl Ocean Res. 2022; https://doi. org/10.1016/j. apor. 2021.103010.
[3] Tabatabaiefar HR, Mansoury B. Detail design, building and commissioning of tall building structural models for experimental shaking table tests. Struct Design Tall Spec Build. 2016; http://doi.org/10.1002/tal.1262.
[4] Silvestri S, Baraccani S, Foti D, Ivorra S, Theodossopoulos D, Vacca V, Roman JO, Cavallini L, Mokhtari E, White R, Dietz M, Mylonakis G. Shaking table testing of groin vaults made by 3D printers. Soil Dyn Earthq Eng. 2021; https://doi.org/10.1016/j.soildyn. 2021.106880.
[5] Bianchini N, Mendes N, Calderini Ch, Lourenco P. B. Modelling of the dynamic response of a reduced scale dry joints groin vault. J Build Eng 2023; https://doi.org/10.1016/j.jobe. 2023.105826.
[6] Park MJ, Cheon G, Alemayehu RW, Ju YK. Seismic performance of F3D free-formstructures using small-scale shaking table tests. Materials. 2022; 15: 2868. https://doi.org/10.3390/ma- 15082868.
[7] Xu W, Huang S, Han D, Zhang Z, Gao Y, Feng P, Zhang D. Toward automated construction: The design-to-printing workflow for a robotic in-situ 3D printed house. Case Stud Constr Mater. 2022; https://doi.org/10.1016/j. cscm.2022.e01442.
[8] Calhoun SJ, Harvey Jr. PS. Enhancing the teaching of seismic isolation using additive manufacturing. Eng Struct. 2018; https://doi. org/10.1016/j.engstruct. 2018.03.084.
[9] Wong J, Lakshmipathy L, Armas PJ, Paredes AE, Park C, Campos JA. Design and small-scale testing of 3d printed seismic isolators. In: 2019 ASEE Annual Conference & Exposition. 2019. No 26587.
[10] Elbaz Y, Naeem M, Leblouba M, Arab MG. Cyclic performance of 3D-printed snakeskin-bioinspired interfaces. In: Advances in Science and Engineering Technology International Conferences (ASET). 2022. http://doi.org/10.1109/ASET53988.2022.9734947.
[11] Boroń P, Dulińska J, Jurkowska N, Tatara T. Wpływ kąta rastrowania na właściwości mechaniczne polimeru PLA-IMPACT w technologii druku 3D. Materiały Budowlane. 2022; http://doi.org/10.15199/33.2022.04.02.
[12] Krawinkler H, Moncarz P. Similitude requirements for dynamic models. Aci publication. 1982; 73: 1 – 22.
[13] Li CS, Lam SS, Zhang MZ,Wong YL. Shaking table test of a 1: 20 scale high-rise building with a transfer plate system. J Struct Eng. 2006; https://doi. org/10.1061/(ASCE) 0733- 9445 (2006) 132: 11 (1732).
[14] PN-EN ISO 527-1:2020-01, 2020 Tworzywa sztuczne – Oznaczanie właściwości mechanicznych przy statycznym rozciąganiu – Część 1: Zasady ogólne.
[15] PN-EN ISO 527-2:2012. Tworzywa sztuczne – Oznaczanie właściwości mechanicznych przy statycznym rozciąganiu – Część 2: Warunki badań tworzyw sztucznych przeznaczonych do prasowania, wtrysku i wytłaczania. 2012.
[16] PN-EN ISO 604-2006 Tworzywa sztuczne – Oznaczanie właściwości przy ściskaniu
[17] Tatara T, Ratajewicz B. Wpływ stanu technicznego komina żelbetowego na jego właściwości dynamiczne. Inżynieria i Budownictwo. 2015; 71 (1); 3 – 7.
[18] Ratajewicz B. Wpływ eksploatacji na charakterystyki dynamiczne jednoprzewodowych żelbetowych kominów przemysłowych. Rozprawa doktorska Politechnika Krakowska 2022.
[19] Tatara T, Ratajewicz B. The selection of a dynamicmodel of a RC chimney based on in situ research. In: Experimental Vibration Analysis for Civil Structures. EVACES 2017. Conte J, Astroza R, Benzoni G, Feltrin G, Loh K, Moaveni B., editors. 2018; https://doi. org/10.1007/978-3-319- 67443-8_54.
Przyjęto do druku: 28.12.2023 r.
Materiały Budowlane 1/2024, strona 17-22 (spis treści >>)
Open Access (Artykuł w pliku PDF)
The influence of the mineral wool insulation dimensions on the fire resistance of steel pipe penetration seals in vertical fire partitions
dr inż. Bartłomiej Sędłak, Instytut Techniki Budowlanej, Zakład Badań Ogniowych
ORCID: 0000-0002-4715-6438
dr inż. Paweł Sulik, Instytut Techniki Budowlanej, Zakład Badań Ogniowych
ORCID: 0000-0001-8050-8194
Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2024.01.03
Doniesienie naukowe
Streszczenie. W artykule zaprezentowano badanie dotyczące odporności ogniowej uszczelnień przejść instalacyjnych stalowych rur o trzech różnych średnicach (od 60,3 do 168,3 mm), zabezpieczonych jednym rodzajem wełny mineralnej w różnych konfiguracjach grubości oraz długości izolacji. Wszystkie z przebadanych próbek zachowały szczelność ogniową przez 240min. Izolacyjność ogniowa zmieniała się w zależności od średnicy rury oraz wymiarów zastosowanej izolacji. Analiza uzyskanych wyników badań wykazała, że długość zastosowanej izolacji wpływa przede wszystkim na przyrost temperatury mierzonej na rurze, natomiast grubość izolacji jest kluczowym czynnikiem wpływającym na przyrost temperatury rejestrowany na powierzchni wełny mineralnej.
Słowa kluczowe: uszczelnienia przejść instalacyjnych; odporność ogniowa; izolacyjność ogniowa; szczelność ogniowa; rury stalowe; wełna mineralna.
Abstract. In this article presented fire resistance test of penetrations of steel pipes with three different diameters (ranging from60.3mmto 168.3mm) protected by a single type ofmineral wool in various configurations of insulation thickness and length was conducted. The tested samplesmaintained their fire integrity for 240 minutes. The fire insulation varied depending on the pipe diameter and the dimensions of the insulation used. An analysis of the results showed that the length of the insulation primarily affected the temperature rise measured on the pipe, while the thickness of the insulation was a key factor influencing the temperature rise recorded on the surface of the mineral wool.
Keywords: penetration seals; fire resistance; fire insulation; fire integrity; steel pipes; mineral wool.
Literatura
[1] Fejfer Ł, Sulik P. Wymagania dotyczące bezpieczeństwa pożarowego przejść instalacyjnych. Materiały Budowlane. 2018; DOI: 10.15199/33.2018.06.15.
[2] Sędłak B, Sulik P, Izydorczyk D, Łukomski M. Fire-stop Wraps and Collars with Intumescent Materials-Performance Comparison, in Procedia Engineering. 2017; DOI: 10.1016/j.proeng.2017.02.113.
[3] Sędłak B, Sulik P. Badania odporności ogniowej dużych mieszanych uszczelnień przejść instalacyjnych. Matereriały Budowlane. 2014; no. 7: 20 – 22.
[4] Sulik P, Śmigielski N. Zdolność izolowania temperatur pożarowych w zależności od gęstości i grubości wełny mineralnej. Izolacje. 2021; vol. 11/12.
[5] Sulik P. Wpływ wybranych parametrów wełny mineralnej na bezpieczeństwo pożarowe elewacji wentylowanych. Materiały Budowlane. 2021; nr 7: 20 – 22.
[6] Andersen FMB, Dyrboel S. Modelling radiative heat transfer in fibrous materials: the use of Planck mean properties compared to spectral and flux-weighted properties. J Quant Spectrosc Radiat Transf. 1998; 60 (4): 593 – 603.
[7] Andres B, Livkiss K, Hidalgo JP, van Hees P, Bisby L, Johansson N, Bhargava A. Response of stone wool–insulated building barriers under severe heating exposures. J Fire Sci. 2018; 36 (4): 315 – 341.
[8] Karamanos A, Papadopoulos A, Anastasellos D (2004) Heat transfer phenomena in fibrous insulating materials. Proc IASME/WSEAS Int Conf Heat Mass Transf 2004: 7.
[9] KrasnovskihMP,Maksimovich NG,VaismanYI, KetovAA(2014) Thermal stability ofmineral-wool heat-insulatingmaterials. Russ JAppl Chem87 (10): 1430–1434.
[10] Veiseh S, Hakkaki-FardA(2009) Numerical modeling of combined radiation and conduction heat transfer inmineral wool insulations. Heat Transf Eng 30 (6): 477–486.
[11] Andres B, Livkiss K, Hidalgo JP, van Hees P, Bisby L, Johansson N, Bhargava A (2018) Response of stone wool–insulated building barriers under severe heating exposures. J Fire Sci 36 (4): 315–341.
[12] Grinchuk PS. Contact heat conductivity under conditions of high-temperature heat transfer in fibrous heat-insulating materials. J Eng Phys Thermophys. 2014; 87 (2): 481–488.
[13] Krasnovskih MP, Maksimovich NG, Vaisman YI, Ketov AA (2014) Thermal stability of mineral-wool heat-insulating materials. Russ J Appl Chem. 2014; 87 (10): 1430 – 1434.
[14] Livkiss K,Andres B, BhargavaA, van Hees P. Characterization of stone wool properties for fire safety engineering calculations. J Fire Sci. 2018; 36 (3): 202 – 223.
[15] Livkiss K,Andres B, Johansson N, van Hees P. Uncertainties in modelling heat transfer in fire resistance tests: a case study of stone wool sandwich panels. Fire Mater. 2017; 41 (7): 799 – 807.
[16] Paudel D, Rinta-Paavola A, Mattila HP, Hostikka S. (2020) Multiphysics Modelling of Stone Wool Fire Resistance, Fire Technology. 2020; https://doi. org/10.1007/s10694-020-01050-5.
Przyjęto do druku: 02.01.2024 r.
Materiały Budowlane 1/2024, strona 11-16 (spis treści >>)
Start 
