Vzdolžno ojačani polnostenski nosilci pri interakciji velikih upogibnih in strižnih obremenitev

Franc Sinur (2011) Vzdolžno ojačani polnostenski nosilci pri interakciji velikih upogibnih in strižnih obremenitev. Doktorska disertacija.

Predogled

PDF Prenos (67Mb)

Povzetek

Polnostenske nosilce običajno sestavljajo vitke stojine in kompaktne pasnice. Za povečanje nosilnosti se stojina ojača s prečnimi in vzdolžnimi ojačitvami razlicnih oblik. Posebnost polnostenskih nosilcev, ki se uporabljajo za premostitev večjih razponov, je izkazovanje velike postkritične nosilnosti, ki je dosežena potem, ko se pločevina že izboči. Za boljše razumevanje obnašanja vzdolžno ojačanih polnostenskih nosilcev, obremenjenih z velikimi upogibnimi momenti in strižnimi silami, smo izvedli štiri eksperimente na nosilcih naravnih dimenzij. Rezultati eksperimentalnih testov so bili uporabljeni za verifikacijo numeričnega modela, uporabljenega za nadaljnje študije vpliva različnih parametrov. Na verificiranem numeričnem modelu smo opravili študijo vpliva začetnih geometrijskih nepopolnosti in zaostalih napetosti na nosilnost. Upoštevane so bile naslednje začetne geometrijske nepopolnosti: dejanske izmerjene, lastne oblike uklonske analize in deformirane oblike nosilca, določene s predhodno nelinearno analizo idealnega nosilca. Vpliv zaostalih napetosti smo upoštevali s poenostavljenim modelom razporeditve napetosti po prerezu, pri čemer smo spreminjali nivo tlačnih napetosti v pločevini. Končno vrednost vpliva zaostalih napetosti smo določili na podlagi nivoja zaostalih napetosti, ki smo jih izmerili v prerezu testnega nosilca. S poenostavljenim verificiranim numeričnim modelom smo z namenom določitve nosilnosti vzdolžno ojačanih nosilcev sistematično opravili parametrično nelinearno analizo. Na podlagi 630 numeričnih simulacij smo določili novo interakcijsko enačbo za območje velikih strižnih in upogibnih obremenitev ter določili prerez v panelu, kjer naj se kontrola interakcije izvede. Sledila je obširna analiza zanesljivosti petih modelov odpornosti, in sicer modela odpornosti iz EN 1993-1-5, novo določene enačbe, modela, ki določa bruto upogibno nosilnost prereza, ter dveh modelov, ki sta kombinacija prvih treh. Namen analize zanesljivosti je bil določitev delnih varnostnih faktorjev in kontrola ustreznosti modelov, ki jih določa EN 1993-1-5. Na podlagi obsežnih analiz smo pokazali, da se nosilnost vzdolžno ojačanih polnostenskih nosilcev lahko določi po EN 1993-1-5 pri pogojih, da se interakcija izvede na oddaljenosti hwi,max/2 in da se pri bruto upogibni nosilnosti prereza upošteva varnostni faktor M1 = 1,1. V zadnjem delu naloge smo se dotaknili tudi določitve vplivov diagonalnega nateznega polja na vmesne prečne ojačitve. V ta namen smo opravili dva eksperimentalna testa na nosilcih naravne velikosti ter tako določili velikost osnih sil v prečnih ojačitvah. Sledila je sistematična parametrična študija, na podlagi katere smo raziskali vpliv togosti ojačitev na mejno nosilnost nosilca. Pokazali smo, da je določanje velikosti osnih sil po EN 1993-1-5 konzervativno, in predlagali nov način projektiranja togih prečnih ojačitev, ki temelji le na upogibni togosti teh ojačitev.

Akcije (potrebna je prijava)