Numerical analysis and experimental studies three-layer slabs of the Hoff

openaccess, Vol. 635 (7) 2025 / wtorek, 22 lipca, 2025

Analiza numeryczna i badania doświadczalne płyt trójwarstwowych Hoffa

(Open Access)

DOI: 10.15199/33.2025.07.01

citation/cytuj: Sadowska-Buraczewska B., Głodkowska, W. Numerical analysis and experimental studies three-layer slabs of the Hoff. Materiały Budowlane. 2025. Volume 635. Issue 07. Pages 1-09. DOI: 10.15199/33.2025.07.01

The paper concerns three-layer slabs of the Hoff in terms of their use as independent slab floor elements. Three variants of the panelswere analyzed, differing in thematerial from which the cladding and the core of the board were made. The result of the analysis was to determine the relationship between the load of the three-layer slab and its vertical displacements (deflections). The practical possibility of using the variational finite difference approach (MRS) and the finite element method (FEM) for the calculation of plate three-layer elements of the Hoff and homogeneous, isotropic plates has been demonstrated. For three variants of the plate, computer simulations were carried out using these methods and experimental verification of one of the variants was carried out. The article presents only a fragment of extensive experimental and analytical research.

W artykule zaprezentowano płyty trójwarstwowe Hoffa w aspekcie zastosowania ich jako samodzielnych płytowych elementów stropowych. Przeanalizowano trzy warianty płyt z różnymi okładzinami i rdzeniem. Wynikiem analiz było określenie zależności pomiędzy wielkością obciążenia płyty trójwarstwowej a jej przemieszczeniami pionowymi (ugięciami). Wykazano praktyczną możliwość stosowania metody wariacyjnego ujęcia różnic skończonych (MRS) i metody elementów skończonych (MES) do obliczania płytowych elementów trójwarstwowych Hoffa oraz izotropowych płyt jednorodnych. Przeprowadzono symulacje komputerowe tymi metodami trzech wariantów płyty oraz dokonano weryfikacji doświadczalnej jednego z wariantów. W artykule przedstawiono tylko fragment szerokich badań doświadczalnych i analitycznych.
three-layer slabs; ordinary concrete; perlite concrete; fibrocomposite; numerical analysis; MRS; FEM.

płyty trójwarstwowe; beton zwykły; perlitobeton; fibrokompozyt; analizy numeryczne; MRS; MES.
  1. Hoff N.J. Bending and Buckling of Rectangular Sandwich Plates. NACA 1950; No.2225.
  2. Buczkowski W. Numeryczne obliczanie płyt trójwarstwowych stosowanych w budownictwie rolniczym. Praca doktorska. Akademia Rolnicza we Wrocławiu. Wrocław 1977.
  3.  Mikołajczak H, Buczkowski W, Łęcki W, Wosiewicz B. Stropowe płyty trójwarstwowe dla budynków inwentarskich. Roczniki Akademii Rolniczej w Poznaniu1975; LXXVII.
  4. Buczkowski W. Analiza numeryczna płyt warstwowych. Archiwum Inżynierii Lądowej. 1981; tom XXVII. Z.1/1981.
  5. Boniecki P, Graffunder W. Komputerowa symulacja zagadnienia deformacji płyty trójwarstwowej. Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczej w Krakowie. Mechanizacja i Energetyka Rolnictwa. 1989; t. 7, s. 11–20.
  6. Boniecki P, Dworecki Z, Loboda M. The Sandwich Plate Deformation with Stochastic Structure. Prace Przemysłowego Instytutu Maszyn Rolniczych. 1997; t. 42, nr 2, s. 49–51.
  7.  Boniecki P, Mueller W, Weres J. Random Deformation of a Three-Layer Hoff Plate with Stochastic Parameters. Prace Przemysłowego Instytutu Maszyn Rolniczych. 2000; t. 45, nr 2, s. 67–69.
  8. Boniecki P, Dworecki Z. Ocena wpływu losowości cech wypełniacza płyty trójwarstwowej na charakter rozkładu prawdopodobieństwa wektora deformacji obciążonej płyty. Prace Przemysłowego Instytutu Maszyn Rolniczych. 1995; t. 40, nr 4, s. 53–57.
  9.  Magnucki K, Ostwald M. (red.) Stateczność i optymalizacja konstrukcji trójwarstwowych, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, 2001. Poznań–Zielona Góra.
  10. StaszakN,Szymczak-GraczykA,GarbowskiT.ElasticAnalysisofThree-LayerConcrete SlabBased on Numerical Homogenization with Analytical Shear Correction Factor. Applied Sciences. 2022; https://doi. org/10.3390/app12199918.
  11. Staszak N, Garbowski T, Szymczak-Graczyk A. Solid Truss to Shell Numerical Homogenization of Prefabricated Composite Slabs. Materials 2021; https://doi.org/10.3390/ma14154120.
  12. Wachowiak J, Wilde P. Wolnopodparte prostokątne płyty trójwarstwowe. Archiwum Inżynierii Lądowej.1966; t. 12, z. 1, s. 71–90.
  13. Sadowska-Buraczewska B. Stropowe płyty trójwarstwowe modelu Hoffa. Zastosowanie, obliczenia statyczne, weryfikacja doświadczalna obliczeń numerycznych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej. 2023. ISBN 978-83-67185-78-3.
  14.  GrabiecA M, Głodkowska W. Some Remarks on New Trends in Using Waste Aggregates in Civil Engineering: An Overview. Sustainability. 2025, 17, 233.
  15. Lehmann M, Głodkowska W. Capacity and Behaviour of Bending Reinforced Concrete BeamsMade of Steel Fibre-ReinforcedWaste Sand Concrete. Materials. 2021; https://doi. org/10.3390/ma14112996.
  16.  Głodkowska W, Lehmann M. Nośność i odkształcenia strefy przypodporowej belek wykonanych z drobnokruszywowego fibrokompozytu. Materiały Budowlane. 2024; (9): 1 ÷ 6.
dr hab. inż. Barbara Sadowska-Buraczewska, Politechnika Białostocka, Wydział Budownictwa i Nauk o Środowisku
ORCID: 0000-0002-1238-1272
prof. dr hab. inż. Wiesława Głodkowska, Politechnika Koszalińska, Wydział Inżynierii Lądowej, Środowiska i Geodezji
ORCID: 0000-0003-3719-5350

dr hab. inż. Barbara Sadowska-Buraczewska, Politechnika Białostocka, Wydział Budownictwa i Nauk o Środowisku
ORCID: 0000-0002-1238-1272

Correspondence address: barbara.sadowska@pb.edu.pl

Full paper:

DOI: 10.15199/33.2025.07.01

Article in PDF file

Received: 20.01.2025 / Artykuł wpłynął do redakcji: 20.01.2025 r.
Revised: 10.03.2025 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 10.03.2025 r.
Published: 23.07.2025 / Opublikowano: 23.07.2025 r.