Burkolatok tárcsahatásának kísérleti úton történő vizsgálata acélszerkezetek esetében
Analyzing the diaphragm effect of claddings on steel structures through experimental investigation
Keywords:
stressed-skin design, sandwich panels, corrugated sheets, ECCS recommendations, experimental tests, /, tárcsa hatás, szendvicspanelek, trapézlemezek, ECCS számolási procedúrák, kísérleti vizsgálatokAbstract
In Romania, there is currently no design guide for the analytical evaluation of the stiffening effect conferred by sandwich panels. The provisions of the code NP 041-2000 "Calculation standard for metal structures with corrugated sheet diaphragm" are not valid for sandwich panels, and the recommendations of ECCS (1995), on which this code is based, are quite limiting, not covering a series of current constructive solutions commonly practiced by the industry.
Even if an analytical calculation based on the mentioned design guide is used, the limited available solutions raise a series of questions: the guide offers values of flexibilities for fixing details of simple Z purlins (1Z), but the most common cladding details used in practice are applicable in the case of overlapped Z profiles (2Z).
This paper presents preliminary comparative results obtained experimentally by the authors using common details identified in current practice on two types of roof cladding: corrugated sheets and sandwich panels. The presented experimental study is still ongoing at the moment of writing the current article.
Kivonat
Romániában jelenleg nem létezik tervezési utmutató a szendvicspanelekből álló burkolatok merevítő hatásának analitikus úton történő számolására. Az NP-041-2000 “Szabvány a trapézlemezekkel burkolt acélszerkezetekre” számolási procedúrái nem érvényesek a szendvicspanelekből alkotott burkolatok esetén, az ECCS analitikus metodológiái, amelyeken ez a szabvány alapul, meglehetősen korlátozóak, hiszen nem fedik le az iparban jelenleg általánosan alkalmazott szerkezeti megoldásokat.
Egy tárcsa merevségének/kapacitásának meghatározása során több kérdés merül fel az említett számolási metodológiákat használva: a szabványban leírt analitikus módszer csak átlapolás nélküli szelemenek (1Z) különböző rögzítési részleteihez javasol merevségi értékeket, viszont a jelenleg leggyakrabban használt átlapolásos megoldásokra (2Z) nem találunk értékeket.
Ez a tanulmány bemutatja a szerzők kísérleti munkájának kezdeti eredményeit:különböző burkolati konfigurációk analitikusan számolt tárcsamerevségeit, kísérleti úton tapasztalt viselkedésük leírását és ezeknek az összehasonlítását. Az iparban közkedvelten használt részletek lettek alkalmazva a szendvicspanelekből vagy trapézlemezekből alkotott konfigurációk kialakításánal és az elemek rögzítésénél. A kutatói munka jelen cikk megjelenésekor is folyamatban van.
References
Davies J. M., Bryan E. R. - Manual of Stressed Skin Diaphragm Design, London, 1982.
European Recommendations for the Application of Metal Sheeting acting as a Diaphragm - Stressed Skin Design, European Convention for Constructional Steelwork No. 88, 1995.
INCERC București - Normativ de calcul pentru construcții metalice cu diafragme din tablă cutată, indicativ NP 041 – 2000, Buletinul Construcțiilor Vol. 19 – 20, Universitatea Tehnică de Construcții București – Factultatea de Construcții Civile și Industriale - Catedra de Construcții Metalice, Universitatea Politehnică Timișoara, 2000.
Bryan E. R., El-Dakhakhni W. M. - Shear Flexibility and Strength of Corrugated Decks. Journal of STRUCTURAL DIVISION, Proceedings of the American Society of Civil Engineers, 1968.
Nagy Zs., Pop A., Moiș I., Ballok R.: Stressed Skin Effect on the Elastic Buckling of Pitched Roof Portal Frames, Structures, Volume 8, Part 2, 2016, Pages 227-244, ISSN 2352-0124.
Nagy Zs., Nedelcu M., Dező A. - Stabilization effect on portal frames given by stressed skin action of sandwich panels, THE SEVENTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON STRUCTURAL ENGINEERING, MECHANICS AND COMPUTATION, SEMC 2019, Cape Town, South Africa, 2019.
Nagy Zs., Nedelcu M., Dező A. - The influence on portal frame buckling of different cladding systems – a comparative numerical study considering stressed skin effect, Proceedings of the 8th International Conference on Coupled Instabilities in Metal Structures, CIMS 2021.
Nagy Zs., Kelemen A., Nedelcu M.– The influence on portal frame buckling of different cladding systems – A comparative numerical study considering stressed skin effect, Thin-Walled Structures 182 (2023) 110310.
Nagy Zs., Bács B., Kelemen A., Sánduly A., Nagy Ö., Lőrincz B. A. – Rafter-purlin connection stiffness impact on the stressed skin effect of corrugated sheet claddings, Thin-Walled Structures 185 (2023) 110615.