Stability and load bearing capacity of a bars with built up cross section and elastic supports

The present paper is devoted to the numerical analysis and experimental tests of compressed bars with built–up cross section which are commonly used as a top chord of the roof trusses. The significant impact on carrying capacity for that kind of elements in case of out-of-plane buckling is appropriate choice of battens which are used to provide interaction between separate members. Linear buckling analysis results and nonlinear static analysis results, with material and geometrical nonlinearity, are presented for the bar with built-up cross section which was used as the top chord of the truss made in reality. Diagonals and verticals which are supports for the top chord between marginal joints were replaced by the elastic supports. The threshold stiffness (minimum stiffness) for the intermediate elastic supports which ensures maximum buckling load was appointed for the beam and shell model of the structure. The magnitude of limit load depended on length of the battens was calculated for models with initial geometric imperfections. The experimental tests results for the axially compressed bars with built-up cross section and elastic support are presented.

Niniejsza praca poświecona jest analizom numerycznym i badaniom doświadczalnym ściskanych prętów złożonych, które są często stosowane, jako pasy górne kratownic dachowych. Istotny wpływ na nośność tego typu elementów, przy założeniu wyboczenia z płaszczyzny układu, ma odpowiedni dobór przewiązek zapewniający współpracę poszczególnych gałęzi. W pracy przedstawiono rezultaty liniowych analiz stateczności oraz fizycznie i geometrycznie nieliniowych analiz statycznych dla pręta złożonego, z którego zbudowany jest pas górny kratownicy wykonanej w rzeczywistości. Słupki i krzyżulce podpierające pas między węzłami skrajnymi zastąpiono podporami sprężystymi. Wyznaczono graniczną (minimalna) sztywność sprężystych podpór pośrednich zapewniającą maksymalną wartość obciążenia krytycznego dla modelu prętowego i powłokowego konstrukcji. Podano wartości obciążenia granicznego zależnego od długości zastosowanych przewiązek dla modeli konstrukcji ze wstępnymi imperfekcjami geometrycznymi. Zaprezentowane zostały rezultaty badań doświadczalnych osiowo ściskanych prętów złożonych z podporą sprężystą.