Shear forces in the connection of structural elements under bending

A beam consisting of elements connected flexibly along their axis is discussed in the paper. An example of a structural system, constructed with the use of different materials is a composite girder consisting of a steel beam connected with a concrete slab. Full interaction of elements connected discontinuously (discretly) along the axis of the beam is a particular (theoretical) case. Taking into account functions of shear forces and stiffness k, a connection, can be classified as rigid when k > 1400 MN/m2. In this case, the results obtained from the classic beam (homogeneous) model are sufficient for design purposes. In the cases presented in the paper, the results obtained using classic model may considerably deviate from the results obtained using layered model, considered to be the accurate one. The examples of analyses given in the paper show the possibility for the use of Fourier series in calculating shear forces in the case of discrete connections. Using this solution, a compatibility of shear forces with values calculated on the basis of design solution was proved to be valid only in the case of full interaction (no shear slip). As the connection flexibility increases, the discrepancy between the functions of shear forces along the length of a girder rises. Regular arrangements of shear connectors were considered in the paper. The function of connection stiffness k(x) can have a significant influence on the distribution of shear force t(x)

Budowa obiektu gruntowo-powłokowego z zastosowaniem blachy UltraCor

W pracy omawiany jest obiekt gruntowo-powłokowy o największej na świecie rozpiętości powłoki - obecnie w końcowej fazie budowy, w Ostródzie. Obiekt zaprojektowano z wykorzystaniem norm amerykańskich i kanadyjskich. Powłokę utworzono z blachy falistej UltraCor bez stosowania nakładek lub żeber usztywniających. Powłoka wyróżnia się mniejszą sztywnością od dotychczas stosowanych blach SuperCor ale z nakładkami i wypełnieniem betonem. Jednak stal z której wykonano blachy jest o wyższej wytrzymałości niż w tych o niższym profilu. Z uwagi na rekordową geometrię powłoki na obiekcie realizuje się kontrolę jej deformacji podczas budowy. Jednym z wykonywanych pomiarów są przemieszczenia służące do określania zmiany promienia krzywizny w kluczu powłoki. Na obiekcie realizuje się również pomiary tensometryczne dające bezpośredni pogląd na zmiany naprężeń w blasze falistej. W pracy zwrócono uwagę na duże zmiany krzywizny podczas budowy i możliwość ich określania na podstawie pomiarów geodezyjnych – powszechnie stosowanych na budowie.This paper describes soil-steel bridge with the largest span in the world. Structure is located in Ostróda (Poland) and it is currently in a final stage of realization. Structure was designed based on North American and Canadian standards. Steel shell is made from the corrugated structural plates with deepest on the market corrugation 500×237×9,65 mm (UltraCor) without any of reinforcing ribs. Single barrel of UltraCor has less stiffness then previously used SuperCor’s (381×140×7 mm) reinforced by EC Ribs (mirrored plate and encased concrete). Steel used for UltraCor has higher grade than steel used for smaller corrugation. Because of the large span ever used the control of the deformations during construction is carried out. One of the measurements are displacements used to determine the change of the radius of curvature of the shell crown point. Structures is also monitored with strain gauges giving direct view of the changes of stresses in a corrugated steel shell. The summary highlights large changes of radiuses of shell curvature and ability of determine them based on geodetic measurements – commonly used on the sites

Ocena stanu obiektu gruntowo-powłokowego na podstawie deformacji powłoki

Buried soil-steel structures are prone to deformations under its own weight, soil pressure and live loads, which results in a visible deviation from the design shape. Changes in the geometry of the circumferential shell strip are determined on the basis of the coordinates obtained using surveying techniques in this study. Any (asymmetrical) arrangement of measurement points is taken into account. The paper evaluates the effectiveness of three deformation indicators calculated during the construction and in-service stage. The change in the curvature of the shell crown constitutes the basic measure of deformation. The study indicates the feasibility of determining strain in corrugated sheets, i.e. the values identical to those obtained with use of strain gauges.W obiekcie gruntowo-powłokowym, w wyniku ciężaru własnego blachy falistej, parcia gruntu i obciążeń ruchomych powłoka podlega deformacji z widocznym odstępstwem od projektowego kształtu. Zmiany geometrii pasma obwodowego powłoki określa się w pracy na podstawie współrzędnych punktów uzyskanych w pomiarach geodezyjnych. Uwzględnia się przy tym dowolne (niesymetryczne) położenie punktów pomiarowych. W pracy analizuje się skuteczność trzech wskaźników deformacji powłoki obliczanych w okresie budowy lub eksploatacji obiektu. Jako podstawową miarę deformacji przyjmuje się zmianę krzywizny w kluczu powłoki a dodatkową zwężenie powłoki w pachwinach. W pracy wskazano na możliwość określania odkształceń jednostkowych w blasze falistej a więc takich jakie uzyskuje się z zastosowania tensometrii

Evaluation of the condition of a soil-steel structure based on it’s deformation

Buried soil-steel structures are prone to deformations under its own weight, soil pressure and live loads, which results in a visible deviation from the design shape. Changes in the geometry of the circumferential shell strip are determined on the basis of the coordinates obtained using surveying techniques in this study. Any (asymmetrical) arrangement of measurement points is taken into account. The paper evaluates the effectiveness of three deformation indicators calculated during the construction and in-service stage. The change in the curvature of the shell crown constitutes the basic measure of deformation. The study indicates the feasibility of determining strain in corrugated sheets, i.e. the values identical to those obtained with use of strain gauges.W obiekcie gruntowo-powłokowym, w wyniku ciężaru własnego blachy falistej, parcia gruntu i obciążeń ruchomych powłoka podlega deformacji z widocznym odstępstwem od projektowego kształtu. Zmiany geometrii pasma obwodowego powłoki określa się w pracy na podstawie współrzędnych punktów uzyskanych w pomiarach geodezyjnych. Uwzględnia się przy tym dowolne (niesymetryczne) położenie punktów pomiarowych. W pracy analizuje się skuteczność trzech wskaźników deformacji powłoki obliczanych w okresie budowy lub eksploatacji obiektu. Jako podstawową miarę deformacji przyjmuje się zmianę krzywizny w kluczu powłoki a dodatkową zwężenie powłoki w pachwinach. W pracy wskazano na możliwość określania odkształceń jednostkowych w blasze falistej a więc takich jakie uzyskuje się z zastosowania tensometrii

Construction of the soil-steel structure with use of UltraCor corrugation

W pracy omawiany jest obiekt gruntowo-powłokowy o największej na świecie rozpiętości powłoki - obecnie w końcowej fazie budowy, w Ostródzie. Obiekt zaprojektowano z wykorzystaniem norm amerykańskich i kanadyjskich. Powłokę utworzono z blachy falistej UltraCor bez stosowania nakładek lub żeber usztywniających. Powłoka wyróżnia się mniejszą sztywnością od dotychczas stosowanych blach SuperCor ale z nakładkami i wypełnieniem betonem. Jednak stal z której wykonano blachy jest o wyższej wytrzymałości niż w tych o niższym profilu. Z uwagi na rekordową geometrię powłoki na obiekcie realizuje się kontrolę jej deformacji podczas budowy. Jednym z wykonywanych pomiarów są przemieszczenia służące do określania zmiany promienia krzywizny w kluczu powłoki. Na obiekcie realizuje się również pomiary tensometryczne dające bezpośredni pogląd na zmiany naprężeń w blasze falistej. W pracy zwrócono uwagę na duże zmiany krzywizny podczas budowy i możliwość ich określania na podstawie pomiarów geodezyjnych – powszechnie stosowanych na budowie.This paper describes soil-steel bridge with the largest span in the world. Structure is located in Ostróda (Poland) and it is currently in a final stage of realization. Structure was designed based on North American and Canadian standards. Steel shell is made from the corrugated structural plates with deepest on the market corrugation 500×237×9,65 mm (UltraCor) without any of reinforcing ribs. Single barrel of UltraCor has less stiffness then previously used SuperCor’s (381×140×7 mm) reinforced by EC Ribs (mirrored plate and encased concrete). Steel used for UltraCor has higher grade than steel used for smaller corrugation. Because of the large span ever used the control of the deformations during construction is carried out. One of the measurements are displacements used to determine the change of the radius of curvature of the shell crown point. Structures is also monitored with strain gauges giving direct view of the changes of stresses in a corrugated steel shell. The summary highlights large changes of radiuses of shell curvature and ability of determine them based on geodetic measurements – commonly used on the sites

Reconstruction of the bridge due to incidental oversized heavy loads

W pracy rozpatruje się przypadek transportu drogowego o bardzo dużej masie i sytuacji o charakterze incydentalnym. Występuje ona sporadycznie w infrastrukturze komunikacyjnej miasta Płocka. Jest on trudny do realizacji z uwagi na ograniczone nośności użytkowe eksploatowanych obiektów mostowych. W wynikach analiz technicznych podanych w pracy i literaturze przedmiotu widoczne jest, że użytkowane obecnie mosty jak również konstrukcje współcześnie projektowane nie są i nie będą przystosowane do takich transportów. Do realizacji wyjątkowo ciężkich przewozów niezbędne są wzmocnienia (przebudowy) konstrukcji. W przykładzie podanym w pracy występuje specyficzny rodzaj konstrukcji o zmiennym schemacie statycznym podczas przejazdu. W sytuacji zwykłej eksploatacji konstrukcja przęsła pracuje w układzie projektowym, jako przęsło swobodnie podparte. Podczas przejazdu wyjątkowo ciężkiego pojazdu do przenoszenia obciążeń włączają się podpory pośrednie przebudowanego mostu. W podsumowaniu zwrócono uwagę na nieadekwatność administracyjnego określania nośności użytkowej mostów jako masy pojazdu dopuszczanego do przejazdu przez obiekt. Jest ona dalece nieprecyzyjna.Extremely heavy oversized transport is considered in the paper. Such oversized loads appears incidentally along the road network. Approval for such transports is difficult to gain due to the restrictions of load capacity of bridges. The results of the analyses involved in the paper as well as results accessible in the references show that old bridges and new ones as well are not ready to bear such oversized loads. The reinforcements or reconstructions of structural elements are indispensable as presented in the paper. The case studied in the paper is a specific one because static system of the bridge is changeable. During ordinary service the span is supported by both abutments only, but when extraordinary transport goes through the bridge it is supported also by two additional intermediate piers. The final remark refers to the administrative misunderstanding of the load capacity of the bridge which is based on the total weight of a vehicle allowed to pass the bridge. Such definition of the load capacity is far imprecise

Numerical modelling of engineering soil shell structure

The purpose of this article is to provide examples of models used in ground and shell design in engineering facilities made using corrugated sheets, such as roads and rail. Despite the small size of culverts designed for transport use, sophisticated computational models are applied to faithfully reproduce them. To calculate internal forces and dis-placements resulting from the utility load, spatial 3D models with a very large number of elements are used. The paper discusses simplified 2D models allowing to accurately represent an object and its operation. The focus is on discussing three ways of discretization of a shell in the form of: corrugated metal, rod mesh and orthotropic shell

Ultracor - 1-st realization in Europe, design, erection, testing

This paper presents design, realization and testing process of 1-st UltraCor structure in Europe. The scope of the design and intalation is 25.50 m Span, 9.00 m Rise structural plate structure of 500x237mm corrugation with only 9.5 mm plate thickness. Structure will cary the heavy traffic of S7 express road. It was designed for the highest class of loads acc. to Polish Standard. Under the structure there is a local raod and animal crossing

Ultracor - 1-st realization in Europe, design, erection, testing

This paper presents design, realization and testing process of 1-st UltraCor structure in Europe. The scope of the design and intalation is 25.50 m Span, 9.00 m Rise structural plate structure of 500x237mm corrugation with only 9.5 mm plate thickness. Structure will cary the heavy traffic of S7 express road. It was designed for the highest class of loads acc. to Polish Standard. Under the structure there is a local raod and animal crossing