background image

X L V I I I     K O N F E R E N C J A    N AU K O W A  

KOMITETU  INŻ YNIERII  LĄ DOWEJ  I  WODNEJ  PAN 

I  KOMITETU  NAUKI  PZITB 

Opole – Krynica

 

2002

 

 
 
 
 
 
 
Bronisław GOSOWSKI

1

 

 
 
 

BADANIA NA SKRĘ CANIE PRĘ TÓ W DWUTEOWYCH 

USZTYWNIONYCH PRZEWIĄZKAMI

 

 
 

1.  Wprowadzenie 

 

Własow  w  [1]  zaproponował  mię dzy  innymi  przewiązki,  łączące  półki  ceowników  lub 
dwuteowników,  jako  efektywny  sposób  zwię kszenia  sztywności  nieswobodnego  skrę cania 
tego  typu  prę tów  cienkościennych.  Przedstawił  tam  także  sposób  obliczeniowego  uję cia 
wpływu  przewiązek  na  te  prę ty.  Przyjął  przy  tym  model  obliczeniowy  przewiązek,  który  
w  przypadku  wymienionych  prę tów  odbiega  niestety  od  rzeczywistości.  Chodzi  przy  tym  
o założenie, że przewiązki są sztywno zamocowane w pasach. Osiągnię cie tego w przypadku 
pasów  płytowych  (nawet  przy  ich  dużych  grubościach),  wymaga  gę stego  rozmieszczenia 
przewiązek na długości prę ta lub stę żenia profilu prę ta w obrę bie każdej przewiązki dwiema 
przeponami.  W  tym  ostatnim  przypadku  korzystniejsze  ze  wzglę dów  wykonawczych  
i eksploatacyjnych wydaje się  stosowanie usztywnień  w postaci żeber zamknię tych. 

Wię kszość  późniejszych  prac  wykorzystuje  bezkrytycznie  omówiony  model 

obliczeniowy przewiązek. Na jego podstawie wyprowadzone zostały odpowiednie wzory na 
współczynniki  sprę żystości  lub  podatności 

e

 

punktowych  wię zów  sprę żystych,  ogranicza-

jących deplanację  elementów cienkościennych stę żonych podłużnie przewiązkami. Pozwala 
to obliczać je podobnie jak prę ty z żebrami poprzecznymi [2], [3]. Z wzorów tych korzysta 
się   m.in.  w  obszernych  analizach  z  zakresu  stateczności  przestrzennej  prę tów  cienkościen-
nych  (por.  np.  [4],  [5]).  Nie  ma  to  wpływu  na  wartość  merytoryczną  prac,  a  jedynie  na 
zmianę  otrzymanych tam wyników pod wzglę dem ilościowym. 

Obserwacje  przewiązek  przeprowadzone  w  trakcie  badań   modelowych  stateczności 

przestrzennej  prę tów  dwuteowych  usztywnionych  niedużą  liczbą  przewiązek  (por.  np.  [5]) 
wykazały,  że  w  ich  obrę bie  wystę pują  znaczne  deformacje  pasów.  Świadczy  to  nie  o 
utwierdzeniu,  a  o  sprę żystym  zamocowaniu  przewiązek  w  pasach.  Konsekwencją  tego  jest 
wyraźne zmniejszenie efektywności przewiązek jako stę żeń  podłużnych omawianych prę tów 
cienkościennych.  Stwierdzono  to  także  w  pracy  [6],  w  której  analizowano  komputerowo, 
stosując  MES,  swobodne  drgania  skrę tne  dwuteowego  pręta  usztywnionego  przewiązkami. 
Ze  wzglę du  jednak  na  złożony  charakter  problemów  stateczności  i  drgań ,  nie  dają  one 
możliwości  bezpośredniej  oceny  wpływu  przewiązek  na  rozważane  prę ty.  Znacznie 
łatwiejsze  jest  analizowanie  tego  na  prę tach  poddanych  nieswobodnemu  skrę caniu.  Od 

                                                           

1

  Dr hab. inż., prof. nadzw., Instytut Budownictwa Politechniki Wrocławskiej 

background image

 

184 

strony  numerycznej  zaję to  się   tym  m.in.  w  [7].  Rozwiązanie  omawianej  kwestii  wymaga 
także przeprowadzenia odpowiednich badań  doświadczalnych, których wyniki stanowić bę dą 
podstawę  do porównań  z wynikami obliczeń . 

Celem  niniejszej  pracy  jest  przedstawienie  wyników  badań   doświadczalnych 

nieswobodnie skrę canych prę tów dwuteowych usztywnionych podłużnie. Jako usztywnienie 
podłużne  zastosowano  przy  tym  przede  wszystkim  przewiązki  w  różnym  układzie,  a  także 
żebra  zamknię te.  Porównanie  wyników  badań   doświadczalnych  i  analiz  teoretycznych 
ograniczono  do  odpowiednich  przemieszczeń   kątowych  (skrę cenie,  deplanacja)  w  wybra-
nych przekrojach prę tów. Badania te potwierdziły przyczynę  mniejszej efektywności uszty-
wnień  rozważanych prę tów przewiązkami wykonanymi jak w [1]. Wykazały ponadto, że to 
niekorzystne zjawisko można wyeliminować przez zmianę  konstrukcji przewiązek. 
 

2.  Stanowisko badawcze i modele 

 
Badania doświadczalne nieswobodnie skrę canych prę tów dwuteowych stę żonych podłużnie 
przeprowadzono  w laboratorium Instytutu Budownictwa Politechniki Wrocławskiej  w pier- 
wszym kwartale 2001 roku. Badane były modele wykonane z walcowanych dwuteowników 
równoległościennych  IPE  120,  widełkowo  podparte  na  koń cach,  obciążone  w  połowie 
rozpię tości  skupionym  momentem  skrę cającym  M

=  P

×

e.  Schemat  i  wymiary  modeli  oraz 

rozmieszczenie czujników do pomiaru przemieszczeń  kątowych, pokazano na rys. 1. 
 

 

Rys. 1. Schemat i wymiary badanych prę tów 

 

Obciążenie zewnę trzne  modeli  w postaci pary sił skupionych  P,  na ramieniu e = 150 

mm, realizowano za pomocą siłownika śrubowego. Poszczególne siły P były kontrolowane 
siłomierzami  tensometrycznymi  o  zakresie  20  kN  i  dokładności  1  N.  Wartości  sił  rejestro-
wano komputerowo. 

Przemieszczenia  modeli  w  połowie  rozpię tości  mierzono  czterema  czujnikami 

indukcyjnymi  o  zakresie 

±

50  mm  i  dokładności  0,01  mm,  z  których  dwa  zlokalizowano 

odpowiednio na półce górnej dwuteownika, a dwa pozostałe na poziomie jego półki górnej  

background image

 

185 

i  dolnej  (por.  rys.  1).  Mierzono  ponadto  deplanację   modeli  na  podporze  B.  Do  tego  celu 
wykorzystano  cztery  czujniki  indukcyjne  o  zakresie 

±

1  mm  i  dokładności  0,001  mm, 

rozmieszczone parami na poziomie górnej i dolnej półki dwuteownika (por. rys. 1). Odczyty 
czujników, obok wartości sił P, rejestrowano za pomocą komputera. 

Badania  obejmowały  pię ć  serii  modeli,  oznaczonych  odpowiednio  cyframi  1  do  5. 

Każda  seria  składała  się   z  trzech  modeli,  opisywanych  dodatkową  cyfrą  1  do  3.  Modele 
poszczególnych  serii  oznaczone  cyfrą  1  nie  miały  stę żeń ,  oznaczone  cyfrą  2  miały  dwa 
stę żenia zlokalizowane w osiach podpór, a oznaczone cyfrą 3 miały obok podporowych dwa 
dodatkowe  stę żenia  przę słowe,  rozmieszczone  co  l/3  (por.  rys.  1).  Kolejne  modele  w  serii 
powstawały  przez  wykonanie  lub  uzupełnienie  odpowiednich  stę żeń .  Każdy  z  pię ciu 
dwuteowników  IPE  120  stanowiących  model  wyjściowy  poszczególnych  serii,  badany  był 
wię c  trzykrotnie.  Było  to  możliwe  dzię ki  ograniczeniu  obciążenia  do  sprę żystego  zakresu 
pracy modeli. 

Stę żenia  podłużne  modeli  w  postaci  przewiązek  wykonano  w  seriach  1  do  4.  Do  ich 

wykonania zastosowano dwa rodzaje płaskowników, a mianowicie 60

´

5 mm (serie 1 i 3) lub 

40

´

5,6  mm  (serie  2  i  4).  Zróżnicowanie  stę żeń   modeli  w  wymienionych  parami  seriach 

polegało na innej konstrukcji przewiązek. Serie 1 i 2 miały przewiązki wykonane jak na rys. 
2a  połączone  z  pasami,  natomiast  serie  3  i  4  –  tak  jak  to  pokazano  na  rys.  2b  połączone 
odpowiednio  z  pasami  i  środnikiem.  W  serii  5  stę żenia  podłużne  modeli  zrealizowano  w 
postaci  żeber  zamknię tych,  wykonanych  z  dwóch  ceowników  gię tych  50

´

30

´

3  mm  (por. 

rys. 2c), połączonych z pasami i środnikiem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Rys. 2. Stę żenia podłużne w modelach: a) serii 1 i 2, b) serii 3 i 4, c) serii 5 

 

Właściwe  badania  nieswobodnego  skrę cania  były  poprzedzone  pomiarami  inwenta-

ryzacyjnymi  dwuteowników  IPE  120  zastosowanych  na  modele  poszczególnych  serii. 
Ograniczono się  przy tym do zinwentaryzowania przekrojów poprzecznych dwuteowników 
na  podporach  i  w  miejscach  zlokalizowania  przę słowych  stę żeń   podłużnych.  Uśrednione 
wymiary  przekroju  poprzecznego  wszystkich  dwuteowników,  sprowadzone  do  przekroju 
bisymetrycznego, zestawiono w tab. 1. 

background image

 

186 

Tablica 1. Wyniki inwentaryzacji przekroju poprzecznego 

dwuteowników IPE 120 

Wymiary  

przekroju 

Wymiary  

nominalne 

mm 

Uśrednione wymiary  

 przekrojów modeli 

mm 

b

f

 

t

f

 

t

120,0 

64,0 

6,3 
4,4 

120,62 

64,09 

6,27 
4,91 

 

3.  Przebieg badań  i porównanie wyników 

 

Program  badań   nieswobodnie  skrę canych  prę tów  przewidywał  realizację   dla  każdego 
modelu  jednego  cyklu  obejmującego  stopniowe  obciążanie  siłami  P  (por.  rys.  1),  po-
cząwszy  od  P  =  0  aż  do  osiągnię cia  maksymalnego  momentu  skrę cającego  M

z

  =  P

×

e,  

a nastę pnie stopniowe odciążanie do stanu wyjściowego. Na każdym stopniu obciążenia 
rejestrowane  były  komputerowo  odczyty  siłomierzy  i  wskazania  czujników  przemiesz-
czeń . Umożliwiło to sporządzenie odpowiednich zależności obciążenie – przemieszcze-
nie  dla  przypadku  zarówno  obciążenia,  jak  i  odciążenia  prę ta.  Przykładowe  zależności 
tego typu pokazano na rys. 3. 

Modele serii 1 badane były przy przyję ciu stopni obciążenia siłami P co 0,33 kN oraz 

maksymalnego  momentu  skrę cającego  M

z

  =  0,5  kNm.  Ze  wzglę du  na  liniowy  przebieg 

zależności obciążenie – przemieszczenie oraz powrót po odciążeniu w zasadzie do zera, co 
świadczy  o  sprę żystym  zachowaniu  się   badanych  prę tów,  w  modelach  nastę pnych  serii 
obciążenie stopniowano co 0,5 kN, a maksymalny moment skrę cający podwyższono do M

z

 = 

0,6  kNm.  W  modelach  stę żonych  przewiązkami  zlokalizowanymi  w  przę śle,  obok  kąta 
skrę cenia 

j

(l/2) i deplanacji 

j

¢

(l) mierzono także z jednej strony deplanację  i kąt obrotu  w 

miejscu  przewiązki  pośredniej.  Pomiary  te  prowadzono  za  pomocą  czterech  dodatkowych 
czujników indukcyjnych o zakresie 

±

1 mm i dokładności 0,001 mm. 

Wyniki  z  badań   modelowych  porównano  z  wynikami  otrzymanymi  z  rozwiązania 

teoretycznego rozważanego prę ta (rys. 1), które wyprowadzono w postaci dystrybucyjnej [2], 
[3]. Wykorzystano przy tym symetrię  prę ta, ponieważ 

e

A

 = 

e

B

 oraz 

e

1

 = 

e

2

.  

W  związku  z  powyższym  stosowne  równanie  różniczkowe  kątów  skrę cenia 

j

(z

przekrojów poprzecznych prę ta wzglę dem osi środków ścinania, obowiązujące przy 0 

£

 z 

£

 

l/2, można zapisać:  
 

         

),

3

(

1

l

z

B

GI

EI

t

-

¢

=

¢¢

-

¢¢¢

¢

d

j

j

w

                                         (1) 

 
gdzie przez  EG oznaczono moduły sprę żystości podłużnej i poprzecznej, I

w

I

t

 – momenty 

bezwładności  wycinkowy  i  czystego  skrę cania,  B

1

  –  niewiadomą  reakcję   bimomentową  na 

usztywnieniu przę słowym, 

d

 (zl/3) –  dystrybucję  Diraca. 

Rozwiązaniem ogólnym równania (1) jest funkcja uogólniona 

 

                          

(

)

(

)

(

)

[

]

,

)

3

/

(

1

3

/

cosh

1

sinh

1

1

cosh

1

)

(

2

1

3

0

2

0

0

0

l

z

h

l

z

k

k

EI

B

kz

kz

k

kz

k

z

z

-

-

-

+

+

-

¢¢¢

+

-

¢¢

+

¢

+

=

w

j

j

j

j

j

                    (2) 

background image

 

187 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Rys. 3. Zależność kąta skrę cenia (a) i deplanacji (b) 

od momentu skrę cającego dla modeli serii 1 

0

0,04

0,08

0,12

0,16

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

Moment skrę cający M [kNm]

K

ąt

 s

kr

ęc

en

ia

 f

i(

l/2

[r

ad

]

 1.1 - obciążenie
 1.1 - odciążenie
 1.2 - obciążenie
 1.2 - odciążenie
 1.3 - obciążenie
 1.3 - odciążenie

-0,02

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,14

0,16

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

Moment skrę cający M [kNm]

D

ep

la

na

cj

fi

'(l

[r

ad

/m

]

 1.1 - obciążenie
 1.1 - odciążenie
 1.2 - obciążenie
 1.2 - odciążenie
 1.3 - obciążenie
 1.3 - odciążenie

Moment skrę cający M

z

 [kN

×

m] 

K

ąt

 s

kr

ęc

en

ia

 

j

(l

/2

[r

ad

Moment skrę cający M

z

 [kN

×

m] 

D

ep

la

na

cj

j

(

l)

 [

ra

d/

m

background image

 

188 

w której 

0

0

0

0

,

,

,

j

j

j

j

¢¢¢

¢¢

¢

to niewiadome stałe całkowania, h(z-l/3) – dystrybucja Heaviside’a, 

)

(

)

(

w

EI

GI

k

t

=

.  

Z  rozwiązania  ogólnego  (2),  po  wyznaczeniu  niewiadomych  stałych  całkowania  i 

reakcji B

1

 na podstawie warunków podparcia (por. rys. 1): 

 
           

,

0

)

2

/

(

)

0

(

=

¢

=

l

j

j

   

,

)

0

(

A

A

B

j

e

j

¢

=

¢

   

,

)

3

/

(

1

1

B

l

j

e

j

¢

=

¢

   

,

2

/

)

2

/

(

e

P

l

M

×

=

       (3) 

 
wyprowadzono  odpowiednią  funkcję   uogólnioną  kątów  skrę cenia 

j

(z)  dla  rozpatrywanego 

prę ta. Na tej postawie, korzystając ze znanych zależności różniczkowych [1], otrzymuje się  
wyrażenia analityczne na deplanację  i siły wewnę trzne. 

Potrzebne w obliczeniach charakterystyki dwuteownika IPE 120 przyję to zgodnie z no-

minalnymi. Współczynniki podatności przewiązek wyznaczono przy założeniach jak w  [1], 
stosując wzory podane w [5], uwzglę dniając przy tym wyłącznie zginanie lub zginanie i ści-
nanie  przewiązek.  Ze  wzglę du  na  sprę żyste  zachowanie  się   prę tów,  porównanie  przepro-
wadzono dla obciążenia momentem skrę cającym M

z

 = 0,5 kNm. Porównanie odpowiednich 

wyników  przedstawiono  w  tablicach  2  i  3.  Podane  przemieszczenia  odpowiadają  przy  tym 
fazie obciążania modeli, a kąty skrę cenia wyznaczono jako wartości średnie z 

j

1,2

 i 

j

3,4

 (por. 

rys. 1).  W  ostatnim  wierszu  wymienionych  tablic  podano  wartości  średnie  odpowiednich 
przemieszczeń  kątowych dla modeli bez stę żeń  podłużnych (modele 1.1

¸

5.1). 

 

Tablica 2. Porównanie 

D

[

%

] kątów skrę cenia 

j

(l/2) [rad] otrzymanych  

z badań  modelowych i z obliczeń  

Wyniki obliczeń  [rad] i porównanie z wynikami badań  [%] 

Model 

Wyniki  

badań  [rad] 

bez ścinania  

D

 [

%

ze ścinaniem 

D

 [

%

1.1 
1.2 
1.3 

0,1488 
0,1323 
0,1136 

0,1507 
0,1002 
0,0599 

1,3 

-24,3 
-47,3 

0,1507 
0,1041 
0,0689 

1,3 

-21,3 
-39,3 

2.1 
2.2 
2.3 

0,1416 
0,1275 
0,1191 

0,1507 
0,1083 
0,0780 

6,4 

-15,1 
-34,5 

0,1507 
0,1119 
0,0853 

6,4 

-12,2 
-28,4 

3.1 
3.2 
3.3 

0,1460 
0,1047 
0,0732 

0,1507 
0,1010 
0,0619 

3,2 

-3,5 

-15,4 

0,1507 
0,1043 
0,0694 

3,2 

-0,4 
-5,2 

4.1 
4.2 
4.3 

0,1449 
0,1123 
0,0929 

0,1507 
0,1100 
0,0816 

4,0 

-2,0 

-12,2 

0,1507 
0,1129 
0,0873 

4,0 
0,5 

-6,0 

5.1 
5.2 
5.3 

0,1466 
0,0984 
0,0578 

0,1507 
0,1007 
0,0611 

2,8 
2,3 
5,7 

0,1507 
0,1007 
0,0611 

2,8 
2,3 
5,7 

1.1

¸

5.1 

0,1456 

0,1507 

3,5 

0,1507 

3,5 

 

Porównując wyniki zestawione w tab. 2 zauważa się  bardzo dobrą zgodność wyników 

obliczeń   z  badaniami  w  modelach  zarówno  bez  stę żeń   podłużnych,  jak  i  ze  stę żeniami  w 
postaci  żeber  poprzecznych.  Inaczej  przedstawia  się   to  w  modelach  ze  stę żeniami 
podłużnymi  w  postaci  przewiązek.  W  przypadku  przewiązek  łączących  bezpośrednio  pasy 
(jak  w  [1]),  w  najlepszym  razie  otrzymuje  się   różnice  się gające  30

¸

40%.  Modyfikując 

background image

 

189 

jednak  konstrukcję   przewiązek  tak,  aby  łączyły  one  pasy  ze  środnikiem,  można  osiągnąć 
dokładność  wystarczającą  dla  celów  praktycznych.  Korzystniejsze  wyniki  obliczeń   w 
przypadku  przewiązek  otrzymuje  się   zawsze  przy  uwzglę dnieniu  wpływu  ścinania  na 
współczynniki podatności odpowiednich wię zów sprę żystych. 
 

Tablica 3. Porównanie 

D

[

%

] deplanacji 

j

¢

(l) [rad/m] otrzymanych  

z badań  modelowych i z obliczeń  

Wyniki obliczeń  [rad/m] i porównanie z wynikami badań  [%] 

Model 

Wyniki  

badań  [rad/m] 

bez ścinania  

D

 [

%

ze ścinaniem 

D

 [

%

1.1 
1.2 
1.3 

0,1346 
0,0830 
0,1006 

0,1665 
0,0164 
0,0145 

23,7 

-80,2 
-85,6 

0,1665 
0,0280 
0,0253 

23,7 

-66,3 
-74,9 

2.1 
2.2 
2.3 

0,1487 
0,1001 
0,1105 

0,1665 
0,0406 
0,0373 

12,0 

-59,4 
-66,2 

0,1665 
0,0513 
0,0477 

12,0 

-48,8 
-56,8 

3.1 
3.2 
3.3 

0,1426 
0,0398 
0,0317 

0,1665 
0,0188 
0,0168 

16,8 

-52,8 
-47,0 

0,1665 
0,0286 
0,0259 

16,8 

-28,1 
-18,3 

4.1 
4.2 
4.3 

0,1535 
0,0621 
0,0566 

0,1665 
0,0457 
0,0422 

8,5 

-26,4 
-25,4 

0,1665 
0,0543 
0,0505 

8,5 

-12,6 
-10,8 

5.1 
5.2 
5.3 

0,1620 
0,0151 
0,0132 

0,1665 
0,0179 
0,0161 

2,8 

18,5 
22,0 

0,1665 
0,0179 
0,0161 

2,8 

18,5 
22,0 

1.1

¸

5.1 

0,1483 

0,1665 

12,3 

0,1665 

12,3 

 

Wyniki  zestawione  w  tab.  3  nie  są  już  tak  jednoznaczne  jak  w  przypadku  skrę cenia. 

Spowodowane  jest  to  nie  tylko  odchyłkami  w  wykonaniu  profilu  dwuteowego,  ale  także 
mniejszą  dokładnością  pomiaru  deplanacji,  którą  mierzono  na  dodatek  tylko  na  jednym 
koń cu  prę ta.  Z  tych  powodów  zgodność  wyników  obliczeń   i  badań   prę tów  bez  stę żeń   
i stę żonych żebrami zamknię tymi wynosi 3

¸

24%. W przypadku prę tów bez stę żeń  zgodność 

ta wynosi średnio 12%, a wię c jest zdecydowanie gorsza niż miało to miejsce przy skrę ceniu. 
Jeżeli  weźmiemy  ten  fakt  pod  uwagę   porównując  odpowiednie  wyniki  dla  modeli  z  prze-
wiązkami, to potwierdzają się  obserwacje poczynione  w odniesieniu do skrę cenia. W przy-
padku mianowicie przewiązek łączących bezpośrednio pasy zgodność najbliższych wyników 
wynosi  57

¸

75%.  To  deformacja  pasów  wywołana  przewiązkami  pośrednimi  powoduje,  że 

deplanacja  na  koń cach  modeli  1.3  i  2.3  wzrasta  zamiast  ulec  zmniejszeniu  (por.  tab.  3  – 
modele  1.2  i  2.2).  Widoczne  to  jest  także  na  rys.  3b.  Zdecydowanie  lepiej  przedstawia  się  
zgodność  wyników  w  przypadku  modeli  z  przewiązkami  zmodyfikowanymi.  Omawiane 
różnice wynoszą w nich tylko 11

¸

28%. Układają się  wię c podobnie jak w prę tach bez stę żeń , 

ale wyniki obliczeń  są w tym przypadku z niedomiarem. 
 

4. Wnioski 

 

Przeprowadzone  badania  modelowe  nieswobodnie  skrę canych  prę tów  dwuteowych 
stę żonych  podłużnie,  potwierdziły  zastrzeżenia  odnośnie  do  przyję tego  w  [1]  modelu  obli-
czeniowego  przewiązek  w  przypadku  połączenia  ich  wyłącznie  z  pasami.  Efektywność 
stę żenia  podłużnego  przewiązkami  jest  wówczas  zdecydowanie  mniejsza  aniżeli  wynika  to  

background image

 

190 

z obliczeń . Niezbę dne jest wię c w takim przypadku skorygowanie odpowiednich współczyn-
ników  podatności  wię zów  przez  uwzglę dnienie  sprę żystego  zamocowania  przewiązek  w 
pasach.  Aby  uzyskać  w  omawianych  badaniach  zadowalającą  zgodność  wyników  badań   
i  obliczeń ,  podatność  wię zów  sprę żystych  przyję tych  w  modelu  obliczeniowym  powinna 
wzrosnąć ponad 10 razy. 

Bardziej  celowe  jest  jednak  dążenie  do  takiej  modyfikacji  konstrukcji  przewiązek,  aby 

ich  efektywność  jako  stężeń   podłużnych  rozważanych  prętów  nie  ulegała  tak  drastycznemu 
zmniejszeniu.  W  pracy  przedstawiono  jedno  z  takich  rozwiązań .  Modyfikacja  polegała  na 
połączeniu  przewiązkami  pasów  i  środnika  dwuteownika.  Usztywnienia  tego  typu  zostały 
zweryfikowane  doświadczalnie  na  modelach  serii  3  i  4.  Otrzymane  wyniki  wskazują,  że  w 
przypadku proponowanego rozwiązania wyeliminowany został niekorzystny wpływ sztywno-
ści gię tnej pasów dwuteowników na efektywność stężeń  podłużnych w postaci przewiązek. 
 

Literatura 

 

[1]  WŁ ASOW W.Z., Tonkostiennyje uprugie stierżni. Moskwa, GIFML, 1959. 
[2]  GOSOWSKI B., Nieswobodne skrę canie  użebrowanych prę tów cienkościennych. XXIX 

Konferencja  Naukowa  KILiW  PAN  i  KN  PZITB.  Poznań   –  Krynica  1983,  Tom  1  ref., 
s. 69-74. 

[3]  GOSOWSKI  B.,  Einflußlinien  für  die  Schnittgrößen  der  Wölbkrafttorsion  bei 

dünnwandigen  Stäben  offenen  Querschnittes  mit  Querrippen.  Stahlbau.  1985,  Jg.  54. 
H. 3, S. 87-90. 

[4]  SVENSSON  S.E.,  PLUM  C.M.,  Stiffener  effects  on  torsional  buckling  of  columns. 

Journal of Structural EngineeringASCE, 1983, Vol. 109, No. 3, p. 758-772. 

[5]  GOSOWSKI  B.,  Stateczność  przestrzenna  stę żonych  podłużnie  i  poprzecznie 

pełnościennych  elementów  konstrukcji  metalowych.  Prace  Naukowe  Instytutu  Budow-
nictwa Politechniki Wrocławskiej
, Nr 66, Seria: Monografie, Nr 29. Wrocław, 1992. 

[6]  SZYMCZAK C., MIKULSKI T., Identyfikacja modelu przewiązek w pręcie cienkościen-

nym  o  przekroju  dwuteowym.  Zeszyty  Naukowe  Politechniki  Gdańskiej,  Nr  585, 
Budownictwo Lą dowe
, Nr 56, Gdań sk, 2001, s. 273-280. 

[7]  SZYMCZAK  C.,  KREJA  I.,  MIKULSKI  T.,  Numeryczne  modelowanie  dwuteowego 

prę ta  cienkościennego  z  przewiązkami. XLVII  Konferencja  Naukowa  KILiW  PAN  i  KN 
PZITB
. Opole – Krynica 2001, Tom 2 ref., s. 111-118. 

 
 

INVESTIGATIONS ON TORSION OF I BARS 

STIFFENED BY BATTENS

 

 

Summary 

 

Results  of  tests  upon  nonuniform  torsion  of  I  bars  stiffened  longitudinally  have  been 
presented. First of all batten  plates have been  used in  various layouts, but closed ribs have 
been  applied  as  well.  A  comparison  of  experimental  and  computational  results  covers 
exclusively  the  angular  displacements  in  selected  cross-sections  of  the  bars  (torsion, 
warping).  The  experiments  prove  the  reason  of  the  lesser  effectiveness  of  the  stiffeners 
having the shape of battens connecting directly the flanges. Moreover it was shown that this 
unbeneficial phenomenon could be eliminated by the change of battens structure.