Eksperimentell og numerisk studie av X-knutepunkter med sentrisk og eksentrisk plasserte rektangulære hulprofiler belastet med ut-av-planet bøyemoment

Abstract

I denne studien ble momentkapasitet til X-knutepunkter av rektangulære hulprofiler (RHS) undersøkt. Knutepunktene er satt sammen av hovedbjelke og sekundærbjelke. Formålet var å sammenligne sentrisk og eksentrisk plasserte sekundærbjelker, både eksperimentelt og numerisk, fordi det ikke er etablert formler for eksentriske knutepunkt i Eurokode. Det ble gjennomført en numerisk parameterstudie, hvor modellen benyttet materialegenskaper fra materialtest, og de numeriske modellene ble validert av de fysiske forsøkene. Parametrene som ble undersøkt var ulik modellering av sveis, varierende a-mål, ulike dimensjoner på hulprofiler i knutepunkter med lik beta, ulike beta-verdier, og ulike tykkelser på profilene.

Det ble gjennomført fire fysiske forsøk. To med sentrisk plassert sekundærbjelke, og to med eksentrisk plassert sekundærbjelke. Alle forsøkene hadde beta-verdi på 0,625. Alle forsøk og numeriske analyser ble gjennomført med X-knutepunkter av rektangulære hulprofiler. Både fysiske forsøk og numeriske analyser viser at eksentriske knutepunkt har lavere momentkapasitet enn sentriske knutepunkt, men de eksentriske er mer elastiske. Alle parametrene som ble undersøkt har betydelig innvirkning på kapasitet, og det er forskjell på hvor stor grad de påvirker henholdsvis sentrisk og eksentrisk knutepunkt. Ulik størrelse med lik beta er det som gir størst endring i oppførsel.

In this study, the moment capacity of X-joints made of rectangular hollow sections (RHS) was investigated. The joints consisted of a chord and a brace. The purpose was to compare concentrically and eccentrically placed braces, both experimentally and numerically, as there are no established formulas for eccentric joints in the Eurocode. A numerical parameter study was conducted, where the model used material properties from material tests, and the numerical models were validated by the physical experiments. The parameters investigated included different modeling of welds, varying weld sizes, different dimensions of hollow sections in joints with the same beta value, different beta values, and different thicknesses of the profiles.

Four physical experiments were conducted. Two with a concentrically placed secondary beam and two with an eccentrically placed secondary beam. All experiments had a beta value of 0.625. All experiments and numerical analyses were carried out on X-joints made of rectangular hollow sections. Both physical experiments and numerical analyses showed that eccentric joints have lower moment capacity than concentric joints, but the eccentric joints are more elastic. All the parameters investigated have a significant impact on the capacity, and there is a difference in the degree to which they affect concentric and eccentric joints respectively. Different sizes with the same beta value cause the greatest change in behavior.