Virtual experiment based design of steel structures  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
49305
Type K
Principal investigator Dunai, László
Title in Hungarian Acélszerkezetek méretezése virtuális kísérletek alapján
Title in English Virtual experiment based design of steel structures
Panel Engineering, Metallurgy, Architecture and Transport Sciences
Department or equivalent Department of Structural Engineering (Budapest University of Technology and Economics)
Participants Ádány, Sándor
Erdélyi, Szilvia
Honfi, Dániel
Jakab, Gábor András
Joó, Attila László
Kovács, Nauzika
Vigh, László Gergely
Starting date 2005-01-01
Closing date 2010-06-30
Funding (in million HUF) 12.441
FTE (full time equivalent) 9.40
state closed project





 

Final report

  
Results in Hungarian
A kutatás tárgya innovatív szerkezeti analízis és méretezési eljárások kifejlesztése, a szilárd test mechanika fejlett módszereinek és az új generációs szabványok harmonizációjával. Olyan integrált méretezési módszereket dolgoztunk ki, amelyek nagy pontosságú numerikus modellen végrehajtott nemlineáris szerkezeti analízisen – virtuális kísérleten – alapulva határozzák meg a szerkezeti ellenállást, a megkövetelt biztonsági szinten. Kidolgoztuk a módszer általános elveit és alkalmazási részleteit az alábbi tipikus szerkezetekre: vékonyfalú hegesztett és hidegen alakított acélszerkezetek, merevített acél és alumínium lemezek, öszvérszerkezetű gerendák és csomópontok. Kidolgoztuk azt a vizsgálati módszertant, amely egységes rendszerbe foglalja a kísérleti és a numerikus kutatási eszközöket és magába foglalja a rendszert működtető humán erőforrást is. A kutatást az alábbi lépésekben valósítottuk meg: (i) numerikus modell fejlesztés és ellenőrzés, (ii) imperfekciók és gyártási sajátfeszültségek meghatározása és modellezése és (iii) méretezési eljárások kidolgozása. A laboratóriumi és a pontosított végeselemes modellek alapján végrehajtott virtuális kísérletek alapján egyrészt kidolgoztunk és módosítottunk hagyományos, zárt formájú méretezési képleteket, másrészt helyettesítő geometriai imperfekciókon és végeselemes szimuláción alapuló innovatív eljárásokat fejlesztettünk ki.
Results in English
The subject of the research is the development of innovative structural analysis and design methods, by the harmonization of the advanced tools of the solid mechanics and the new generation design standards. Integrated design methods are developed which determine the structural resistance on the basis of refined models and analyses, having the required level of safety. The general methodology is developed and applied for typical structures, as follows: thin-walled welded and cold-formed steel structures, stiffened steel and aluminum plates, steel-concrete composite beams and joints. A general research methodology is developed, which integrates the experimental and numerical research tools into a complex system and includes the human background which operates them. The research work is completed in the following steps: (i) numerical model development and verification, (ii) measuring and modeling of imperfections and residual stresses, and (iii) design method development. On the bases of experimental and virtual experiments on the first hand traditional design application rules are developed/modified, on the other hand innovative methods are derived using finite element simulations and equivalent geometric imperfections.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=49305
Decision
Yes





 

List of publications

  
Dunai L.: Innovative steel and composite structures, MTA doktori értekezés, 2008
Vigh L.G.: Virtual and real test based analysis and design of non-conventional thin-walled metal structures, BME BME, Építőmérnöki Kar, PhD disszertáció, Témavezetők: Dunai L., Okura I. (Osaka Univ.), 2006
Erdélyi Sz.: Light-gauge steel and concrete composite beams, NME, Építőmérnöki kar, PhD disszertáció, Témavezető: Dunai L., 2007
Joó A.L.: Analysis and design of thin-walled roof systems, BME, Építőmérnöki Kar, PhD disszertáció, Témavezető: Dunai L., 2009
Jakab G.: Analysis and design of cold-formed C-section members and structures, BME, Építőmérnöki Kar, PhD disszertáció, Témavezető: Dunai L., 2010
Kövesdi B.: Patch loading resistance of girders with corrugated webs, BME, Építőmérnöki Kar, PhD disszertáció, Témavezetők: Dunai L., Kuhlmann U. (Stuttgart U.), 2010
Néző J.: Virtual fabrication of full size welded steel plate girder specimens, Heriot-Watt University, PhD disszertáció, Témavezetők: Topping, B.H.V., Dunai, L., 2010
Jakab G., Dunai L.: Resistance of C-profile cold-formed compression members: test and standard, Journal of Constructional Steel Research, 64:(7-8), pp. 802-807., 2008
Kovács N., Calado L., Dunai L.: Experimental and analytical studies on the cyclic behaviour of end-plate joints of composite structural elements, Journal of Constructional Steel Research, 64:(2), pp. 202-213., 2008
Kövesdi B., Kuhmann U., Dunai L: Combined shear and patch loading of girders with corrugated webs, PERIODICA POLYTECHNICA-CIVIL ENGINEERING, 54:(2), pp. 79-88., 2010
Dunai L.: Végeselemes analízisen alapuló méretezési elvek az Eurocode 3-ban, MAGÉSZ Acélszerkezetek, 2009
Joó, A.L., Ádány, S.: FEM-based approach for the stability design of thin-walled members by using cFSM base functions, Periodica Politechnica - Civil Engineering, 53:(2), pp. 61-74., 2009
Kövesdi B, Braun B, Kuhlmann U, Dunai L: Patch loading resistance of girders with corrugated webs, JOURNAL OF CONSTRUCTIONAL STEEL RESEARCH 66: pp. 1445-1454., 2010
Dunai L, Jakab G: Stability behaviour and design of nonconventional cold-formed steel structures - research review, INTERNATIONAL JOURNAL OF STRUCTURAL STABILITY AND DYNAMICS (ISSN: 0219-4554) 11:(5) pp. 903-927., 2011
Seres N., Dunai L.: Experimental and numerical studies on concrete encased embossements of steel strips under shear action of composite slabs with profile steel decking, Journal of Steel nad Composite Structures, 2011
Kövesdi B, Dunai L: Determination of the patch loading resistance of girders with corrugated webs using nonlinear finite element analysis, COMPUTERS & STRUCTURES (ISSN: 0045-7949) 89:(21-22) pp. 2010-2019., 2011
Néző J, Dunai L, Topping B H V: A mixed time integration scheme for virtual fabrication of steel plate girders, COMPUTERS & STRUCTURES (ISSN: 0045-7949) 89:(21-22) pp. 1859-1873., 2011
Dunai L., Jakab G., Néző J., Topping B.H.V.: Experiments on welded plate girders: fabrication, imperfection and behaviour, 1st Int Conf on Advances in Experimental Structural Eng, Nagoya, Japan, Eds. Itoh, Y., Aoki, Vol. 1, pp. 51-58., 2005
Ádány S., Joó A. L., Schafer B.W.,: Approximate identification of the buckling modes of thin-walled columns by using the cFSM modal base functions, Int. Coll. on Stability and Ductility of Steel Struct., Lisbon, Portugal, Sept. 6-8, 2006, Eds.: Camotim, D., Silvestre, N., Dinis, P.B., IST Publisher, 197-204., 2006
Vigh L.G.: On the Eurocode buckling formulas of multi-stiffened metal plates, Int. Coll. on Stability and Ductility of Steel Struct., Lisbon, Portugal, Sept. 6-8, 2006, Eds.: Camotim, D., Silvestre, N., Dinis, P.B., IST Publisher, 545-552., 2006
Jakab G., Szabó G., Dunai L.: Imperfection sensitivity of welded beams: experiment and simulation, International Conference on Metal Structures ICMS 2006, Poiana Brasov, Romania, Eds. Dubina, D., Ungureanu, V., Balkema, 173-181., 2006
Vigh L.G., Dunai L.: Standardized FE simulation based design – applications and experiences, International Conference on Metal Structures ICMS 2006, Poiana Brasov, Romania, Eds. Dubina, D., Ungureanu, V., Balkema, 257-264., 2006
Honfi D, Dunai L.: Experimental and numerical investigation of hat-shaped beam members with hole in the web, Int. Coll. on Stability and Ductility of Steel Struct., Lisbon, Portugal, Sept. 6-8, 2006, Eds.: Camotim, D., Silvestre, N., Dinis, P.B., IST Publisher, 705-712., 2006
Ádány S., Joó A. L., Moen C., Schafer B.W.: Identification of FEM buckling modes of thin-walled columns by using cFSM base functions, Fifth Intl. Conf. on Coupled Instabilities in Metal Structures (CIMS 2008), June 23-25, 2008, Sydney, Australia, Proceedings (cikk benyújtva), 2008
Dunai L., Jakab G.: Plate girders fabricated by single sided fillet weld: imperfections, tests, resistances, Intl. Conf. on Design, Fabrication and Economy of Metal Structures (DFE 2008), May, 2008, Miskolc, Hungary, Proceedings, 2008
Vigh L G, Dunai L: Advanced stability analysis of regular stiffened plates and complex plated elements, Proc. of SDSS' Rio 2010 International Colloquium on Stability and Ductility of Steel Structures. Rio de Janeiro, Brazília, pp. 81-100., 2010
Joó, A.L., Dunai L.: Finite element simulation based design of steel frames, 6th European Conference on Steel and Composite Structures, Budapest, Hungary, Proceedings, pp. 2451-2456., 2011
Túróczy K.: Vékonyfalú hegesztett gerendák kísérleti vizsgálata: imperfekciók, teherbírás, BME Hidak és Szerk. Tsz., diplomamunka, konzulensek: Dunai L., Jakab G., 2005
Jakab G., Dunai L., Macdonald R.T.: Behaviour of plate girders with single sided fillet welds, 4th European Conf. on Steel and Composite Struct, Maastricht, The Netherlands, Eds. Hoffmeister, Hechler, Druck & Verlaghaus Mainz Publ, Vol. B, pp. 2.2-1 – 2.2-8., 2005
Joó A.L., Dunai L.: Strength of an arch bridge model: experiment and design methods, 4th European Conf on Steel and Composite Struct, Maastricht, The Netherlands, Eds. Hoffmeister, Hechler, Druck & Verlaghaus Mainz P, Vol. B, pp. 4.7-49 – 4.7-56., 2005
Kovács N., Dunai L., Calado L.: Bolted end-plate type joints: experimental and numerical analyses, 4th European Conf on Steel and Composite Struct, Maastricht, The Netherlands, Eds. Hoffmeister, Hechler, Druck & Verlaghaus Mainz P, Vol. B, pp. 5.2-183 – 5.2-190., 2005
Dunai L., Joó A.L.: Ívhídmodell teherbírása: kísérleti, numerikus és szabványos eredmények, BME Hidak és Szerkezetek Tanszéke Tudományos Közleményei, Budapest, pp. 31-40, 2005
Jakab G., Dunai L.: Vékonyfalú hegesztett tartók kísérleti vizsgálata, Doktori kutatások a BME Építőmérnöki karán, Budapest, pp. 100-108, 2005
Vigh L.G., Dunai L.: Imperfections and ultimate behaviour of multi-stiffened welded plate girders, 22nd Danubia – Adria Symp on Experimental Methods and Soild Mechanics, Parma, Italy, 2005
Vigh L.G., Dunai L., Okura I.: Többszörösen merevített gerinclemezes tartók horpadása, Doktori kutatások a BME Építőmérnöki karán, Budapest, pp. 120-126, 2005
Jakab G., Vigh L.G., Dunai L: Vékonyfalú hegesztett gerendák vituális kísérletei, Ansys DesignSpace Felhasználói Konferencia, Budapest, 2005
Kovács D.: Acélszerkezetek nemlineáris végeslemens analízise, BME Hidak és Szerk. Tsz., diplomamunka, konzulensek: Dunai L., Ádány S., 2005
Szabó G.: Hegesztett acéltartók vizsgálata virtuális kísérletekkel, BME Hidak és Szerk. Tsz., diplomamunka, konzulensek: Dunai L., Jakab G., Tomka P., 2005
Honfi D.: Neural network based genetic algorithm optimization of hat-shaped beams, 5th Int. Conf. on Eng. Comp. Tech., Las Palmas de Gran Canaria, Spain, Eds. Topping, B,H.V., Montero, G., Montenegro, R., Civil-Comp Press, 115-116, CD Rom 11 old., 2006
Dunai L.: Advanced stability analysis and design of a new Danube arch bridge, 6th European Solid Mechanics Conference; Budapest, Aug. 28 – Sept. 1, 2006, extended abstract, p. 2, CD, minisymp. presentation, 2006
Jakab G., Dunai L.: Resistance of C-profile cold-formed compression members: test and standard, Int. Coll. on Stability and Ductility of Steel Struct., Lisbon, Portugal, Sept. 6-8, 2006, Eds.: Camotim, D., Silvestre, N., Dinis, P.B., IST Publisher, 631-638., 2006
Seres N.: Könnyűszerkezetes öszvérfödémek kapcsolatának numerikus modellezése, BME Építőmérnöki kar, TDK dolgozat, kiemelt 1. díj, konzulensek: Dunai L., Joó A.L., 2006
Kövesdi B.: Változó keresztmetszetű I-gerenda kifordulásvizsgálata numerikus modell alapján, BME Építőmérnöki kar, TDK dolgozat, 1. díj, konzulensek: Dunai L., Joó A.L., 2006
Marosi A.: I-gerenda méretezése kifordulásra numerikus analízis alapján, BME Építőmérnöki kar, TDK dolgozat, 2. díj, konzulensek: Dunai L., Joó A.L., 2006
Katula L., Dunai L.: Full scale tests on bolted beam-to-beam end-plate connections under bending, 2nd Int Conf on Advances in Experimental Structural Eng, Sanghai, China, Eds. Lu, X., Jiang H., Zhou, Y., Vol. 1, pp. 65-72., 2007
Jakab G., Dunai L.: Vékonyfalú rácsostartó csomópontjának vislekedése, analízise és méretezése, 10. Magyar Mechanikai Konferencia, Miskolc, 2007. augusztus 27-29, Összefoglaló, 42., 2007
Dunai L., Joó A. L., Vigh L. G.: A Dunaújvárosi Duna-híd stabilitásvizsgálatai, 10. Magyar Mechanikai Konferencia, Miskolc, 2007. augusztus 27-29, Összefoglaló, 23., 2007
Joó A. L., Ádány S.: Vékonyfalú nyomott oszlopok végeselemes stabilitásvesztési alakjainak osztályozása végessávos bázisfüggvények segítségével, 10. Magyar Mechanikai Konferencia, Miskolc, 2007. augusztus 27-29, Összefoglaló, 43., 2007
Vigh L. G., Dunai L.: Stability analysis of the stiffened plates of a new Danube arch bridge, Fifth Intl. Conf. on Coupled Instabilities in Metal Structures (CIMS 2008), June 23-25, 2008, Sydney, Australia, Proceedings, 2008
Jakab G., Dunai L.: Interaction phenomena of cold-formed truss members and joints, Fifth Intl. Conf. on Coupled Instabilities in Metal Structures (CIMS 2008), June 23-25, 2008, Sydney, Australia, Proceedings (cikk benyújtva), 2008
Seres N.: Profillemezes öszvérfödémek együtdolgoztató kapcsolatának vizsgálata, BME Építőmérnöki kar, Diplomamunka, konzulensek: Dunai L., Joó A.L., 2007
Kövesdi B.: The patch loading resistance of highway bridges with corrugated webs, BME Építőmérnöki kar, Diplomamunka, konzulensek: Dunai L., Braun B., Kuhlmann U. (Stuttgart University), 2006
Néző J, Dunai L, Topping B H V: Use of Mixed Time Integration for Efficient Welding Simulation of Steel Plate Girders, Proc. 12th Int. Conf. Civil, Structural and Environmental Eng. Computing, Funchal, Portugália, Civil-Comp Press, 18 p. Paper 87., 2009
Seres Noémi, Dunai László, Werner Frank: Numerical model development for the analysis of the composite action of a steel plate containing one single embossment and concrete., Proceedings of the 8th PhD Symposium in Civil Engineering. Lyngby, Dánia, pp. 177-182., 2010



Back »