Projektowanie i obliczanie połączeń i węzłów konstrukcji stalowych Tom 2

Od 2010 będą obowiązywać w Polsce tylko przepisy europejskie, zatem pojawia się pilna potrzeba zaznajamiania z nimi kadry inżynierskiej oraz studentów. Autorzy książki taki cel akcentują we wstępie i pod takim kątem opracowali każdy rozdział. Charakterystyczne jest to, że najpierw jest prezentowane teoretyczno-konstrukcyjno-technologiczne ujęcie zagadnienia szczegółowego, a następnie przykłady obliczeniowe. Omówiono połączenia spawane, połączenia na łączniki mechaniczne, połączenia elementów małej grubości, węzły podatne oraz połączenia elementów z rur. Profesjonalne ujęcie każdego zagadnienia szczegółowego, jasne ich przedstawienie przede wszystkim dla praktyków, a także bogaty materiał ilustracyjny oraz bogata literatura przedmiotu pozwalają sądzić, że będzie to pozycja bardzo pożyteczna, a nawet niezbędna na rynku krajowym.
prof, dr hab. inż. Kazimierz Rykaluk
Monografia, pomimo iż jest dziełem wspót-autorskim, została napisana w sposób jasny i przystępny. W każdym z rozdziałów Autorzy uwzględniają treści zarówno teoretyczne, jak i na wskroś praktyczne, bezpośrednio związane z wykonawstwem konstrukcji stalowych. W związku z tym monografię można polecić zarówno studentom i pracownikom naukowym wyższych uczelni technicznych, jak też projektantom i wykonawcom konstrukcji stalowych. Cennym uzupełnieniem każdego rozdziału pracy są liczne, dobrze dobrane przykłady liczbowe, a także obszerna bibliografia
Kontynuacja książki Projektowanie i obliczanie połączeń i węzłów konstrukcji stalowych. Tom 1
7. Węzły kratownic (Jan Bródka)
117.1. Wprowadzenie 11
7.2. Węzły płaskich kratownic dachowych 18
7.3. Węzły przestrzennych kratownic dachowych 41
7.4. Węzły ram kratowych 55
7.5. Obliczanie węzłów 68
7.6. Przykłady obliczeń 83
Piśmiennictwo 89
8. Węzły ram (Aleksander Kozłowski, Ireneusz Ligocki, Jan Bródka) 93
8.1. Wprowadzenie 93
8.2. Węzły wielokondygnacyjnych ram stężonych 104
8.2.1. Węzły spawane 105
8.2.2. Węzły śrubowe 110
8.3. Węzły wielokondygnacyjnych ram niestężonych 124
8.3.1. Węzły spawane 124
8.3.2. Węzły śrubowe 128
8.4. Węzły ram parterowych 131
8.5. Styki słupów, styki i podparcia belek 135
8.5.1. Informacje wstępne 135
8.5.2. Styki słupów 136
8.5.3. Styki rygli i belek stropowych 142
8.5.4. Uproszczone metody projektowania doczołowych połączeń zginanych 145
8.5.5. Podparcia belek 151
8.5.5.1. Oparcie na ścianie 151
8.5.5.2. Oparcie na słupie 158
8.5.5.3. Połączenie belki stropowej z podciągiem 163
8.5.6. Przykłady obliczeń 169
8.6. Węzły specjalne 197
8.6.1. Węzły regałów magazynowych 197
8.6.2. Węzły konstrukcji cienkościennych 213
8.6.2.1. Elementy o średnikach ażurowych 213
8.6.2.2. Elementy o falistych średnikach 214
8.6.2.3. Elementy z kształtowników giętych 218
8.6.3. Węzły belek bezprzekątniowych 230
8.6.3.1. Informacje ogólne 230
8.6.3.2. Badania węzłów belek bezprzekątniowych 231
8.6.3.3. Obliczanie połączeń spawanych węzłów belek bezprzekątniowych 236
8.6.4. Węzły przestrzenne (i inne) 237
8.6.5. Połączenia elewacji szklanych (Zdzisław Pisarek) 243
8.6.5.1. Wprowadzenie 243
8.6.5.2. Właściwości materiałów stosowanych na fasady szklane 245
8.6.5.3. Odkształcenia przeszkleń 247
8.6.5.4. Układy łączników 248
8.6.5.5. Badania połączeń fasad szklanych 255
8.6.5.6. Przykłady realizacji 258
8.7. Normowa metoda obliczania nośności, sztywności i zdolności
 do obrotu węzłów stalowych 261
8.7.1. Wprowadzenie do metody składnikowej 261
8.7.2. Nośność węzłów 271
8.7.3. Sztywność obrotowa węzłów stalowych 284
8.7.4. Zdolność do obrotu węzłów stalowych 287
8.7.5. Uogólnienie metody na węzły o czterech śrubach w szeregu 288
8.7.6. Metody zwiększania nośności i sztywności węzłów 300
8.7.7. Przykłady obliczeń 303
Piśmiennictwo 337
9. Połączenia słupów z fundamentami (Ireneusz Ligocki, Jan Bródka) 341
9.1. Wprowadzenie 341
9.2. Charakterystyka stosowanych rozwiązań 342
9.2.1. Stopy słupów ściskanych osiowo 343
9.2.2. Stopy słupów ściskanych mimośrodowo 348
9.3. Projektowanie połączeń słupa z fundamentem 352
9.3.1. Projektowanie podstaw słupów 352
9.3.2. Zakotwienia śrubowe 366
9.3.2.1. Rodzaje, sposoby podziału oraz mocowanie i regulacja ustawienia kotew 366
9.3.2.2. Nośność kotew na rozciąganie 371
9.3.2.3. Nośność zakotwienia przy ścinaniu 378
9.3.2.4. Nośność śruby kotwiącej przy uwzględnieniu ścinania z rozciąganiem 381
9.3.2.5. Charakterystyka i metody projektowania zakotwień specjalnych 382
9.3.2.5.1. Informacje ogólne, kategorie stosowanych badań i podział kotew 382
9.3.2.5.2. Metody projektowania zakotwień specjalnych według [9.6] 384
9.3.2.5.3. Charakterystyka zakotwień specjalnych do celów projektowych 387
9.3.2.6. Wymagania dodatkowe i uwagi do wykonania zakotwień 388
9.3.3. Sztywność połączenia 390
9.3.4. Podstawy pierścieniowe 391
9.4. Podatne połączenia słupa z fundamentem 395
9.4.1. Pierwszy model analityczny 395
9.4.2. Model mechaniczny 397
9.4.3. Modelowanie numeryczne 400
9.4.4. Wybrane wyniki badań eksperymentalnych 404
9.5. Projektowanie podstaw słupów z uwzględnieniem PN-EN 1993-1-8 410
9.5.1. Informacje ogólne 410
9.5.2. Obliczeniowa nośność węzła 412
9.5.2.1. Nośność strefy rozciąganej 412
9.5.2.2. Nośność strefy ściskanej 420
9.5.2.3. Środnik słupa poddany rozciąganiu 423
9.5.2.4. Pas i środnik słupa poddane ściskaniu 424
9.5.2.5. Złożenie nośności 424
9.5.2.5.1. Podstawy słupów poddane tylko działaniu sił podłużnych w słupie 424
9.5.2.5.2. Podstawy słupów poddane działaniu sił podłużnych i momentów zginających 424
9.5.3. Sztywność obrotowa 427
9.5.3.1. Współczynniki sztywności sprężystej 428
9.5.3.2. Określenie sztywności Sj,ini i Sj w wypadku wybranego schematu rozkładu sił 430
9.5.4. Oszacowanie charakterystyki obrotowej M-Φ węzła 432
9.6. Zakotwienia kominów (Andrzej Wojnar) 432
9.6.1. Opis konstrukcji zakotwień 432
9.6.2. Śruby kotwiące 433
9.6.3. Obliczanie zakotwień 433
9.7. Przykłady obliczeń 436
Piśmiennictwo 499
10. Węzły konstrukcji zespolonych (Aleksander Kozłowski) 501
10.1. Wprowadzenie 501
10.2. Kształtowanie węzłów konstrukcji zespolonych 503
10.3. Badania doświadczalne węzłów i połączeń 506
10.3.1. Badania wyizolowanych węzłów zespolonych 506
10.3.2. Badania ram zespolonych 521
10.3.2.1. Badania ramy stalowej 521
10.3.2.2. Badania ramy z ryglem zespolonym 525
10.3.3. Badania łączników zespalających 527
10.4. Łączniki i połączenia w konstrukcjach zespolonych 544
10.4.1. Nośność łączników zespalających płytę betonową z belką 544
10.4.1.1. Sworznie z główkami 544
10.4.1.2. Łączniki blokowe 546
10.4.1.3. Łączniki kotwowe i pętlowe 547
10.4.1.4. Łączniki kątownikowe 547
10.4.1.5. Śruby sprężające 547
10.4.1.6. Łączniki listwowe z otworami (rys. 10.69) 548
10.4.1.7. Łączniki kątowe HILTI 551
10.4.2. Połączenia belek stalowych z trzonem żelbetowym 552
10.4.3. Nośność strefy wprowadzenia sił w słupach zespolonych 559
10.4.4. Styki słupów zespolonych 560
10.4.5. Zalecenia konstrukcyjne 562
10.4.5.1. Łączniki sworzniowe 563
10.4.5.2. Łączniki blokowe i kątownikowe 564
10.4.5.3. Łączniki kotwowe i pętlowe 564
10.4.5.4. Nośność płyty na ścinanie podłużne 564
10.5. Nośność, sztywność i zdolność do obrotu węzłów konstrukcji zespolonych 567
10.5.1. Metody modelowania węzłów 567
10.5.2. Metoda składnikowa 575
10.5.2.1. Określenie nośności węzła 576
10.5.2.2. Określenie sztywności początkowej węzła 581
10.5.2.3. Określenie zdolności do obrotu węzła zespolonego 584
10.5.3. Normowa metoda obliczania nośności, sztywności i zdolności do obrotu węzłów zespolonych 587
10.5.3.1. Nośność węzła zespolonego 587
10.5.3.2. Sztywność początkowa węzła zespolonego 590
10.5.3.3. Zdolność do obrotu węzłów zespolonych 595
10.6. Wskazówki optymalnego kształtowania węzłów zespolonych 595
10.7. Przykłady obliczeń 598
Piśmiennictwo 615
11. Nośność połączeń i węzłów pod obciążeniem zmęczeniowym (Lucjan Sieczka) 621
11.1. Wprowadzenie 621
11.2. Charakter obciążeń zmęczeniowych 623
11.2.1. Obciążenie o widmie jednorodnym 624
11.2.2. Obciążenie o widmie niejednorodnym - sposoby zliczania cykli naprężeń 625
11.2.3. Zakres naprężeń równoważnych 627
11.2.4. Rodzaje konstrukcji narażonych na zmęczenie 628
11.3. Czynniki wpływające na trwałość zmęczeniową połączeń 628
11.3.1. Zakres zmienności obciążenia 628
11.3.2. Wpływ karbu 629
11.3.3. Wpływ wytrzymałości mechanicznej 630
11.3.4. Wpływ naprężeń własnych 631
11.3.5. Wpływ naprężeń średnich 632
11.3.6. Wpływ wielkości (efekt skali) 633
11.3.7. Wpływ korozji 633
11.3.8. Wpływ wykonawstwa 634
11.4. Metody oceny trwałości zmęczeniowej 634
11.4.1. Metoda naprężeń nominalnych 635
11.4.2 Metoda naprężeń geometrycznych 644
11.4.3. Określanie trwałości zmęczeniowej na podstawie
procedur zmęczenia niskocyklowego 654
11.4.4. Określanie trwałości zmęczeniowej na podstawie mechaniki pękania 659
11.5. Zachowanie się połączeń pod wpływem obciążeń zmęczeniowych 662
11.5.1. Połączenia spawane 662
11.5.2. Połączenia śrubowe 670
11.5.3. Połączenia rur 677
11.5.4. Konstrukcje cienkościenne 680
11.5.5. Połączenia podatne 682
11.6. Kształtowanie połączeń poddanych obciążeniom
zmęczeniowym i zalecenia wykonawcze 683
11.7. Metody zwiększenia trwałości zmęczeniowej 684
11.8. Uwagi końcowe 687
11.9. Przykłady obliczeń 687
Piśmiennictwo 704
12. Nośność połączeń i węzłów pod obciążeniem sejsmicznym (Lucjan Sieczka) 709
12.1. Wprowadzenie 709
12.2. Charakterystyka wpływów sejsmicznych i parasejsmicznych 710
12.3. Oddziaływania sejsmiczne na budynki i budowle 713
12.4. Podstawowe zasady projektowania konstrukcji stalowych
na terenach aktywnych sejsmicznie 715
12.5. Zachowanie się połączeń i kryteria ich kształtowania 719
12.6. Zasady oceny nośności 732
12.7. Badania doświadczalne połączeń poddanych obciążeniom cyklicznym 734
Piśmiennictwo 738
13. Kruche pękanie połączeń (Lucjan Sieczka) 741
13.1. Wprowadzenie 741
13.2. Czynniki wpływające na skłonność do kruchego pękania 741
13.3. Ocena odporności na kruche pękanie za pomocą mechaniki pękania 746
13.4. Zapobieganie kruchemu pękaniu według PN-EN 1993-1-10 [7.77] 748
13.5. Dobór stali ze względu na ciągliwość międzywarstwową 752
13.6. Zalecenia kształtowania połączeń 754
13.7. Przykłady obliczeń 758
Piśmiennictwo 767
14. Wzmacnianie połączeń (Jan Laguna) 769
14.1. Wstęp 769
14.1.1. Informacje ogólne 769
14.1.2. Zasady projektowania wzmocnień 770
14.1.3. Modele obliczeniowe 771
14.2. Wzmacnianie przekrojów elementów lub części łączonych 772
14.2.1. Wzmacnianie przekrojów elementów lub części rozciąganych osiowo 772
14.2.2. Wzmacnianie przekrojów elementów lub części ściskanych osiowo 773
14.2.3. Wzmacnianie przekrojów elementów lub części zginanych jednokierunkowo 774
14.3. Wzmacnianie połączeń zakładkowych 777
14.4. Wzmacnianie nominalnie przegubowych połączeń belek 779
14.5. Wzmacnianie śrubowych połączeń doczołowych 781
14.6. Wzmacnianie połączeń spawanych 783
14.7. Wzmacnianie połączeń belek ze słupami przez dołączenie skosu 785
14.7.1. Wzmacnianie spawanego węzła belki ze słupem 785
14.7.2. Zamiana węzła belki ze słupem z nominalnie przegubowego na sztywny śrubowymi połączeniami skosu pod pasem dolnym i łącznika do pasa górnego (rys. 14.11b) 787
14.8. Wzmacnianie połączeń z fundamentami 787
14.9. Przykłady obliczeń 789
Piśmiennictwo 806
15. Zasady badań doświadczalnych (Lucjan Sieczka, Aleksander Kozłowski) 807
15.1. Wprowadzenie 807
15.2. Rodzaje i metody badań doświadczalnych węzłów i połączeń 807
15.3. Stanowiska badawcze i metodyka pomiarów 817
15.3.1. Stanowiska badawcze 817
15.3.2. Przyrządy pomiarowe 818
15.3.3. Badania łączników i spoin 820
15.3.4. Badania węzłów ram 821
15.3.5. Badania węzłów kratownic 827
15.3.6. Doświadczalne kryteria nośności 827
15.4. Metodyka badań doświadczalnych 828
15.5. Wyniki badań i ich ocena 831
15.5.1. Wyniki badań 831
15.5.2. Analiza wyników badań 831
Piśmiennictwo 834