| dc.description.abstract | Denne oppgaven har behandlet uavstivede bjelker utsatt for konsentrerte krefter i steg introdusert
fra eksempelvis ovenpåliggende bjelker eller momentvirkning i tilknyttede bjelker ved
forbindelser. I det forsøket har en overordnet gjennomgang av tidligere litteraturer blitt presentert.
Oppgaven ble løst med en parameterstudie ved hjelp av numeriske simuleringer, der
kapasitet for konsentrert ble sett på i forhold til ulike variabler. Før parameterstudiet var mulig,
måtte FEM-modellen bli validert med resultater fra laboratorieforsøk. Det ble derfor også utført
et laboratorieførsøk til dette formålet.
Kapasitet i bjelkesteg utsatt for konsentrerte tverrkrefter er et tema som har blitt behandlet i
mange publikasjoner. Gjeldende beregningsregler finnes i regelverket for stålkonstruksjoner i
"Eurokode 3, del 1-5: Plater påkjent i plateplanet" under kapittel "6 Kapasitet for tverrkrefter"
og "Eurokode 3: del 1-8" under "delkapittel "6.2.6.2 Steg i søyle med tverrtrykk". Førstnevnte
er utviklet med utgangspunkt i høye platebærere, mens sistnevnte behandler tilfellet ved
knutepunkter med vanlige bjelkedimensjoner. Andre behandlede publikasjoner er Gozzi (2007)
og Taras (2017)s forslag til CEN-TC250-SC3.
Trepunktstest med en IPE220-bjelke og strekktest ble utført i laboratoriet for bestemmelse av
maksimal last og materialegenskaper, som senere ble benyttet til å kalibrere den numeriske
modellen av samme bjelke. Avviket mellom maksimal last oppnådd i laboratoriet og numerisk
simulering ble til 2, 2%, og den numeriske modellen ble antatt å være god nok for oppgavens
formål.
Etter at modellen er blitt kalibrert med eksperimentet ble en parameterstudie utført, der treffsikkerheten
av beregningsmetodenes kapasitet ble vurdert av dets forhold til den maksimale
lasten oppnådd i den numeriske simulering, som funksjon av ulike variabler.
Ingen av nevnte beregningsmodeller fanget variasjon av lastpåføringslengde på en bra måte.
Platestandarden og Gozzi(2017) var bedre egnet til å forutsi kapasiteten når lasten påføres
over en relativt bred lengde på bjelkens flens, for eksempel ved en tvers- og ovenpåliggende
bjelke. Forbindelsestandarden var bedre til å forutsi kapasiteten for lavere lastpåføringslengder
tilsvarende en flenstykkelse, noe som er tilfelle ved en forbindelse. Ved lave lastlengder
tilsvarende en flenstykkelse, klarte Taras (2017)s forslag til CEN-TC250-SC3 å forutsi kapasiteten
perfekt, men overestimeringen var stor for høye lastlengder.
Generelt kunne reduksjonsfaktor for knekking og variasjon i bjelkelengde forbedres i alle beregningsmetoder.
Beregningsmodellen i platestandarden gir relativt bra forutsigelse av kapasitet
ved varierende slankhet, men parameteren m2 får metoden til å overestimere kapasiteten
for enkelte bjelker. Forbindelsestandardens dimensjoneringsregler er den mest konservative
og underestimerer kapasiteten relativt mye. Dette har sammenheng med en for lav reduksjonsfaktor
for knekking. Taras (2017)s forslag som i grunn er samme beregningsmetode angitt
i forbindelsesstandarden, men uten reduksjonsfaktor, gir en betraktelig bedre kapasitet
enn forbindelsestandarden. Mange overestimeringer av kapasitet i Taras (2017) kompenseres
med en grense for når beregningsmetoden kan benyttes. Imidlertid har denne grensen stor
forbedringspotensiale. Gozzi (2007) som i grunn er samme beregningsmetode angitt i platestandarden,
men i fravær av parameteren m2, fanger opp ulike variabler i kapasitetsberegningen
omtrent like bra som platestandarden, men reduksjonsfaktoren for knekking er for optimistisk
kalibrert og overestimerer mange kapasiteter. Om metodens reduksjonsfaktor for knekking
rekalibreres, kan den potensielt bli mer treffsikker enn platestandarden.
Interaksjonsformelen i platestandarden som tar hensyn til momentvirkning har moderate
forbedringsmuligheter. Forbindelsestandardens måte å ta hensyn til momentvirkning på har
store forbedringsmuligheter, men det bør kanskje legges mer energi i å forbedre kapasitetsberegningen
før en eventuell forbedring av momentinteraksjon. | |
