Silnie obciążone belki o dużych rozpiętościach, takie jak podciągi stropów, dźwigary mostowe, a także całe ustroje ramowe projektuje się jako elementy blachownicowe dwuteowe lub skrzynkowe. Ścianki blachownicowych dźwigarów obciążone w swojej płaszczyźnie, mogą tracić stateczność z uwagi na znaczną ich smukłość.
Powszechną metodą zabezpieczania środnika przed lokalną utratą stateczności jest stosowanie podłużnych i/lub poprzecznych żeber usztywniających. Z uwagi na brak możliwości zautomatyzowania procesu spawania żeber usztywniających trzeba je spawać ręcznie, co jest bardzo praco- i kosztochłonne. Wobec powyższego w zespole badawczym Katedry Konstrukcji Inżynierskich Politechniki Gdańskiej powstał innowacyjny pomysł, zwiększenia stateczności środnika blachownicy zginanej poprzez zwiększenie grubości ścianki w strefie ściskanej. Takie podejście wymaga wykonania jednej dodatkowej spoiny czołowej wzdłuż całego elementu, co jest operacją technologicznie prostszą, tańszą i szybszą (z uwagi na możliwość pełnej automatyzacji produkcji) w porównaniu z ręcznym spawaniem poszczególnych żeber usztywniających. Ponadto, masa konstrukcji nie ulegałaby zmianie, gdyż materiał przeznaczony na żebra podłużne zostałby wykorzystany na pogrubienie środnika. Takie rozwiązanie dotychczas nie było stosowane.
W ramach badań pilotażowych planowane są badania doświadczalne i numeryczne belki blachownicowej o skokowo zmiennej grubości środnika pod wpływem czystego zginana. Zaplanowano wykonanie badań niszczących zginanych dwupunktowo belek blachownicowych w 2 wariantach geometrycznych. Podczas prób wytrzymałościowych określone zostaną wartości obciążenia krytycznego oraz granicznego jak również dokonany zostanie pomiar odkształceń i przemieszczeń w wybranych punktach pomiarowych.
Wyniki badań doświadczalnych zostaną wykorzystane do walidacji trójwymiarowego modelu numerycznego wykorzystującego metodę elementów skończonych (MES). Analizy kolejnych postaci wyboczeniowych będą stanowiły podstawę do określenia zastępczej imperfekcji obliczeniowej. Ma ona na celu uwzględnienie wszystkich możliwych technologicznych i geometrycznych niedoskonałości badanej belki, które mają charakter losowy.
Badania przeprowadzone w ramach dofinansowania pozwolą na wprowadzenia nowoczesnych rozwiązań konstrukcyjnych z zakresu konstrukcji stalowych potwierdzając rolę Politechniki Gdańskiej w rozwoju innowacyjnych rozwiązań.
Informacje szczegółowe
- Akronim projektu:
- MINIATURA
- Program finansujący:
- MINIATURA
- Instytucja:
- Narodowe Centrum Nauki (NCN) (National Science Centre)
- Okres realizacji:
- brak danych - brak danych
- Kierownik projektu:
- dr inż. Małgorzata Gordziej-Zagórowska
- Realizowany w:
- Katedra Budownictwa i Inżynierii Materiałowej
- Typ zgłoszenia:
- Krajowy Program Badawczy
- Pochodzenie:
- Projekt krajowy
- Weryfikacja:
- Politechnika Gdańska
wyświetlono 120 razy