Academic Journal
Numerical investing of truss flange joints with trimmed flanges
| Title: | Numerical investing of truss flange joints with trimmed flanges |
|---|---|
| Source: | Building constructions. Theory and Practice; No. 16 (2025): Building constructions. Theory and Practice; 56-65 Будівельні конструкції. Теорія і практика; № 16 (2025): Будівельні конструкції. Теорія і практика; 56-65 |
| Publisher Information: | Kyiv National University of Construction and Architecture, 2025. |
| Publication Year: | 2025 |
| Subject Terms: | еквіваленті напруження, компонентний метод скінченних елементів, joint stiffness, local stress, equivalent stress, numerical modeling, чисельне моделювання, локальне напруження, component-based finite element method, жорсткість вузла, фланець, сталева ферма, steel truss, flange |
| Description: | In modern construction, steel trusses remain one of the most common types of load-bearing structures used in the construction of industrial, civil, and public buildings. Their use is driven by high load-carrying capacity, relatively easy installation, and economic feasibility in long-span structures.One of the most critical elements of such structures is the flange joint, through which the main internal forces are transferred from one part of the truss to another. The reliability and durability of the entire system largely depend on the accuracy of its calculation and design.Special attention must be paid to situations where the joint is subjected not only to axial loads but also to bending moments and torsion, which create a complex stress–strain state. In such cases, traditional calculation methods, based on simplified models and assumptions of uniform stress distribution, do not always allow for the identification of local concentrations that may lead to premature structural failure. In this context, improving numerical analysis methods that consider the real spatial geometry of the elements, the specifics of the connections, and the nature of the loading becomes especially relevant.The proposed approach is based on constructing an analytical model of the joint, enabling the calculation of internal forces in critical zones without the need to model the entire truss. This not only reduces the time required for calculations but also improves their accuracy. Such an approach contributes to the early detection of potentially hazardous zones where stress levels may exceed permissible limits, thereby reducing the risk of loss of serviceability. У сучасному будівництві сталеві ферми залишаються одним із найпоширеніших типів несучих конструкцій, що застосовуються при зведенні будівель промислових, цивільних та громадських будівель. Їх використання обумовлене високою несучою здатністю, відносною легкістю монтажу та економічною доцільністю використання у великопрогонових спорудах. Одним із найвідповідальніших елементів таких конструкцій є фланцеві вузли, через які передаються основні зусилля від однієї час-тини ферми до іншої. Надійність і довговічність усієї системи в значній мірі залежить саме від якості виконання розрахунку. Особливої уваги потребують ситуації, коли на вузол діють не тільки осьові навантаження, а й згинальні моменти та кручення, що спричиняють складний напружено-деформований стан. У таких випадках традиційні методи розрахунку, які ґрунтуються на спрощених моделях та припущеннях про рівномірний розподіл напружень, не завжди дозволяють виявити локальні концентрації, які можуть призводити до передчасного руйнування конструкції. З огляду на це, особливо актуальним є удосконалення методик чисельного аналізу з урахуванням реальної просторової геометрії елементів, особливостей з’єднання та характеру навантаження. Запропонований підхід базується на побудові аналітичної моделі вузла з можливістю розрахунку внутрішніх зусиль у критичних зонах без потреби повного моделювання всієї ферми. Це дозволяє не лише скоротити час, необхідний для виконання розрахунків, а й підвищити їх точність. Такий підхід сприяє ранньому виявленню потенційно небезпечних зон, де можливе перевищення граничного рівня напружень, що, своєю чергою, знижує ризики втрати експлуатаційної придатності. |
| Document Type: | Article |
| File Description: | application/pdf |
| Language: | English |
| ISSN: | 2522-4182 |
| Access URL: | http://bctp.knuba.edu.ua/article/view/333674 |
| Rights: | URL: http://bctp.knuba.edu.ua/management/settings/distribution |
| Accession Number: | edsair.scientific.p..c70c73553e8b42a1faf74e32c782f7c7 |
| Database: | OpenAIRE |
| ISSN: | 25224182 |
|---|