Nośność i sztywność blachownic o falistych środnikach
Autor
Kuchta, Krzysztof
Promotor
prof. dr hab. inż. Zbigniew Mendera
Data wydania
2004
Wydawca
[s.n.]
Język
polski
Abstrakt
Praca przedstawia analizę numeryczną i doświadczalną zachowania się obciążanych statycznie blachownic o falistym środniku. Analizą objęto stany graniczne nośności oraz proces degradacji sztywności blachownic towarzyszący wzrostowi obciążenia. W ramach części eksperymentalnej pracy wykonano badania czterech serii "A"-"D" modeli blachownic w skali naturalnej o różnym stosunku rozpiętości do wysokości przekroju h/l: 1/4, 1/6, 1/10 i 1/14. Dzięki odpowiedniemu doborowi parametru h/l przykładane obciążenie wywoływało w przekrojach miarodajnych dla nośności granicznej stan wytężenia o zadanej wartości stosunku sił przekrojowych M/V. W trakcie badań wyznaczono ścieżki równowagi statycznej P-ä obejmujące swoim zakresem również stany pozagraniczne co pozwoliło m.in. na stosunkowo precyzyjne określenie wartości nośności granicznej belek. Zaobserwowano i opisano charakterystyczne mechanizmy i formy utraty nośności poszczególnych serii belek odpowiadające dominacji w przekroju miarodajnym momentu zginającego M lub siły poprzecznej V albo interakcji M-V. Podstawową grupę modeli rozszerzono o serię "E" analizując doświadczalnie wpływ szerokości przyłożenia obciążenia skupionego na wartość nośności granicznej środnika falistego nie usztywnionego żebrem. W analitycznej części pracy dokonano prób symulacji numerycznej przeprowadzonych eksperymentów. Do tego celu użyto programu komputerowego ANSYS 6.1 opartego na metodzie elementów skończonych. Geometrię blachownicy jako całości aproksymowano powłoką wielogałęziową. Wykorzystano nieliniowe równania fizyczne i geometryczne co umożliwiło obserwację zachowania się modelu numerycznego w pozagranicznych stanach zaawansowanych deformacji plastycznych. Rozważano modele o geometrii idealnej i zimperfekowanej. W większości przypadków uzyskano dobrą zgodność pomiędzy wynikami doświadczeń i symulacji. Analizy numeryczne potwierdziły występowanie stanu granicznego nośności spowodowanego interakcją sił przekrojowych M-V. Na podstawie wyników badań doświadczalnych, zaproponowano zlinearyzowaną krzywą interakcji M-V wraz z odpowiednimi formułami redukcji nośności blachownic o falistym środniku. Na drodze badań doświadczalnych i symulacji numerycznych wykazano, że nośność środnika falistego na obciążenia skupione zależy również od szerokości przyłożenia tego obciążenia, a stosowane obecnie formuły dają zaniżone oszacowania nośności.
