Badania i modelowanie wybranych imperfekcji szkieletów stalowych hal
Wariant tytułu
Research and modelling of selected imperfections of hall steel skeletons
Autor
Żwirek, Paweł
Promotor
dr hab. inż. Andrzej Machowski, prof. PK
Data wydania
2010
Wydawca
[s.n.]
Język
polski
Abstrakt
We współczesnych koncepcjach zaawansowanych obliczeń szkieletów stalowych uwzględnia się dwie zastępcze imperfekcje geometryczne: zastępczy przechył wstępny szkieletu oraz zastępcze wygięcie wstępne słupa.
W odróżnieniu od szkieletów wielokondygnacyjnych, w przypadku hal stalowych zagadnienie przechyłu wstępnego nie zostało do tej pory zadowalająco zbadane. Wykorzystując zgromadzony przez autora zbiór powykonawczychpomiarów niepionowości słupów opracowano probabilistyczne modele przechyłu wstępnego słupów hal stalowych w postaci dwuwymiarowego pola losowego. Modele te zastosowano następnie do jakościowej i ilościowej analizy normowych wymagań powykonawczej pionowości słupów oraz do opracowania statystycznie uzasadnionych propozycji imperfekcji zastępczych.
Aktualne zalecenia normowe dotyczące tolerancji niepionowości słupów hal nie znajdują uzasadnienia w wynikach badań statystycznych. Rezultaty badań wskazują zarówno na możliwość zmniejszenia wartości tolerancji przechyłu pojedynczego słupa hali, jak i na potrzebę wprowadzenia do kontroli pionowości współczynników redukcyjnych dla wartości tolerancji średniego przechyłu słupów w układzie płaskim – zróżnicowanych zależnie od rozpatrywanego kierunku.
Imperfekcje niepionowości słupów wywołują efekty, które mogą być istotne dla tężników pionowych podłużnych, lecz nie dla ramowych układów poprzecznych hali. Dodatkowy efekt losowego zastępczego wygięcia słupów hali jest pomijalny.
Contemporary concepts of advanced analysis of steel skeletons takes into consideration two equivalent geometrical imperfections: equivalent initial tilt of a hall skeleton and equivalent initial bow of a column.
In contrast to multistorey skeletons, in case of steel halls, the issue of the initial tilt has not been satisfactorily researched yet. The set of as-built measurements of initial tilts collected by the author has been statistically processed to obtain models of steel hall columns initial tilt imperfection as two-dimensional random field. These models have subsequently been applied to the quality and quantity analysis of standard requirements regarding as-built column verticality as well as to the elaboration of statistically based proposal of equal imperfections.
Contemporary standard recommendations concerning verticality tolerances of hall columns are not grounded in results of statistical research. The results indicate both the possibility to decrease the value of single column tilt tolerance, as well as the need to introduce reduction coefficients, which are differentiated depending on the analyzed direction, in order to control the value of the tolerance for columns mean tilt in a flat system.
Column tilt imperfections result in effects which might be significant for vertical longitudinal bracing system elements, however, not for hall transverse frame system. Additional effect of random equivalent hall column bow is negligible.
