Kapasitet til vippeutsatte staver

Abstract

Vipping er en instabilitet som på mange måter kan sammenliknes med stavknekking. Forskjellen mellom de er blant annet lastsituasjoner som induserer instabiliteten og den resulterende deformasjonen. Analogt til stavknekkingens Ncr har man for vipping et kritisk bøyemoment – Mcr. Det kritsike momentet brukes som basis for vippekapasiteten til et konstruksjonselement i henhold til Eurokode 3.

Denne rapporten starter med en sammenfatning av det teoretiske grunnlaget for å bestemme det kritiske vippemomentet. Videre finnes en gjennomgang av gjeldende bestemmelser og beregningsmetoder for behandling av vipping fra Eurokode 3 og 9.

Målet med denne masteroppgaven er å etterprøve eller verifisere bestemmelsene i Eurokode. Dette er forsøkt gjort ved elementberegninger av et antall lastsituasjoner og bjelkelengder fordelt på tre tverrsnitt, henholdsvis he1000b, ipe600 og he400b. Fra elementanalysenes egenverdier og responskurver er henholdsvis simulert kritisk moment og vippekapasitet beregnet.

Beregningene er utført med lineær og ikke-lineær elementmetode ved hjelp av programmet Simulia Abaqus Version 6.8-2. I tillegg er også Microsoft Visual Studio 2008 og Intel Fortran 10.1.030 for å implementere egenspenninger i beregningene. Elementmodellene ble bygget opp av skallelementer med de begrensninger og fordeler det bringer med seg. En av konsekvensene av dette valget er at tverrsnittene måtte forenkles, da skallelementene ikke kan representere det opprinnelige tverrsnittets radier.

Etter en oppsummering av resultatene, sammenliknes de med Eurokodens vippekurver. Videre vurderes resultatene i lys av valg som ble gjort ved oppbygging av analysemodellene. Her er innvirkning av forskjellige randbetingelser, elementstørrelser, tverrsnittsforenklinger med mer undersøkt med et antall tilleggsanalyser.

Rapporten avsluttes med konklusjon og forslag til videre arbeid.