Analiza wpływu dwukierunkowego sinusoidalnego pofałdowania ścian kanału spalin na jego odpowiedź statyczną

Open Access (Artykuł w pliku PDF)

citation/cytuj: Kozanecki D., Wirowski A., Rabenda M. Analysis of the influence of bidirectional sinusoidal corrugation of flue gas duct walls on its static response. Materiały Budowlane. 2026. Volume 650. Issue 10. Pages 109-120. DOI: 10.15199/33.2026.10.12

mgr inż. Damian Kozanecki, Politechnika Łódzka, Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska
ORCID: 0000-0003-3416-8795
dr hab. inż. Artur Wirowski, prof. uczelni, Politechnika Łódzka, Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska
ORCID: 0000-0001-5251-321X
dr inż. Martyna Rabenda, Politechnika Łódzka, Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska
ORCID: 0000-0002-2363-3543

Correspondence address: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript. 

DOI: 10.15199/33.2026.10.12
Original research paper / Oryginalny artykuł naukowy

Abstract. The paper presents the analysis of the influence of bidirectional sinusoidal corrugation of steel flue gas duct walls on their static response. The analysis was performed using FEM software for two variants of similar mass, one with flat and the other with corrugated plates. The considered load cases included self-weight, as well as internal pressure and thermal actions. Based on the obtained results, the effect of corrugation on the displacements and stresses of the flue gas duct structure was evaluated.
Keywords: bidirectional sinusoidal corrugation; flue gas duct; steel shell; finite element method; static analysis.

Streszczenie. W artykule przedstawiono analizę wpływu dwukierunkowego sinusoidalnego pofałdowania ścian stalowego kanału spalin na jego odpowiedź statyczną. Analizę przeprowadzono przy użyciu oprogramowania MES dla dwóch wariantów o zbliżonej masie, z blachami płaskimi oraz pofałdowanymi. Rozpatrzono oddziaływania pochodzące od ciężaru własnego oraz ciśnienia i temperatury wewnątrz kanału. Otrzymane wyniki posłużyły do oceny wpływu pofałdowania na przemieszczenia i naprężenia konstrukcji kanału spalin.
Słowa kluczowe: dwukierunkowe sinusoidalne pofałdowanie; kanał spalin; stalowa powłoka; metoda elementów skończonych; analiza statyczna.

Literature
[1] Thanga T. Design methods for large rectangular industrial ducts. Master’s thesis. Hamilton: McMaster University; 2012. https://macsphere.mcmaster.ca/ handle/11375/12276, dostęp: 14.06.2026.
[2] Pošta R, Dolejš J. Steel reinforced ducts stressed by temperature. Procedia Engineering. 2012;40:410–415. https://doi.org/10.1016/j.proeng. 2012.07.111.
[3] El Aghoury IM, Galal K. Design of rectangular industrial duct plates subjected to out-of-plane pressure considering nonlinear large deformations. Thin-Walled Structures. 2014;75:82–92.
[4] Rezaiefar A, Galal K. Structural design of stiffened plates of industrial duct walls with relatively long panels undergoing large deformations. Thin- Walled Structures. 2016;104:116–129.
[5] Feng L, Sun T, Ou J. Method of determining the minimum number of stiffeners for stiffened corrugated steel walls. Structures. 2021,34:3487- 3500. https://doi.org/10.1016/j.struc.2021.09.092.
[6] Xia Y, Friswell MI, Saavedra Flores EI. Equivalent models of corrugated panels. International Journal of Solids and Structures. 2012;49(13):1453–1462. https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2012.02.023.
[7] Briassoulis D. Equivalent orthotropic properties of corrugated sheets. Computers & Structures. 1986;23(2):129–138. https://doi.org/10.1016/0045- 7949(86)90207-5.
[8] Eldib MH. Shear buckling strength and design of curved corrugated steel webs for bridges. Journal of Constructional Steel Research. 2009;65(12):2129–2139. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2009.07.002.
[9] Gajdzicki M, Perliński W, Michalak B. Stability analysis of bi-directionally corrugated steel plates with orthotropic plate model. Engineering Structures. 2018;160:519–534.
[10] Perliński W. Stateczność jedno- oraz dwukierunkowo wstępnie pofałdowanych sinusoidalnie ścianek kształtowników stalowych. Rozprawa doktorska. Łódź: Politechnika Łódzka; 2017.
[11] Kozanecki D, Wirowski A, Rabenda M. Static and dynamic analysis of bidirectionally sinusoidal corrugated steel shells – Comparative FEA study. Applied Sciences. 2024;14(17):7936. https://doi.org/10.3390/app14177936.
[12] Kiymaz G, Coskun E, Cosgun C, Seckin E. Transverse load carrying capacity of sinusoidally corrugated steel web beams with web openings. Steel and Composite Structures. 2010;10(1): 69–85.
[13] Che Q, Xu P, Li Z, Ma W, Yao S. Crashworthiness analysis of a multi-layered bi-directionally corrugated steel plates structure. Science Progress. 2020;103(3):0036850420950158. https://doi. org/10.1177/0036850420950158.
[14] Aoki Y, Maysenhölder W. Experimental and numerical assessment of the equivalent-orthotropic-thin-plate model for bending of corrugated panels. International Journal of Solids and Structures. 2017;108:129–137. https:// doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2016.07.042.
[15] Lang K, Su M. Equivalent orthotropic model for corrugated plates based on simplified constitutive relation. Heliyon. 2022;8(10):e11096. https://doi. org/10.1016/j.heliyon.2022.e11264.
[16] Yang X, Ma J, Shi Y, Sun Y, Yang J. Crashworthiness investigation of the bi-directionally corrugated core sandwich panel under quasi-static crushing load. Materials & Design. 2017;135:275-290. https://doi.org/10.1016/j. matdes.2017.09.040.
[17] Zhang Y, Chen Y, Yun L, Liang X. Mechanical performance of bio-inspired bidirectional corrugated sandwich pressure shell under external hydrostatic pressure. China Ocean Engineerig. 2024;38:297-312. https://doi. org/10.1007/s13344-024-0025-y.
[18] Dlubal Software GmbH. RFEM 6 – Structural Analysis and Design Software, Version 6.14. Tiefenbach: Dlubal Software GmbH. https://www.dlubal. com/en/products/rfem-fea-software/what-is-rfem, dostęp: 14.06.2026.

Received: 30.06.2026 / Artykuł wpłynął do redakcji: 30.06.2026 r.
Revised: 24.08.2026 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 24.08.2026 r.
Published: 21.10.2026 / Opublikowano: 21.10.2026 r.

Materiały Budowlane 10/2026, strona 109-120 (spis treści >>)