Bjelke-søyle-forbindelser påkjent av statisk og dynamisk last

Abstract

Denne rapporten undersøker responsen av en tosidig bjelke-søyle-forbindelse utsatt for kvasi-statisk og dynamisk belastning. For kvasi-statisk respons av knutepunkt foreligger det endel tidligere arbeid, men det finnes lite tidligere forskning av dynamisk lastpåkjenning. For den kvasi-statiske lastpåkjenningen ble responsen analysert ut fra eksperimentelle forsøk, numeriske simuleringer og analytisk løsningsmetode. For den dynamiske lastpåføringen ble responsen analysert ved eksperimentelle forsøk og numeriske simuleringer. Numeriske simuleringer ble utført ved bruk av elementmetodeprogrammet Abaqus, mens analytisk løsningsmetode ble beregnet etter eurokode, NS-EN 1993-1-8. Kraft-forskyvningskurvene som ble registrert under forsøkene, ble brukt som sammenligningsgrunnlag mot de øvrige analysene. Det ble gjennomført fire fullskalaforsøk av knutepunktet, to med kvasi-statisk og to med dynamisk belastning. I tillegg til fullskalaforsøkene ble det også gjennomført strekktester av komponentene i knutepunktet. Data fra strekktestene ble brukt til å lage materialmodeller for de ulike komponentene, som videre ble implementert i numeriske simuleringer og analytiske beregninger. De numeriske simuleringene gjenskapte både maksimal kapasitet og deformasjonsmønster fra forsøkene. Analytisk løsningsmetode viste at det var strekkbrudd i skruene sammenfallende med flyt i endeplate som begrenset kapasiteten til knutepunktet. Dette gjenspeilte hva som ble registrert i forsøk og numerisk simulering. Ved beregning etter eurokoden var derimot kapasiteten til knutepunktet konservativ sammenlignet med de øvrige kapasitetsanalysene. Generelt viste de numeriske simuleringene at elementmetodeprogram kan benyttes for finne kapasiteten av en bjelke-søyle-forbindelse for både dynamisk og kvasi-statisk lastpåkjenning. Ved sammenligning av kvasi-statisk og dynamisk respons av knutepunktet, ble det konkludert med at kapasiteten til knutepunktet vil være større ved dynamisk lastpåføring sammenlignet med kvasi-statisk. For det spesifikke knutepunktet, evaluert i denne rapporten, var skruene dimensjonerende for kapasiteten. På bakgrunn av dette ble det gjennomført en numerisk analyse av knutepunktet med større skruedimensjoner. Ut fra den numerisk analysen var det tydelig at kapasiteten til knutepunktet kunne økes betydelig ved å benytte større skruedimensjoner.