Potresna odpornost varjenih spojev prečka-steber v hibridnih pomičnih in zavetrovanih okvirih

Blaž Čermelj (2015) Potresna odpornost varjenih spojev prečka-steber v hibridnih pomičnih in zavetrovanih okvirih. Doktorska disertacija.

Predogled

PDF Prenos (49Mb)

Povzetek

V nalogi je bila, na osnovi eksperimentalnih cikličnih testov, opravljena študija potresne odpornosti varjenih polnonosilnih spojev prečka-steber ojačanih z rebroma in veznima pločevinama. Pri tem so bili uporabljeni različni protokoli obremenjevanja. Za dosego večje robustnosti koncepta močan steber/šibka prečka so bili uporabljeni sovprežni stebri. Upoštevana je hibridna zasnova momentnih okvirov, pri čemer je jeklo visoke trdnosti uporabljeno v stebrih, nedisipativnih elementih, mehko konstrukcijsko jeklo pa v disipativnih prečkah. Dodatni parameter študije je bil visok nivo osne sile v stebru. Vsi preizkušanci so izkazali obnašanje skladno s konceptom načrtovane nosilnosti: varovan neduktilen varjeni stik ob pasnici stebra je ostal nepoškodovan, vse plastične deformacije so bile skoncentrirane v prečki za ojačanim delom. Vsi spoji testirani s spremenljivo amplitudo rotacije so zadostili prekvalifikacijskim pogojem iz EN 1998-1 in ANSI/AISC 341-10. Rezultati testov skupaj z eksperimentalnimi podatki iz literature so služili za verifikacijo numeričnega modela, ki je bil uporabljen v nadaljni parametrični študiji obeh konfiguracij ojačanih spojev pri monotoni in ciklični obremenitvi. Pomemben del študije obsega razvoj krivulje poškodb za analizo nizkocikličnega utrujanja spojev. Namen numerične parametrične študije je podkrepitev predlaganih priporočil za detajliranje in dimenzioniranje obeh obravnavanih tipov ojačanih spojev; predvsem v smislu zajema morebitnih neugodnih vplivov iz naslova različnih velikosti in geometrije I in H prečnih prerezov prečk, ki se pogosto uporabljajo v Evropi. Vsi analizirani polnonosilni spoji izpostavljeni monotoni in ciklični obremenitvi so izkazali polno plastično kapaciteto priključene prečke. Parametrična študija je potrdila rezultate testov: spoj z veznima pločevinama se obnaša bolje kot spoj ojačan z rebroma; tlačna osna sila v stebru do vrednosti 60 % njegove tlačne nosilnosti ne vpliva na obnašanje varjenega stika prečkasteber; za analiziran nabor prerezov prečk predlagan koncept dimenzioniranja daje povsem sprejemljive dimenzije ojačilnih pločevin. Študija predstavlja pomemben doprinos tudi v smislu mejne upogibne nosilnosti jeklenih prečk in potrjuje potrebo po uporabi dvojne klasifikacije jeklenih elementov pri potresno odpornem projektiranju: glede na njihovo duktilnost in dodatno upogibno nosilnost. Pri tem je bila posebej obravnavana večja možna nosilnost prečke zaradi pričakovane vrednosti tečenja materiala γov in dodatna nosilnost s zaradi plastičnega utrjevanja jekla, kar še vedno ostaja nejasno obravnavano v EN 1998-1. Največja vrednost skupnega faktorja dodatne nosilnosti v skladu z EN 1998-1 znaša 1.1× γov = 1.375. V študiji je jasno pokazano, da ta vrednost v določenih primerih ne zagotavlja dovolj velike dodatne nosilnosti spoja za razvoj polnoplastične kapacitete priključene prečke. Predlagani vrednosti γov = 1.25 in s = 1.2 dajeta vrednost skupnega faktorja dodatne nosilnosti γov' = s·γov = 1.5, kar se je izkazalo zadovoljivo.

Akcije (potrebna je prijava)