Dźwigary mostowe o środnikach z blach falistych

Idealnym rozwiązaniem byłoby wyeliminowanie dotychczas stosowanych żeber usztywniających w dźwigarach nie tylko o mniejszych wysokościach konstrukcyjnych, ale i w tych najwyższych, jakie stosuje się w budownictwie mostowym.
Rezygnacja z wykonywania kosztownych żeber jak również ucieczka przed problemami związanymi ze statecznością środników została zaobserwowana w latach trzydziestych XX wieku. Wówczas rozważano już zastosowanie blachy fałdowej jako środnika blachownic. Naturalne użebrowanie w formie fałd o tworzących prostopadłych do osi blachownicy zwiększa wartość stycznych naprężeń krytycznych.
W połowie lat sześćdziesiątych, polski naukowiec, w jednej ze swoich publikacji oświadczył, że podniesienie naprężeń krytycznych jest ogromna zaletą blachy falistej w stosunku do blachy płaskiej. To zagadnienie pozwala na wykorzystanie materiału aż do naprężeń krytycznych.
Trud włożony w pracy nad rozwojem nowych gatunków stali, które miały za zadanie poprawienie jakości i trwałości konstrukcji, obniżenie kosztów konstrukcji, kosztów jej montażu i utrzymania obiektu, poprawienie estetyki obiektów, maksymalne uproszczenia projektowania, ułatwienia powtórnej przeróbki materiału, doprowadziły do nowych możliwości projektowych w budownictwie. Dzięki postępowi materiałowemu możliwe jest wykonywanie przekrojów krępych, z grubymi pasami, należącymi do przekrojów niższych klas. Norma , poświęcona mostom stalowym, dopuszcza również połączenia spawane blach o grubości nawet 250 mm.

Badania wykazały, że dźwigary ze środnikami falistymi mogą przenosić znaczne obciążenia bez konieczności usztywniania środników> Brak żeber w belkach ze środnikami z blach falistych nie spowodował wystąpienia lokalnej niestateczności w środniku. Skutkowało to jedynie wzrostem wartości odkształceń monitorowanych przez tensometry.

Belki ze środnikami falistymi, wykonanymi z cienkich blach ( 7 mm) bez usztywnień pionowymi żebrami charakteryzują się niemal identyczną nośnością jak belki o środnikach płaskich wykonanych z grubszych blach ( 10 mm ) i usztywnionych pionowymi żebrami. Oznacza to, że mogą być stosowane jako dźwigary główne ustrojów nośnych konstrukcji mostowych.

Spis treści

1 Wstęp 10
1.1 Wprowadzenie 10
1.2 Przedmiot, cel i zakres pracy 15
1.3 Tezy pracy 15

2 Aktualny stan wiedzy 16
2.1 Wprowadzenie 16
2.2 Technologia produkcji blachownic z falistymi §rodnikami  24
2.3 Nośność belek dwuteowych o środnikach fałdowych 28
2.3.1 Nośność przy zginaniu 28
2.3.2 Nośność przy ścinaniu 48

3 Badania doświadczalne blachownic o falistych środnikach 60
3.1 Cel badań 60
3.2 Etapy badań 60
3.3 Mierzone wielkości i spos6b ich pomiaru, realizacja obciążenia 61
3.4 Opis badanych dźwigarów 71
3.4.1 Geometria i właściwości materiałowe dźwigarów badanych w etapie pierwszym 71
3.4.2 Geometria i właściwości materiałowe dźwigarów badanych w etapie drugim 73
3.4.3 Geometria i właściwości materiałowe dźwigarów badanych w etapie trzecim 77
3.4.4 Rozmieszczenie punktów pomiarowych w etapie pierwszym 79
3.4.5 Rozmieszczenie punktów pomiarowych w etapie drugim 82
3.4.6 Rozmieszczenie punktów pomiarowych w etapie trzecim 86
3.5 Wyniki badań  88
3.5.1 Etap pierwszy 88
3.5.2 Etap drugi  103
3.5.3 Etap trzeci 116

4. Symulacje komputerowe zachowania sic blachownicy ze środnikiem falistym i blachownicy ze środnikiem płaskim  124
4.1 Analizowane typy konstrukcji 124
4.2 Opis modeli 124
4.3 Wyniki numeryczne na podstawie symulacji komputerowej 130
4.4 Wnioski na podstawie obliczeń numerycznych 137

5. Podsumowanie badań i wnioski ogólne 138

Bibliografia 140