Stivhet til endeplateforbindelser i hulprofil

Abstract

Eurokode 3 del 1-8 (NS-EN 1993-1-8) gir beregningsregler for stivheten til knutepunkt med H- og I-profiler. Beregningen baserer seg på en komponentmetode der knutepunktet deles inn i basiskomponenter med kjent oppførsel. Basiskomponentene kombineres så for å beskrive oppførselen til hele knutepunktet. Beregningsreglene i Eurokoden dekker ikke knutepunkt med hulprofil direkte og en alternativ stivhetsmodell ble derfor utviklet av Fredrik Torp Karlsen i hans studentarbeid. Modellen tar hensyn til den delen av endeplaten som ligger innenfor hulprofilet. Det tas i denne oppgaven utgangspunkt i Karlsens modell for vurdering av stivheten til strekkskjøter med hulprofil. Det er gjennomført laboratorieforsøk av seks knutepunkter med ulik geometri. Forsøkene er gjennomført både med og uten forspente bolter. Dette er gjort for å kunne vurdere betydningen av forspenning for stivheten. Forsøkene er deretter simulert numerisk i elementmetodeprogrammet Abaqus. De numeriske simuleringene er sammenlignet med laboratorieforsøkene og håndberegninger etter Eurokoden og Karlsens stivhetsmodell.Sammenligningen viser at Karlsens stivhetsmodell estimerer stivheten bedre enn Eurokoden. Samtidig viser den at stivhetsmodellen overestimerer stivheten i forhold til stivheter funnet i laboratorieforsøk og numeriske simuleringer. Ved å gjennomføre en parameterstudie med ulike knutepunktsgeometrier justeres den opprinnelige stivhetsmodellen. Den justerte modellen gir mindre gjennomsnittlige avvik i forhold til laboratorieforsøkene og de numeriske simuleringene enn den opprinnelige modellen.Det er også utviklet en korreksjonsfaktor for Eurokoden med mål om å kunne benytte det eksisterende formelverket for H- og I-profiler for knutepunkt med hulprofil. Eurokoden med korreksjonsfaktor gir høyere gjennomsnittlige avvik, men mindre spredning i resultatene enn den justerte stivhetsmodellen. Likevel, det kreves store korreksjoner for de fleste knutepunktsgeometriene for at Eurokoden skal gi et godt estimat av stivheten. Det tyder på at modellen som inkluderer endeplaten innenfor hulprofilet estimerer stivheten til strekkskjøter med hulprofil best.