Nośność blachownic stalowych wzmacnianych z zastosowaniem klejenia
Wariant tytułu
Carrying capacity of plated girders reinforced with use of adhesives
Autor
Kubieniec, Gabriel
Promotor
dr hab. inż. Marek Piekarczyk, prof. PK
Data wydania
2008
Wydawca
[s.n.]
Język
polski
Abstrakt
W pracy dokonano przeglądu stanu wiedzy w zakresie zastosowania klejów i techniki wzmacniania konstrukcji metalowych z ich użyciem. W szczególności uwzględniono cienkościenne ustroje blachownicowe takie jak dźwigary zginane i ściskane oraz naroża ram, w których doklejenie płaskich elementów płytowych do istniejących smukłych ścianek powoduje wyraźne zwiększenie miejscowej stateczności tych ostatnich a przez to podniesienie nośności całych ustrojów. Postawiono i udowodniono tezę, że cienkościenne stalowe blachownice ze środnikami o dużych smukłościach płytowych λ > 150 mogą być efektywnie wzmacniane poprzez doklejenie blach w środnikach.
Wykonano badania doświadczalne dwóch belek skrzynkowych, jednej bez wzmocnienia a drugiej wzmocnionej przez doklejenie dodatkowych blach do środników. Wyniki badań potwierdziły stawianą tezę, a nadto pokazały, że w pewnych przypadkach doklejenie balch do środników podnosi nośność blachownic więcej niż tradycyjne metody polegające na wprowadzeniu dodatkowego użebrowania.
W oparciu o wyniki badań eksperymentalnych opracowano model numeryczny MES odpowiedni dla analizy zachowania się konstrukcji klejonej złożonej z elementów doklejonych, a następnie wykonano symulację numeryczną zachowania się blachownicy aż do zniszczenia.
Zweryfikowano wyniki obliczeń numerycznych zarówno blachownicy wzmocnionej jak i niewzmocnionej na podstawie dostępnych norm i literatury. Wykalibrowane w oparciu o wyniki badań doświadczalnych i numerycznych blachownic, metody obliczeniowe zastosowano do konstruowania połączeń klejonych.
In the dissertation a survey of the state of the art for the use of adhesives in strengthening of steel structures was performed. In particular thin-walled steel plate structures i.e. girders under bending and knee joints of frames for which sticking plate elements to their slender walls caused an increase of local buckling load of these latter and in consequence the carrying capacity of the structures as a whole were taken into consideration. The thesis that thin-walled girders with very slender webs λ > 150 can be reinforced by gluing additional plates to webs was set and proved.
The experimental investigations of two box girders, one reinforced with use of adhesives and the other without reinforcement were carried out. The results confirmed the thesis that strengthening of girders with very slender webs by sticking additional plates to the webs is effective and in some case increases the carrying capacity to higher degree than the traditional methods relying to introduction of additional stiffeners. On the basis of experimental results a numerical model FEM adequate for the analysis of the behaviour of structures consisting of glued elements was created and then the numerical simulations of behaviour of girders up to failure were carried out.
Calibrated calculation methods were used in designing adhesively bonded joints (beam assembly joint). The carried out numerical simulations and analytical calculations confirmed the thesis that adhesively bonded joints are an alternative for traditional ones in the case of beam assembly joints.
