AUTOREFERAT - PB Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska

AUTOREFERAT
Informujący o osiągnięciach w działalności naukowo-badawczej, dydaktycznej,
inżynierskiej oraz organizacyjnej
dr inż. Mirosław Broniewicz
Katedra Konstrukcji Budowlanych
Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska
Politechnika Białostocka
Białystok 2015
1
I. Życiorys naukowy
Mirosław Broniewicz
Wykształcenie:
- wykształcenie na poziomie średnim – technik budownictwa,
- wykształcenie na poziomie wyższym – magister inżynier budownictwa.
Stopień naukowy doktora nauk technicznych:
Politechnika Białostocka, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska.
Specjalność: konstrukcje budowlane – 1996 r.
Praca doktorska: Podatność węzłów typu T ram ze stalowych rur prostokątnych.
Promotor:
prof. dr hab. inż. Czesław Bramski,
Recenzenci: prof. zw. dr inż. Jan Bródka,
prof. zw. dr hab. inż. Jerzy Ziółko.
Zatrudnienie:
1987 - 88
- inżynier budowy w Podlaskim Przedsiębiorstwie Budowlanym,
1988 - 1996
- asystent w Katedrze Konstrukcji Stalowych, Wydział Budownictwa
i Inżynierii Środowiska, Politechnika Białostocka,
1996 -
- adiunkt w Katedrze Konstrukcji Stalowych, Wydział Budownictwa
i Inżynierii Środowiska, Politechnika Białostocka,
2004 - 2005
- projektant
w
Kolejowych
Zakładach
Konstrukcji
Stalowych,
Starosielce, Białystok,
2006 -
- adiunkt na Wydziale Nauk Technicznych, Wyższa Szkoła Finansów
i Zarządzania w Białymstoku.
Uprawnienia zawodowe:
Uprawniony projektant w dziedzinie konstrukcyjno-budowlanej - od 2004 r.
Członek Podlaskiej Okręgowej Izby Inżynierów Budownictwa – od 2006 r.
Zainteresowania:
Działalność sportowa
od 1996 -
Prezes Klubu Uczelnianego AZS Politechniki Białostockiej,
od 2011 -
Prezes Organizacji Środowiskowej AZS woj. podlaskiego.
2
II. Podsumowanie osiągnięć naukowych i zawodowych
(szczegółowy spis publikacji zamieszczono w „Wykazie prac naukowych i dydaktycznych”)
Nagrody naukowe:
Nagroda Ministra Infrastruktury za najlepszą publikację z dziedziny Budownictwo w
1.
roku 2002.
Nagroda Ministra Infrastruktury za najlepszą publikację z dziedziny Budownictwo w
2.
roku 2003.
Nagroda Ministra Infrastruktury za najlepszą publikację z dziedziny Budownictwo w
3.
roku 2007.
Nagrody dydaktyczne:
1.
Nagroda zespołowa I stopnia Rektora Politechniki Warszawskiej za osiągnięcia
dydaktyczne w roku 2006.
2.
Nagroda Rektora Wyższej Szkoły Finansów i Zarządzania w Białymstoku za
osiągnięcia w pracy dydaktycznej w roku 2009.
Monografie:
1. „Konstrukcje stalowe z rur” (współautor Jan Bródka), Arkady, 2001, Warszawa, 383 s.
(publikacja nagrodzona nagrodą za najlepszą publikację z dziedziny Budownictwo przez
Ministra Infrastruktury w roku 2002).
2. „Projektowanie konstrukcji stalowych zgodnie z Eurokodem 3-1-1 wraz z przykładami
obliczeń” (współautor Jan Bródka), Wydawnictwo Politechniki Białostockiej, Białystok,
2002, 722 s. (publikacja nagrodzona nagrodą za najlepszą publikację z dziedziny
Budownictwo przez Ministra Infrastruktury w roku 2003).
3. „Kształtowniki o przekrojach zamkniętych: poradnik dla projektantów i konstruktorów,
Cz. 1 i 2” (współautor Jan Bródka), Wyd. KönigStahl, Warszawa, 2004-5, (139 s., 111 s.).
4. „Kształtowniki gięte. Poradnik projektanta: (współautor: Jan Bródka, Marian Giżejowski),
Polskie Wydawnictwo Techniczne, Rzeszów, 2006, 414 s. (publikacja nagrodzona nagrodą
za najlepszą publikację z dziedziny Budownictwo przez Ministra Infrastruktury, 2007).
5. „Projektowanie konstrukcji stalowych według Eurokodów. Materiały szkoleniowe”
(współautor Jan Bródka). Polskie Wydawnictwo Techniczne, Rzeszów, 2010, 537 s.
6. „Projektowanie konstrukcji stalowych według Eurokodów. Podręcznik inżyniera”
(współautor Jan Bródka), Polskie Wydawnictwo Techniczne, Rzeszów, 2012, 703 s.
3
7. „Tablice nośności kształtowników zamkniętych według Eurokodów. Poradnik projektanta”
Wydawnictwo Ekonomia i Środowisko, 2014, 653 s.
8. „Weld design for hollow section trusses” LAMBERT Academic Publishing, 2014, s. 78.
9. “Tablice nośności profili dwuteowych według Eurokodów. Poradnik projektanta”
Wydawnictwo Ekonomia i Środowisko, 2014, 338 s.
Rozdziały w monografiach:
1. „Stal, jej właściwości i wyroby” (współ. Jan Bródka). Warsztat pracy projektanta Konstrukcji. Nowoczesne rozwiązania konstrukcyjno-materiałowo-technologiczne. Konstrukcje
metalowe, tom I, Szczyrk 2012, s. 128-220.
2. „Projektowanie i obliczanie konstrukcji z kształtowników zamkniętych” (współ. Jan
Bródka). Warsztat pracy projektanta konstrukcji. Nowoczesne rozwiązania konstrukcyjnomateriałowo-technologiczne. Konstrukcje metalowe, tom II, Szczyrk 2012, s. 395-474.
3. „Projektowanie oparte na zrównoważonym rozwoju”. Problemy Naukowo-Badawcze
Budownictwa. Krynica 2008, s. 185-206.
4. „Metody konstruowania i łączenia elementów stalowych. Rozwój historyczny i analiza
krytyczna” (współ. Jan Bródka). Warsztat pracy projektanta konstrukcji: Naprawy i
wzmocnienia konstrukcji budowlanych. Szczyrk 2008, s. 33-104.
5. „Aspekty środowiskowe budownictwa stalowego”. Problemy Naukowo-Badawcze
Budownictwa, LIII Konferencja Naukowa KILiW PAN i Komitetu Nauki PZITB, Krynica
2007, s. 247-254.
6. „Współczesne projektowanie konstrukcji stalowych z rur” (współ. Jan Bródka). Nowe
rozwiązania konstrukcyjno-materiałowo-technologiczne: Budownictwo metalowe, drewniane,
lekka obudowa i posadzki przemysłowe. T.1 Gliwice 2004, s. 113-159.
Publikacje w czasopismach o zasięgu międzynarodowym:
1. “Calculation of welding trusses overlap joints made of rectangular hollow sections” (współ.
Jan Bródka). Archives of Civil Engineering, nr 4 2013 s. 441-468.
2. “Environmental expenditures of households”. Sustainability of Constructions. University of
Innsbruck. Austria 2011, s. 224-233.
3. “Sustainability Survey of Some Existing Steel Office Buildings (współ. Yesim Kamile
Aktuglu). Sustainability of constructions. Integrated approach to life-time structural
engineering. Editura Orizonturi Universitare, Timisoara 2009, s. 317-322 .
4
4. “Survey of sustainable approaches in Poland”. Sustainability of Constructions. Integrated
Approach to Lifetime Engineering, Lisbona 2008, s. 256-266.
5. “Prediction of the non-linear behaviour of beam-to-column connections with rectangular
hollow section” (współ. Jerzy Szlendak)]. Tubular structures VII, Proceedings of the Seventh
International Symposium, Rotterdam A. A. Balkema, 1996, s. 223-228.
6. “Modeling of beam-to-column RHS frame connections”. Modern building materials
structures and techniques. Vol. 2, Vilnius Gediminas Technical University, 1997, s. 39-44
Ocena dokonań według Google Scholar:
Liczba cytowań – 33, H - indeks – 4, i10 indeks – 1.
Skrypty uczelniane:
1. „Wstęp do projektowania konstrukcji metalowych wg PN-90/B-03200”. Wydawnictwo
Politechniki Białostockiej, Białystok, 1993, 276 s.
2. „Obliczanie konstrukcji stalowych wg normy PN-90/B-03200” (współautor: Cz. Bramski,
W. Cwalina) Wydawnictwo Politechniki Białostockiej, Białystok, 1993, 223 s.
3. „Wstęp do projektowania konstrukcji metalowych wg normy PN-90/B-03200. Wyd. 2
popr. i uzup”. Wydawnictwo Politechniki Białostockiej, Białystok, 1995, 113 s.
Redaktorstwo monografii: Współredaktor 6 monografii naukowych.
Artykuły i referaty:
Autor lub współautor 25 artykułów w czasopismach naukowych (13 z listy B MNiSW) oraz 6
referatów na konferencje naukowe.
Raporty naukowe:
1. “Data Bank of Connections, Chapter I Beam to column welded T connections. Part 1.
Column – RHS, Beam – RHS” (współautor Jerzy Szlendak), Wydawnictwo Politechniki
Białostockiej, Białystok, 2000, s. 460.
2. „Zdolność do obrotu węzłów z rur prostokątnych. Opracowanie wyników badań
doświadczalnych spawanych węzłów typu T z rur prostokątnych”. Wydawnictwo
Politechniki Białostockiej, Białystok, 1998, s. 290.
Europejskie Programy Badawcze:
5
Europejski Projekt Badawczy COST C25, Sustainability in Construction, 2006-2010.
Staże i misje naukowe:
Norwegian Research Council, Oslo, Norway, 13-14.04.2007,
University of Minho, Lisbon, Portugal, 13-15.10.2007,
University of Belgrade, Serbia, 4-5.04.2008,
MCE Conference Center, Brussels, Belgium, 20-21.05.2008,
Aristotle University of Thessaloniki– Thessaloniki Greece, 17-24 May 2009,
Yamazaki Mazak Minokamo Corporation, Japan, 27.02-6-03. 2009,
University of Naples, Italy, 11-12.09.2009,
Dokuz Eylul Universitesi Rektorlugu, Turkey, 24-26.05.2010.
Projekty badawcze własne finansowane prze Komitet Badań Naukowych:
1996 – Prognozowanie krzywych M- węzłów typu T z rur prostokątnych,
1999 – Podatność węzłów wykonanych z rur prostokątnych,
2001 – Określenie zdolności do obrotu węzłów z rur,
2005 – Bezpieczeństwo wielokondygnacyjnych ram stalowych z połączeniami podatnymi,
2006 – Nieliniowa analiza ram z połączeniami podatnymi,
2009 – Zrównoważone konstrukcje stalowe.
Uczestnictwo w stowarzyszeniach naukowych:
Członek Sekcji Konstrukcji Stalowych Komitetu Inżynierii Lądowej i Wodnej, Wydziału
Nauk Technicznych, Polskiej Akademii Nauk w latach 2008-2014.
Członek The Steel Construction Institute w Wielkiej Brytanii w latach 2006 – 2014.
Prace naukowo-wdrożeniowe:
Autor 17 prac naukowo-wdrożeniowych wykonanych na zlecenie firm przemysłowych.
Opinie i ekspertyzy: Wykonawca 3 opinii sądowych oraz 36 ekspertyz technicznych.
6
II. Charakterystyka osiągnięć badawczych
2.1. Główny obszar działalności naukowej
Głównym obszarem mojej działalności są badania dotyczące konstrukcji stalowych o
węzłach podatnych wykonywanych z kształtowników o przekrojach zamkniętych. Jako
osiągnięcie naukowe wynikające z art. 16 ustawy z dnia 14 marca 2003 r. o stopniach
naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki (Dz. U. nr 65
poz. 595 ze zm.), w brzmieniu zmienionym zgodnie z art. 2 pkt. 12 z dnia 18 marca 2011
r. przedstawiam dzieło opisane tematem:
„Nośność połączeń spawanych węzłów konstrukcji stalowych z rur”
w postaci monotematycznego cyklu publikacji:
Lp.
Poz. 1
Poz. 2
Poz. 3
Poz. 4
Poz. 5
Poz. 6
Poz. 7
Poz. 8
Tytuł
Obliczanie połączeń spawanych
węzłów kratownic z rur
prostokątnych
Ocena nośności połączeń ze
spoinami układanymi przy
zaokrąglonych narożach
kształtowników giętych z blach
cienkich
Ocena nośności połączeń
spawanych z rur według EN
1993-1-8:2005
Obliczanie połączeń spawanych
węzłów typu N o nakrywających
się prętach skratowania,
wykonanych z zamkniętych
kształtowników prostokątnych
Calculation of welding trusses
overlap joints made of
rectangular hollow sections
Spawane połączenia węzłów
podatnych w kratownicach o
prętach skratowania z
kształtowników zamkniętych i
pasach z dwuteownika
Weld design for hollow section
trusses
Design of hollow section
overlap joints with the
reinforcing rib plate. Welded
connection resistance
Współautor
Rodzaj
Wydawnictwo
Jan Bródka
artykuł
Konstrukcje Stalowe, nr 4,
2002, s. 29-34.
Jan Bródka
artykuł
Konstrukcje Stalowe, nr 3,
2004, s. 30-34.
Jan Bródka
artykuł
Konstrukcje Stalowe, nr 1,
2007, s. 32-38.
-
artykuł
Przegląd Spawalnictwa, nr
7, 2013, s. 34-38.
Jan Bródka
rozdział
Archives of Civil
Engineering, nr 4, 2013 s.
441-468.
-
artykuł
Inżynieria i Budownictwo,
nr 12/2014, s. 677-681.
-
monografia
Jan Bródka
7
artykuł
LAMBERT Academic
Publishing 2014, s. 79.
II Międzynarodowa PolskoUkraińska Konferencja
Naukowo Techniczna,
Gdańsk, 2014, s. 77-80.
2.2. Tematyka zrealizowanych prac badawczych
Konstrukcje stalowe z rur wykazują wiele zalet, które przyczyniły się do rozwinięcia
produkcji i zastosowań tych elementów w budownictwie. Mimo powszechnej dostępności rur
o przekrojach zarówno kołowych jak i prostokątnych stosowanie ich na elementy
konstrukcyjne napotykało na znaczne trudności głównie ze względu na brak opracowań
teoretycznych i eksperymentalnych dotyczących nośności i sztywności samych węzłów oraz
połączeń spawanych między elementami rurowymi w węzłach. Zasady konstruowania i
obliczania węzłów z rur zostały w ostatnich kilkunastu latach przedstawione w wielu
publikacjach typu normalizacyjnego oraz monograficznego. Natomiast wyznaczanie nośności
spoin w węzłach podatnych z rur nie doczekało się jak dotąd całościowego opracowania. W
autoreferacie przedstawiono dokonania habilitanta w dziedzinie projektowania spoin w
konstrukcjach stalowych z rur, które rozwijają i uzupełniają tą dziedzinę wiedzy w zakresie
projektowania konstrukcji stalowych.
1. Ocena nośności połączeń spawanych w węzłach typu K oraz N kratownic z rur
prostokątnych ukształtowanych z odstępem między prętami skratowania (Poz. 1)
Nieliniowy charakter zachowania się spoin spowodowany głównie małą grubością
ścianki czołowej pasa przenoszącej obciążenie od prętów skratowania oraz różnym kształtem
przekroju poprzecznego połączeń spawanych utrudniały prostą ocenę ich nośności oraz
sztywności. Zgodnie z zaleceniami przedstawionymi w normie EN 1991-1-8 spoiny łączące
pręty skratowania z pasem należy projektować tak, aby miały wystarczającą nośność i
zdolność do odkształceń. Nośność spoiny na jednostkę długości powinna wynosić nie mniej
niż nośność obliczeniowa przekroju poprzecznego pręta na jednostkę długości obwodu. Aby
spełnić to wymaganie w przypadku połączenia na spoiny pachwinowe lub kombinowane
należy projektować ich grubości o wartości znacznie przekraczającej grubość cieńszego z
łączonych elementów. Prawidłowe projektowanie spoin w węzłach kratownic z rur, które są z
reguły węzłami podatnymi, wymaga określenia efektywności spoin w przenoszeniu sił
rozpatrując postacie plastycznego zniszczenia ścianek oraz ich wyboczenie miejscowe.
Podstawy zasad kształtowania i obliczania połączeń spawanych węzłów z rur
prostokątnych z odstępem między prętami skratowania przedstawiono w Poz. 1. Przy
opracowaniu metody obliczeniowej oparto się na wynikach badan doświadczalnych
przeprowadzonych na Uniwersytecie w Toronto, w których stwierdzono, że w węzłach typu
K oraz N w pełni współpracujące są odcinki spoin podłużnych oraz te spoiny poprzeczne,
które znajdują się pomiędzy prętami skratowania. Natomiast odcinki spoin porzecznych na
8
zewnątrz prętów skratowania nie biorą pełnego udziału przy przenoszeniu obciążeń. Na
przykładzie połączenia krzyżulca z pasem w węźle typu K z odstępem między prętami
skratowania zaproponowano metodę oceny skuteczności spoin w przenoszeniu obciążeń dla
tego typu węzła oraz przedstawiono procedurę wyznaczania składowych naprężeń w spoinach
pachwinowych poprzecznych i podłużnych przy kątach nachylenia prętów skratowania w
stosunku do pasa  > 50o oraz   50o. Wywód teoretyczny zobrazowano przykładem
obliczeniowym. Przedstawiony tam sposób obliczeń może być łatwo dostosowany do oceny
spoin pachwinowych w węzłach typu T lub Y.
2. Obliczanie nośności spoin układanych w zaokrąglonych narożach rur prostokątnych
(Poz. 2)
W pierwszym kwartale 2003 roku PKN przystąpił do rozpowszechniania normy PN-B03207, dotyczącej projektowania i wykonania stalowych konstrukcji budowlanych z
kształtowników profilowanych na zimno. Ta norma nie zawierała zaleceń do projektowania,
obliczania i wykonania połączeń spawanych w wypadkach, gdy spoiny zbliżone swoim
wyglądem do spoin pachwinowych są układane w miejscach zaokrąglonych naroży
wzajemnie przylegających do siebie rur prostokątnych. W takich przypadkach stosowano
przybliżoną oceną nośności poprzez analogię do spoin pachwinowych pomimo faktu, że
biorąc pod uwagę warunki wykonania takich spoin, należą one bardziej do spoin czołowych,
gdyż są układane w rowkach, których kształt jest zbliżony do ukosowanych brzegów
materiału. W Poz. 2 przedstawiono metodę sprawdzanie nośności tego rodzaju połączeń,
wprowadzając poprawkę do wzoru (142) w PN-B-03207 zaczerpniętego z prenormy
europejskiej Eurokodu 3-1-3 z roku 1996 oraz uzupełnienie w postaci wzoru służącego do
oceny nośności spoin pachwinowych w złączach kształtowników profilowanych na zimno.
Aby wskazać, że zaproponowana postać wzoru przedstawia bardziej prawidłowe wyniki przy
ocenie bezpieczeństwa połączeń kształtowników zimnogiętych na spoiny pachwinowe w
stosunku do wzoru utrzymanego w końcowym dokumencie normy europejskiej EN 1993-1-3
(Eurocode 3-1-3) z sierpnia 2003 roku, sporządzono wykresy nośności spoin podłużnych i
porzecznych. Na ich podstawie oszacowano, że ocena nośności spoin podłużnych w
zaproponowanej wersji jest bardziej dokładna w odniesieniu do kształtowników wykonanych
ze stali S355 o małej grubości ścianek. W wypadku kształtowników ze stali S235 różnica w
ocenie nośności spoin staje się jeszcze większa. W artykule zaproponowano także postać
wyrażenia na określenie nośności spoiny podłużnej przy braku spoiny poprzecznej,
uzależniając nośność spoiny podłużnej od jej długości efektywnej.
9
3. Obliczanie nośności spoin pachwinowych w węzłach kratownic wykonanych z rur
okrągłych (Poz. 3)
W normie europejskiej EN 1993-1-8 a także w poradnikach CIDECT oraz wytycznych
IIW podano tylko bardzo ogólne zalecenia dotyczące oceny nośności połączeń spawanych z
kształtowników zamkniętych o przekroju prostokątnym nie wskazując przy tym żadnych
szczegółowych procedur obliczeniowych. Podstawowe z nich nakazywały, aby nośność
spoiny na jednostkę długości obwodu pręta była nie mniejsza niż nośność obliczeniowa
przekroju poprzecznego tego pręta na jednostkę długości obwodu oraz, że w uzasadnionych
przypadkach można stosować mniejszą grubość spoiny biorąc pod uwagę, że tylko jej część
jest współpracująca. Nie odniesiono się natomiast w ogóle do sposobu sprawdzania nośności
spoin w węzłach z rur okrągłych W artykule opublikowanym w Konstrukcjach Stalowych
(Poz. 3) przedstawiono uproszczoną procedurę sprawdzania nośności spoin pachwinowych w
węzłach typu T, Y, X kratownic z rur okrągłych, opartą o metodę długości współpracujących
spoin. W przypadku zastosowania rur okrągłych przyjęto, że spoinę kombinowaną na
obwodzie pręta skratowania tworzy się w ten sposób, że na odcinkach w granicach zbliżonych
do położenia poziomego układa się spoinę pachwinową, natomiast na odcinkach zbliżonych
do położenia pionowego spoinę czołową. Na krótkich odcinkach przejściowych wykonuje się
spoinę czołową z powiększonym nadlewem, który upodabnia ją do spoiny pachwinowej. Aby
zapewnić prawidłowe warunki układania spoin (lub ich warstw) oraz dobrą nośność
połączenia, pokazano prawidłowe cięcie prętów skratowania na ich końcach oraz właściwe
ukosowanie brzegów ścianek rur. Przedstawiono także sposób wyznaczania długości
współpracujących spoin w węzłach złożonych z rur okrągłych typu K i N ukształtowanych z
odstępem prętów skratowania, przy kącie nachylenia krzyżulców względem pasa  > 50o oraz
  50o. Wywód zilustrowano przykładem obliczeniowym.
4. Obliczanie nośności spoin pachwinowych w węzłach typu N z rur prostokątnych
ukształtowanych z nachodzeniem prętów skratowania na siebie (Poz. 4)
Projektowanie i obliczanie nośności węzłów typu N o wzajemnie nakrywających się
prętach skratowania, wykonanych z zamkniętych kształtowników prostokątnych jest ujęte w
PN-EN 1993-1-8 i omówione w wielu publikacjach międzynarodowych. Jednak dokumenty
typu normalizującego opracowane przez Międzynarodowy Instytut Spawalnictwa, czy też
przygotowany na ich podstawie projekt normy ISO tego typu węzła nie ujmują swoimi
zaleceniami. Dzieje się tak dlatego, że posługiwanie się wskaźnikiem nachodzenia
w
wypadku węzła typu N z nachodzeniem (zakładką według PN-EN 1993-1-8) jest niesłuszne.
10
Dlatego zalecenia w PN-EN 1993-1-8 odnoszące się do oceny bezpieczeństwa węzłów typu N
z zakładką są co najmniej nieprecyzyjne, a poprawka wprowadzona mówiąca o sprawdzaniu
na ścinanie połączenia w płaszczyźnie styku z pasami, jest niemożliwa do poprawnego
przeprowadzenia w wielu sytuacjach projektowych. Wynika to z faktu, że ocena
=
50% oraz
= 80% mogą być wadliwie ustalone, gdy nachylenie krzyżulca jest w
granicach
. Na podstawie przeprowadzonych prac badawczych stwierdzono, że
wyrażenie na określenie ilorazu
określającego stopień nachodzenia prętów na siebie jest
całkowicie nieprzydatne do oceny stopnia nakrywania się prętów skratowania w wypadku
węzła typu N. Jeżeli przyjąć pełne nachodzenie słupka na krzyżulec to uzyskuje się w
wypadku węzłów wykonanych z kształtowników kwadratowych o takich samych wymiarach
przekroju poprzecznego stopień nachodzenia znacznie mniejszy niż wartość 100%. Wobec
powyższego posługiwanie się w PN-EN 1993-1-8 w wypadku projektowania węzłów typu N
wskaźnikiem nachodzenia
jest nieuprawnione i prowadzi do błędnego oszacowania
nośności węzła. W artykule przedstawionym, jako Poz. 4 omówiono powyższe zagadnienia
oraz podano właściwą procedurę sprawdzania nośności spoin w węzłach typu N kratownic o
pasach i prętach skratowania wykonanych z rur prostokątnych częściowo lub całkowicie
nachodzących na siebie w węźle. Zaproponowano układy spoin pachwinowych, określono ich
grubości oraz długości efektywne i obliczono naprężenia w spoinach dla różnych wartości
nachodzenia węzła oraz w różnych stanach obciążenia.
5. Obliczanie nośności spoin pachwinowych w węzłach typu K z rur prostokątnych z
wzajemnym nachodzeniem prętów skratowania na siebie (Poz. 5)
Pozycja 5 została poświęcona omówieniu metody wymiarowaniu spoin pachwinowych
w węzłach typu K z wzajemnym nachodzeniem prętów skratowania. W sprawie obliczania
nośności tego rodzaju połączeń spawanych elementów z rur prostokątnych norma europejska
zawiera
bardzo
ogólnikowe
zalecenia
bez
wskazania
szczegółowych
procedur
obliczeniowych, którymi projektant mógłby się posługiwać w swojej pracy. W publikacji
kanadyjskiej Packera i Hendersona (również w jej pierwszym wydaniu z roku 1992)
zamieszczono raczej wyrywkowe informacje, odnoszące się ponadto tylko do węzłów typu T,
Y, X oraz K i N z odstępami. Natomiast połączenia typu K wówczas, gdy ich ukształtowanie
dokonuje się przez częściowe nachodzenie się prętów skratowania nie doczekało się wskazań
w sprawie oceny nośności spoin w połączeniu tych prętów z pasem kratownicy, jak również
między nakładającymi się prętami skratowania. PKN wzorując się na Europejskim Komitecie
11
Normalizacyjnym (CEN) wprowadził do PN-EN 1993-1-8 wiele drobnych poprawek, aby
usunąć błędy, które wydarzyły się autorom tego dokumentu normalizacyjnego oraz istotną
zmianę, odnoszącą się do sprawdzania nośności połączenia w płaszczyźnie styku między
prętami skratowania a pasem w węzłach typu K z ich wzajemnym nachodzeniem. Ta zmiana
pozostaje jednak nadal jako formalna, gdyż zapomniano podać procedury obliczeniowej.
Dość proste postępowanie, chociaż nadal charakteru niepełnego, zostało zaproponowane
dopiero w dokumencie Komisji XV Międzynarodowego Instytutu Spawalnictwa (IIW) w
roku 2009 oraz ponowione w projekcie normy ISO. W Poz. 5 opierając się na cytowanych
dokumentach i źródłach, zaproponowano właściwą ocenę nośności połączenia spawanego w
węzłach typu K o wzajemnie nakrywających się prętach, wykonanych z kształtowników
zamkniętych o przekrojach prostokątnych (kwadratowych), rozszerzając w ten sposób
zastosowanie sposobu obliczania przedstawionego we wcześniejszych publikacjach. W
artykule zaprezentowano metodę określenia długości współpracujących spoin łączących pręty
skratowania z pasem dla trzech przypadków wzajemnego ukształtowania prętów węźle: (1)
przy częściowym nachodzeniu gdy 25%
ov<80%
oraz w styku prętów skratowania z pasem
są ułożone wszystkie odcinki spoin (także w części zakrytej), (2) przy częściowym
nachodzeniu gdy 25% ≤
ov
≤ 80% oraz w styku prętów skratowania z pasem nie jest
wykonywany odcinek spoiny w miejscu zakrywanym, (3) przy pełnym nachodzeniu prętów
skratowania gdy
ov
> 80%. Przedstawiono sposób określania wartości sił przenoszonych
przez poszczególne odcinki spoin oraz metodę wyznaczania naprężeń głównych.
6. Obliczanie nośności spoin pachwinowych w węzłach typu K kratownic o prętach
skratowania wykonanych z kształtowników zamkniętych i pasach z dwuteownika (Poz. 6)
W Poz. 6 przedstawiono sposób oceny nośności spoin w węzłach o prętach skratowania
wykonanych z kształtowników zamkniętych i pasach wykonanych z dwuteowników.
Procedura oceny nośności spoin jest taka sama jak w wypadku pasów wykonanych z
kształtowników zamkniętych, występują jednak różnice w wyznaczaniu szerokości
współpracujących spoin, wynikające z innej podatności ścianek pasa. W przypadku węzłów K
i N ukształtowanych z odstępem, o pasach z kształtowników prostokątnych przyjmuje się, że
spoiny podłużne względem osi pasa są w pełni skuteczne, natomiast spoiny poprzeczne nie w
pełni współpracują przy przekazywaniu sił. Z kolei w przypadku tych węzłów o pasach z
dwuteowników jest przeciwnie, gdyż prawie całe odcinki spoin poprzecznych są skuteczne, a
spoiny podłużne mogą brać nieznaczny udział w przenoszeniu obciążeń. Podobna sytuacja
występuje w przypadku węzłów o pasach z dwuteowników przy nachodzących się prętach
12
skratowania. Sposób oceny długości współpracujących spoin łączących pręty skratowania z
pasami wykonanymi z dwuteowników jest nieco inny niż sposób oceny nośności spoin w
takich węzłach o pasach wykonanych z kształtowników zamkniętych. W pracy (Poz. 6)
przedstawiono sposób wyznaczenia długości współpracujących spoin w połączeniu prętów
skratowania ze stopką dwuteownika oraz prętów skratowania bezpośrednio miedzy sobą w
dwóch przypadkach: częściowego i całkowitego nachodzenia prętów skratowania. Pokazano
także sposób określenia sił składowych przekazywanych częściowo z jednego krzyżulca na
drugi bezpośrednio przez połączenie między tymi prętami skratowania, a częściowo przez
odcinki spoin w styku z pasem z dwuteownika.
7. Obliczanie nośności spoin pachwinowych ułożonych bezpośrednio między prętami
skratowania w węzłach typu N (Poz. 7)
Ocena nośności połączeń spawanych w węzłach typu N z zakładką jest zagadnieniem
złożonym, gdyż wymaga ustalenia długości współpracujących spoin, ich rozmieszczenia w
układzie ścianek o różnej podatności i podziału sił składowych od obciążenia, działających w
węźle na poszczególne odcinki spoin w różnych strefach podatności. W publikacjach
naukowych nie rozpatrywano w ogóle bezpośredniego połączenia między nachodzącymi się
prętami skratowania w węzłach typu N i K. W przewodniku CIDECT podano, że w węzłach o
prętach skratowania wykonanych z rur przy nachodzeniu 25%≤
0v≤80%
długości
współpracujące spoin krzyżulca nakrywającego można uważać za w pełni skuteczne podczas
przenoszenia obciążeń. Jednak w Wytycznych IIW oraz w projekcie normy ISO przyjęto
bardziej ostrożne ustalenie, gdyż wskazano, że w takim przypadku należy przyjąć długość
współpracującą spoiny. W Poz. 7 została wyjaśniona sprzeczność między informacjami
podawanymi w piśmiennictwie, a postanowieniami ustalonymi w dokumentach typu
normalizującego. Zaproponowano metodę określania długości współpracujących spoin
ułożonych bezpośrednio między prętami skratowania w węzłach z zakładką i na jej podstawie
obliczania naprężeń składowych w przekrojach spoin. Metodę tą przedstawiono na tle całość
zagadnień związanych z obliczaniem nośności spoin w węzłach układów kratowych o prętach
skratowania wykonanych z kształtowników zamkniętych oraz pasach wykonanych z
kształtowników o przekrojach zamkniętych a także pasach wykonanych z dwuteowników i
ceowników. Wiadomości teoretyczne zobrazowano przykładami obliczeń węzłów kratownic
wykonywanych z rur o przekroju prostokątnym oraz kołowym.
13
8. Obliczanie nośności spoin pachwinowych w węzłach typu K z żebrem czołowym między
prętami skratowania (Poz. 8)
Węzły kratownic z żebrem czołowym między prętami skratowania nie zostały obszernie
zbadane w ramach CIDECT, czy też w ramach IIW jako elementy spawane o standardowych
kształtach. Brakuje podstawowych informacji o ich kształtowaniu czy nośności w PN-EN
1993-1-8 czy też w Wytycznych IIW lub w poradnikach CIDECT. Takie węzły cechuje
prostota kształtów, a w wielu sytuacjach projektowych ich zastosowanie jest po prostu
niezbędne. Przydatność ich stosowania ujawnia się zwłaszcza wtedy, gdy występuje
niewielkie nakrywanie się prętów skratowania, co jest niezalecane w PN-EN 1993-1-8 lub
gdy nośność spoin pachwinowych układanych bezpośrednio między prętami skratowania jest
niewystarczająca. Ocena nośności spoin w węzłach typu K wzmocnionych żebrem czołowym
różni się w sposób zasadniczy od oceny nośności spoin pachwinowych układanych w
połączeniach typu K bez żeber, gdyż cięcie końców łączonych kształtowników jest inne, a
więc odmienne są długości współpracujące, a często inne ukształtowanie przekrojów spoin.
Do oceny nośności węzłów z żebrem czołowym można stosować wzory podane w PN-EN
1993-1-9 odnoszące się do węzłów z wzajemnym nakrywaniem się prętów skratowania w
połączeniu z pasem. W wypadku oceny nośności spoin warunek normowy, aby nośność
obliczeniowa spoiny pachwinowej na jednostkę długości obwodu nie była mniejsza od
nośności obliczeniowej ścianki nie zawsze jest w wypadku takich węzłów możliwy do
spełnienia. Na pewnych odcinkach obwodu należy ułożyć spoiny pachwinowe, a na
pozostałych niepełne spoiny czołowe, które ze względu na rozlany kształt ich powierzchni
traktuje się jako szerokobruzdowe. Z powodu nietypowego przekroju poprzecznego takich
spoin ocena ich grubości wymaga odrębnych obliczeń. Metodę pozwalającą na określenie
nośności spoin pachwinowych układanych w węzłach typu K wzmocnionych żebrem
czołowym przedstawiono w Poz. 8. W metodzie tej długości odcinków spoin ustala się
sposobem analitycznym bądź na podstawie rysunku węzła sporządzonego w takiej skali, aby
pomiar był wystarczająco dokładny. W wypadku węzłów z rur okrągłych z żebrem czołowym
zaproponowano linearyzację odcinków krzywej przestrzennej traktując słabo zakrzywione
odcinki spoin jako odcinki liniowo-płaskie. Natomiast w połączeniu krzyżulców z żebrem
przyjęto odcinki półeliptyczne. Po określeniu długości efektywnych spoin dalsza procedura
związana z ustaleniem ich nośności jest analogiczna jak w przypadku innych węzłów z
kształtowników zamkniętych.
14
2.3. Oryginalne osiągnięcia naukowe prowadzonych prac badawczych
W sprawie obliczania nośności połączeń spawanych węzłów z kształtowników
zamkniętych norma PN-EN 1993-1-8 zawiera bardzo ogólnikowe zalecenia bez wskazania
szczegółowych procedur obliczeniowych. Postanowienia tej normy nakazują jedynie
projektowanie spoin wokół całego obwodu pręta skratowania o nośności obliczeniowej na
jednostkę długości, która jest nie mniejsza niż nośność obliczeniowa przekroju poprzecznego
pręta na jednostkę długości jego obwodu. W drugiej edycji publikacji CIDECT z 2009 roku
dotyczącej projektowania połączeń z rur prostokątnych autorzy tylko stwierdzają, że spoiny
należy projektować w zależności od sił występujących w elemencie oraz, że projektant
powinien być świadomy, iż nie cała długość spoiny może być efektywna w przenoszeniu
naprężeń. Jedynie Packer i Frater w raporcie z badań dotyczących nośności spoin w węzłach
kratownic z rur prostokątnych w roku 1990 podali wyrażenia na długości współpracujące
pojedynczych spoin w wypadku węzłów typu N i K ukształtowanych z odstępem pomiędzy
prętami skratowania stwierdzając jednocześnie, że można je stosować także w odniesieniu do
węzłów typu T i Y. Natomiast w wypadku projektowania węzłów z rur kwadratowych z
nachodzeniem prętów skratowania na siebie oraz w wypadku węzłów z rur okrągłych nie
przedstawiono dotychczas żadnych wskazań w sprawie oceny nośności spoin.
W ramach prowadzonych od roku 2002 prac badawczych we współpracy z prof. J.
Bródką opracowałem oryginalną procedurę oceny nośności połączeń spawanych węzłów
typów T, Y, X oraz K i N z odstępami wykonywanych z rur prostokątnych. W następnej
kolejności
została opracowana metoda
obliczania nośności spoin
układanych
w
zaokrąglonych narożach rur prostokątnych, nieprzedstawiona dotychczas w żadnym z
dokumentów typu normalizacyjnego lub monograficznego. W ramach prac wprowadzono
poprawkę do wzoru (142) normy PN-B-03207 oraz uzupełnienie do normy w postaci wzoru
służącego do oceny nośności spoin pachwinowych w złączach kształtowników zamkniętych o
przekroju prostokątnym profilowanych na zimno. Ponadto, opierając się na wytycznych AISI,
została sformułowana metoda sprawdzenia nośności spoin w złączu blachy płaskiej z
zaokrąglonym narożem kształtownika prostokątnego. W dalszym cyklu badań procedura
dotycząca sprawdzania nośności spoin w węzłach z odstępem wykonywanych z
kształtowników zamkniętych o przekroju prostokątnym została rozszerzona na węzły typu T,
Y, K i N wykonywane z rur okrągłych. Dalsze studia dotyczyły spoin w węzłach
ukształtowanych z nachodzeniem prętów skratowania na siebie. Przedstawiłem metodę
obliczania połączeń spawanych w węzłach typu N i K ukształtowanych z wzajemnym
nakrywaniem się prętów skratowania w odniesieniu do kształtowników o przekrojach
15
prostokątnych, która następnie została rozszerzona na tego typu węzły wykonywane z
kształtowników zamkniętych o przekroju kołowym. Zaprezentowałem również sposób
wymiarowania spoin w węzłach kratownic o prętach skratowania wykonanych z
kształtowników zamkniętych i pasach wykonanych z dwuteowników. Ostatnie badania
dotyczyły określania długości współpracujących spoin ułożonych bezpośrednio między
prętami skratowania w węzłach z pełnym nachodzeniem wykonanych z rur okrągłych i
kwadratowych i na tej podstawie sprawdzania ich nośności, a także metody obliczania
nośności spoin pachwinowych układanych w węzłach typu K wzmocnionych żebrem
czołowym.
Wszystkie powyższe dokonania były oryginalnymi osiągnięciami badawczymi w
przedmiocie projektowania spoin w węzłach kratownic z rur.
2.4. Pozostałe obszary działalności badawczej
2.4.1. Konstrukcje budowlane z kształtowników cienkościennych profilowanych na zimno
Lp.
Tytuł
1.
Badania sztywności hali
stalowej bez obudowy i z
lekką obudową
2.
Kształtowniki gięte.
Poradnik projektanta.
Współautor
Jerzy Szlendak
Wanda
Nazarko
Jan Bródka
Marian
Giżejowski
Rodzaj
artykuł
Wydawnictwo
Konstrukcje Stalowe,
2003, nr 5, s. 36-43.
monografia
Polskie Wydawnictwo
Techniczne, Rzeszów,
2006, s. 414.
Konstrukcje ze stalowych kształtowników giętych, profilowane z blach o grubości do 4
mm mają we współczesnym budownictwie szeroki zakres zastosowania, co wynika przede
wszystkim z ich zalet, do których należą mały ciężar oraz łatwy montaż. Rozwinęły się
systemy konstrukcyjne (przekryć, fasad), które obejmują zbiór wytwarzanych warsztatowo
elementów i określone sposoby ich łączenia, a także materiały wspomagania procesu
projektowania (katalogi, programy komputerowe). Jednym z podjętych tematów badań
naukowych w tym obszarze było określenie sztywności obudowy na rozkład sił
wewnętrznych. W przypadku hal pokrytych obudową z płyt warstwowych lub blachą
fałdową wpływ sztywności obudowy na rozkład sił i przemieszczeń konstrukcji może być
znaczny. Podjęte prace badawcze skupiły się na badaniach doświadczalnych parterowej hali
magazynowej o słupach i ryglach blachownicowych w dwóch fazach, nieobudowanej oraz
obudowanej płytą warstwową. Podczas badań dokonywano pomiarów ugięć poziomych i
pionowych głównych elementów konstrukcyjnych, które następnie porównano z wartościami
otrzymanymi w sposób teoretyczny. Zaproponowano uproszczony model zastępczy ramy
16
stężonej pokryciem w postaci belki bezprzekątniowej, natomiast sztywność przepony dachu
na ścinanie odwzorowano za pomocą zastępczych krzyżulców. Sprawdzono skuteczność tego
modelu poprzez porównanie otrzymanych wyników z wartościami pomierzonymi.
Prace badawcze przedstawiono na tle kompleksowych zagadnień projektowania,
wytwarzania i realizacji konstrukcji z kształtowników giętych oraz blach profilowanych na
zimno, w publikacji uwzględniającej ustanowione normy projektowania, wytwarzania i
wykonawstwa, przeznaczonej dla projektantów i konstruktorów. Materiał zawarty w
poradniku dotyczy praktycznych zasad projektowania konstrukcji z kształtowników giętych,
ich wytwarzania i realizacji.
2.4.2. Rozwój zrównoważony w budownictwie stalowym
Lp.
Tytuł
1.
Gospodarowanie
stalą w warunkach
zrównoważonego
rozwoju
Zrównoważony
rozwój w
budownictwie
stalowym
2.
3.
Ekologiczne
budownictwo
stalowe
4.
Budownictwo
stalowe
Zrównoważony
rozwój w sektorze
przemysłu
metalowego
Zrównoważony
rozwój w sektorze
konstrukcji
metalowych
Elementy analizy
cyklu życia
konstrukcji
stalowych
5.
6.
7.
8.
Aspekty
środowiskowe
budownictwa
Współautor
Rodzaj
Wydawnictwo
Elżbieta
rozdział Od integracji systemów zarządzania do
Broniewicz
TQM, Poznań, Polskie Zrzeszenie
Inżynierów i Techników Sanitarnych,
2003, s. 167-177.
artykuł Integracja problemów środowiskowych i
teorii zrównoważonego rozwoju w
systemie zarządzania przedsiębiorstwem.
Materiały konferencyjne II
Międzynarodowej Konferencji Naukowej,
Politechnika Białostocka, 2005, s. 38-42.
rozdział Zrównoważony rozwój w
przedsiębiorstwie i jego otoczeniu. pod
red. Andrzeja Wasiaka, Wyd. Politechniki
Białostockiej, 2005, s. 269-277.
artykuł Builder, 2006, s. 52-54.
artykuł
Builder, 2006, s. 42-44.
rozdział Stan i perspektywy rozwoju
zrównoważonego, Wydaw. Politechniki
Białostockiej, 2006, s. 223-229.
rozdział Zrównoważony rozwój i ochrona
środowiska w gospodarce, Wydaw.
Wyższej Szkoły Ekonomicznej, 2007,
s. 379-393.
rozdział Problemy Naukowo-Badawcze
Budownictwa, Krynica’2007, T.1 2008, s.
247-254.
17
9.
10.
11,
12.
13.
14.
15.
stalowego
Projektowanie
oparte na
zrównoważonym
rozwoju
Survey of
sustainable
approaches in
Poland
Budownictwo
stalowe a
środowisko
Zrównoważony
rozwój w
budownictwie
stalowym
Sustainability
survey of some
existing steel office
buildings
Ocena cyklu życia
obiektu
budowlanego
Environmental
expenditures of
households
rozdział Problemy Naukowo-Badawcze
Budownictwa, Krynica’2008, T. 1, 2008,
s.185-206.
Yesim
Kamile
Aktuglu
Yesim
Kamile
Aktuglu
artykuł
Sustainably of constructions, Lisbon
6, 7 October 2008, s. 2.56-2.60.
artykuł
Builder, 2009, s. 28-31.
artykuł
Builder, 2009, s. 32-34.
referat
Sustainability of constructions. Editura
Orizonturi Universitare, Timisoara, 2009,
s. 317-322.
artykuł
Ekonomia i Środowisko 2011, nr 1 s. 92104.
referat
Sustainability of constructions. Innsbruck,
2011.
Kolejnym istotnym obszarem mojej działalności naukowej są zagadnienia związane
z rozwojem zrównoważonym w budownictwie stalowym. Budownictwo jest elementem
środowiska, którego głównym zadaniem jest zapewnienie odizolowanej od warunków
zewnętrznych
przestrzeni,
służącej
zaspokojeniu
wszelkich
potrzeb
związanych
z funkcjonowaniem naszego społeczeństwa. Jednakże, koszt realizacji tego zadania związany
jest z niezwykle dużą konsumpcją nieodnawialnych zasobów środowiska podczas realizacji
i eksploatacji obiektów budowlanych oraz generowaniem dużej ilości zanieczyszczeń.
Zużycie energii przez sektor budowlany powoduje konsumpcję nieodnawialnych zasobów
naturalnych oraz emisję gazów cieplarnianych do atmosfery wywołując globalne ocieplenie
klimatu. Jest to bardzo niepokojące zjawisko, nie tylko ze względu na zagrożenie środowiska,
lecz także ze względu na coraz większe uzależnienie się od importu surowców
energetycznych
Celem przeprowadzenia badań było dokonanie analizy cyklu życia w warunkach
polskich typowego obiektu o konstrukcji stalowej, określenie materiałów i procesów
najniekorzystniej wpływających na otoczenie, wyciągnięcie wniosków dotyczących
18
poszczególnych etapów produkcji i eksploatacji obiektu. W tym celu przeprowadzono analizę
cyklu życia hali przemysłowej obejmującą procesy wykonania, transportu i montażu
głównych elementów konstrukcyjnych i osłonowych (płatwie, dźwigary, słupy, płyty
pokrycia), a także oceniono wpływ na środowisko zużycia energii elektrycznej w fazie
eksploatacji obiektu.
Stwierdzono, że procesem w największym stopniu wpływającym na otoczenie jest
produkcja energii elektrycznej, której zaangażowanie wynosi 56,4% ogólnego wpływu
konstrukcji na środowisko, podczas gdy produkcja elementów konstrukcyjnych stanowi
43,6% wpływów. Dokonano także ilościowej oceny wpływu obiektu na poszczególne aspekty
badawcze: środowiskowy, społeczny i ekonomiczny. Oszacowano wartości wszystkich
wskaźników w danym aspekcie oddziaływania obiektu i określenie sumaryczne wartości
aspektów badawczych.
Ostatnim
etapem
oszacowania
poziomu
zrównoważonego
rozwoju
obiektu
budowlanego było obliczenie globalnego wyznacznika poziomu zrównoważonego SS
(sustainable score). Wartość ta jest ostatecznym wyznacznikiem ekologiczności obiektu
budowlanego. Im wartość ta jest bliższa jedności tym przyjęte rozwiązanie bardziej spełnia
zasady zrównoważonego rozwoju.
Ponieważ głównym celem zrównoważonego rozwoju jest zachowanie równowagi
między aspektem środowiskowym, społecznym i ekonomicznym współczynnik wagowy
każdego z tych aspektów powinien być jednakowy ( wśrod  wspoł  wekon ), chociaż
projektanci mogą przyjmować inne wartości w zależności od priorytetów lokalnych.
Wyniki prac badawczych zaprezentowano m.in. na spotkaniach sesyjnych w ramach
Europejskiego Projektu Badawczego COST C25.
2.5. Podsumowanie osiągnięć wydawniczych
1. Monografia „Konstrukcje stalowe z rur”. Warszawa, Arkady, 2001, 383 s.
(współautor Jan Bródka). W pozycji tej na tle wiedzy światowej w dziedzinie projektowania
konstrukcji stalowych z kształtowników zamkniętych zawarto podsumowanie badań
prowadzonych
przez
autorów
oraz
przedstawiono
ogólne
zagadnienia
dotyczące
projektowania konstrukcji stalowych z rur obejmujące omówienie materiałów i wyrobów,
obliczanie połączeń i elementów oraz projektowania konstrukcji z kształtowników
zamkniętych. Całość zagadnień została zobrazowana przykładami obliczeniowymi.
19
2. Monografia „Projektowanie konstrukcji stalowych zgodnie z Eurokodem 3-1-1 wraz z
przykładami obliczeń”. Wydawnictwo Politechniki Białostockiej, 2002, 722 s., (współautor
Jan Bródka). Jest to pozycja kompleksowo przedstawiająca projektowanie konstrukcji
stalowych według norm europejskich. Omawia ona gatunki stali i wyroby stalowe,
bezpieczeństwo konstrukcji stalowych, obliczanie połączeń oraz wymiarowanie przekrojów.
Przedstawia również zasady projektowania podstawowych elementów w konstrukcjach
stalowych, tj. belek, słupów, kratownic, wymiarowanie konstrukcji na zmęczenie oraz
wytwarzanie, montaż i ochronę konstrukcji stalowych. Całość zagadnień została zobrazowana
15 przykładami obliczeniowymi.
3. Poradniki projektanta „Kształtowniki o przekrojach zamkniętych: Poradnik dla
projektantów i konstruktorów. Cz. 1 i Cz. 2”. Wyd. KönigStahl, Austria, 2004 r. s. 139 oraz
2005 r. s. 111 (współautor Jan Bródka). Wraz z rozwojem zastosowania konstrukcji
stalowych z kształtowników zamkniętych powstała potrzeba wydania dla projektantów,
konstruktorów i specjalistów poradnika będącego kompendium wiedzy na temat
projektowania oraz stosowania konstrukcji z rur. W tej dwuczęściowej publikacji zawarto
wszystkie informacje dotyczące specyfiki stosowania tego rodzaju kształtowników oraz
podstawową wiedzę techniczną z dziedziny budownictwa stalowego z kształtowników o
przekrojach zamkniętych, ułatwiającą pracę architektom, konstruktorom oraz wykonawcom.
4. Monografia „Kształtowniki gięte. Poradnik projektanta”, Polskie Wydawnictwo
Techniczne, Rzeszów, 2006, 414 s. (współautorzy Jan Bródka i Marian Giżejowski). Materiał
zawarty
w
poradniku
dotyczy
praktycznych
zasad
projektowania
konstrukcji
z
kształtowników giętych, ich wytwarzania i realizacji. Podanie zasad projektowania
uzupełniono
wyjaśnieniem
zjawisk
towarzyszących
zachowaniu
się
elementów
konstrukcyjnych pod obciążeniem i opisem form ujawnienia się ich stanu granicznego, a
także opisem sposobów modelowania, które przyjęto w normalizacji. Przyjęto zasadę
szerokiego odwoływania się do literatury naukowo-technicznej i norm zagranicznych tak, aby
czytelnicy zainteresowani rozszerzeniem wiedzy teoretycznej (w szczególności pracownicy i
studenci wyższych uczelni) mogli znaleźć praktyczne wskazówki i odsyłacze do
odpowiednich
pozycji
piśmiennictwa
naukowo-technicznego,
ze
szczególnym
uwzględnieniem najnowszych badań. Zgromadzono prawie 400 pozycji literatury krajowej i
zagranicznej.
5.
Monografia „Projektowanie konstrukcji stalowych według Eurokodów. Materiały
szkoleniowe”. Wyd. Polskie Wydawnictwo Techniczne, Rzeszów, 2010, 537 s. (współautor
Jan Bródka). Publikacja ta obejmuje pełny zakres wiadomości związanych z projektowaniem
20
konstrukcji stalowych według Eurokodów, przygotowany po wydaniu przez CEN norm
obowiązujących w Unii europejskiej, a także w Polsce po ich ustanowieniu. Na tle wiedzy
stworzonej przez minione pokolenia, po jej selekcji, w publikacji umieszczono zagadnienia
zawarte w aktualnie obowiązujących normach. Dotychczasowa wiedza i ostatnia norma
narodowa PN-90/B-03200 są tłem do przedstawienia reguł zawartych w Eurokodzie.
6.
Monografia „Projektowanie konstrukcji stalowych według Eurokodów. Podręcznik
inżyniera”. Wyd. Polskie Wydawnictwo Techniczne, Rzeszów, 2012, 703 s. (współautor Jan
Bródka). Zmiany wprowadzone w normalizacji europejskiej po roku 2010 spowodowały
konieczność ich uwzględnienia i przedstawienia polskiemu czytelnikowi zaktualizowanej
publikacji dotyczącej projektowania konstrukcji stalowych. W monografii przygotowanej na
bazie poradnika projektowego uwzględniono zaktualizowane wersje norm europejskich,
przedstawiono
dodatkowe informacje
poświęcone
zmęczeniu
konstrukcji
oraz
jej
wytwarzaniu i ochronie oraz zawarto przykłady obliczeniowe dotyczące projektowania
istotnych z punktu widzenia bezpieczeństwa konstrukcji elementów i połączeń.
7.
Poradnik „Tablice nośności kształtowników zamkniętych według Eurokodów.
Poradnik projektanta”. Wydawnictwo Ekonomia i Środowisko, 2014, s. 653. Publikacja
zawiera tablice parametrów geometrycznych oraz nośności przekrojów i elementów
wykonanych z wszystkich dostępnych na rynku polskim kształtowników o przekrojach
zamkniętych walcowanych na gorąco i profilowanych na zimno. Tabele nośności przekrojów
zawierają obliczeniowe nośności na rozciąganie, ściskanie i zginanie dla dwóch gatunków
stali S275 oraz S355, natomiast tablice nośności elementów opracowane dla dwóch gatunków
stali i sześciu zakresów rozpiętości z uwzględnieniem zwichrzenia i wyboczenia pozwalają na
bezpośrednie odczytanie nośności elementów zginanych lub ściskanych wykonanych z rur.
Przedstawiono sposób korzystania z tablic w postaci nomogramów projektowych oraz
opracowano przykłady obliczeniowe wskazujące na zgodność obliczeń z wynikami
odczytywanymi na podstawie tablic.
8.
Monografia „Weld design for hollow section trusses”. Wydawnictwo LAMBERT
academic Publishing 2014, s. 68. Monografia przedstawia całość zagadnień związanych z
obliczaniem nośności spoin w węzłach układów kratowych o prętach skratowania
wykonanych z kształtowników zamkniętych o przekrojach okrągłym i prostokątnym oraz
pasach wykonanych z kształtowników o przekrojach zamkniętych oraz dwuteowników i
ceowników. Rozważania teoretyczne zobrazowano przykładami obliczeniowymi.
9.
Poradnik projektant „Tablice nośności profili dwuteowych według Eurokodów.
Poradnik projektanta.” Wydawnictwo Ekonomia i Środowisko, 2014, s. 338. W książce
21
przedstawiono zagadnienia projektowania i obliczania elementów stalowych wykonywanych
z dwuteowników. Podano podstawy teoretyczne bezpieczeństwa elementów, wykonywanych
z profili dwuteowych, wyjaśniono wymagania i zalecenia normowe jak również wskazano
procedury projektowe poparte przykładami obliczeniowymi. Główną część poradnika
stanowią tablice nośności profili dwuteowych dostępnych na rynku polskim, w których
zostały podane ich wymiary (długość, szerokość, grubość środnika i pasa oraz promienie
zaokrąglenia naroży), parametry geometryczne charakteryzujące przekrój (pole przekroju,
momenty bezwładności, wskaźniki wytrzymałości przy zginaniu, promienie bezwładności,
czynne pole przekroju przy ścinaniu). Ponadto tablice zawierają nośności elementów z
uwzględnieniem wyboczenia i zwichrzenia oraz plastyczną nośność na ścinanie przy długości
elementów od 2 do 14 m, dla stali gatunków S235 i S 355. Zaprezentowano nomogramy
obrazujące projektowania elementów stalowych na podstawie tablic projektowych oraz
przedstawiono przykłady obliczania elementów stalowych wykonane w oparciu o normy
projektowe oraz z wykorzystaniem tablic.
22