Trapézlemez gerincő tartók beroppanásvizsgálata

Hasonló dokumentumok
Trapézlemez gerincő tartók beroppanásvizsgálata

Korrodált acélszerkezetek vizsgálata

Nagyszilárdságú acélhidak Innovatív méretezési eljárások fejlesztése

Végeselemes analízisen alapuló méretezési elvek az Eurocode 3 alapján. Dr. Dunai László egyetemi tanár BME, Hidak és Szerkezetek Tanszéke

Magasépítési öszvérfödémek numerikus szimuláció alapú méretezése

Acél trapézlemez gerincű öszvér és hibrid tartók vizsgálata, méretezési háttér fejlesztése

Trapézlemez gerincű tartók beroppanási ellenállásának meghatározása. Kövesdi Balázs Budapest Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Szerkezeti elemek globális stabilitási ellenállása

Gyakorlat 04 Keresztmetszetek III.

ANSYS alkalmazások a BME Hidak és Szerkezetek Tanszékén. Hidak és Szerkezetek Tanszéke

Nyírt csavarkapcsolat Mintaszámítás

Acéllemezbe sajtolt nyírt kapcsolat kísérleti vizsgálata és numerikus modellezése


Trapéz gerincű hibrid tartók beágyazott kapcsolatainak kísérleti és numerikus vizsgálata

Öszvér oszlopok kialakítása, THÁ, nyírt kapcsolatok, erőbevezetés környezete. 2. mintapélda - oszlop méretezése.

Dr. Szabó Bertalan. Hajlított, nyírt öszvértartók tervezése az Eurocode-dal összhangban

Öszvér oszlopok kialakítása, THÁ, nyírt kapcsolatok, erőbevezetés környezete. 2. mintapélda - oszlop méretezése.

Mérnöki faszerkezetek korszerű statikai méretezése

Cölöpcsoport elmozdulásai és méretezése

DEBRECENI EGYETEM, MŰSZAKI KAR, ÉPÍTŐMÉRNÖKI TANSZÉK. Acélszerkezetek II. VI. Előadás. Rácsos tartók hegesztett kapcsolatai.

Szemináriumi elıadás tavaszi félév

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék. Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés. Dr. Móczár Balázs

Hajlított elemek kifordulása. Stabilitásvesztési módok

TERMÉKTERVEZÉS NUMERIKUS MÓDSZEREI. 1. Bevezetés

Hegesztett gerinclemezes tartók

Gyakorlat 03 Keresztmetszetek II.

DEBRECENI EGYETEM, MŰSZAKI KAR, ÉPÍTŐMÉRNÖKI TANSZÉK. Acélszerkezetek II. IV. Előadás

Külpontosan nyomott keresztmetszet számítása

Hidak Darupályatartók Tornyok, kémények (szélhatás) Tengeri építmények (hullámzás)

Síklapokból álló üvegoszlopok laboratóriumi. vizsgálata. Jakab András, doktorandusz. BME, Építőanyagok és Magasépítés Tanszék

Használhatósági határállapotok. Alakváltozások ellenőrzése

Toronymerevítık mechanikai szempontból

Fa- és Acélszerkezetek I. 1. Előadás Bevezetés. Dr. Szalai József Főiskolai adjunktus

Innovatív, trapézlemez gerincű öszvér és hibrid hídgerendák fejlesztése

Földrengésvédelem Példák 1.

Acélszerkezetek korszerű tűzvédelmének néhány kérdése

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék. Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés. Dr. Móczár Balázs

Könnyűszerkezetes tetőrendszerek vizsgálata és méretezése

Rákóczi híd próbaterhelése

TARTÓSZERKEZETEK II. NGB_se004_02 Vasbetonszerkezetek

CONSTEEL 8 ÚJDONSÁGOK

Kiöntött síncsatornás felépítmény kialakításának egyes elméleti kérdései

FÉLMEREV KAPCSOLATOK NUMERIKUS SZIMULÁCIÓJA

ACÉLSZERKEZETEK I. LEHÓCZKI Bettina. Debreceni Egyetem Műszaki Kar, Építőmérnöki Tanszék. [1]

Ejtési teszt modellezése a tervezés fázisában

A= a keresztmetszeti felület cm 2 ɣ = biztonsági tényező

Fa- és Acélszerkezetek I. 11. Előadás Faszerkezetek II. Dr. Szalai József Főiskolai adjunktus

Alumínium szerkezetek tervezése 5. előadás

Függőleges és vízszintes vasalás hatása a téglafalazat nyírási ellenállására

Lindab DimRoof v. 3.3 Szoftver bemutató

Dr. Móczár Balázs. BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék. Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

Többszörösen merevített lemezes szerkezetek ellenállása és duktilitása

HÍDKONFERENCIA 2019 GERENDA VÁLASZTÁS FA-BETON ÖSZVÉRTARTÓKHOZ

Keresztmetszet másodrendű nyomatékainak meghatározása

Rugalmasan ágyazott gerenda. Szép János

TARTÓSZERKEZETEK II. NGB_se004_02 Vasbetonszerkezetek

KRITIKUS KÉRDÉS: ACÉL ELEMEK

Központosan nyomott vasbeton oszlop méretezése:

Lemez- és gerendaalapok méretezése

FÉMGYURUS FAKAPCSOLATOK PALÁSTNYOMÁSI TEHERBÍRÁSÁNAK VIZSGÁLATA PONTOSÍTOTT FELÜLETI NYOMÁSELOSZLÁS ALAPJÁN

Kisciklusú fárasztóvizsgálatok eredményei és energetikai értékelése

Középfeszültségű gázszigetelésű kapcsolóberendezések villamos szilárdsági méretezése. Madarász Gy. - Márkus I.- Novák B.

Fa- és Acélszerkezetek I. 8. Előadás Kapcsolatok II. Hegesztett kapcsolatok. Dr. Szalai József Főiskolai adjunktus

Szádfal szerkezet ellenőrzés Adatbev.

Székely Bence Daruline Kft.

10. ELŐADÁS E 10 TARTÓSZERKEZETEK III. SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM. Az ábrák forrása:

Öszvér gerendák kifordulása. Használhatósági határállapotok; nyírt kapcsolatok méretezése 1. mintapélda gerenda HHÁ

Konzulensek: Czeglédi Ádám Dr. Bojtár Imre

Csővezetékekben lévő korróziós hibák veszélyességének értékelési rendszere

POLIMERTECHNIKA Laboratóriumi gyakorlat

2. fejezet: Vasbeton keresztmetszet ellenõrzése hajlításra

SÍKALAPOK TERVEZÉSE. BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék. Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

Méréselmélet és mérőrendszerek 2. ELŐADÁS (1. RÉSZ)

MECHANIKA I. rész: Szilárd testek mechanikája

előadás Falszerkezetek

Gyakorlati útmutató a Tartók statikája I. tárgyhoz. Fekete Ferenc. 5. gyakorlat. Széchenyi István Egyetem, 2015.

Tartószerkezetek II. Használhatósági határállapotok május 07.

Mérési hibák

ÁGAZATI SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA VEGYIPAR ISMERETEK EMELT SZINTŰ GYAKORLATI VIZSGA MINTAFELADATOK ÉS ÉRTÉKELÉSÜK

Ebben a fejezetben egy szögtámfal tervezését, és annak teljes számítását mutatjuk be.

TARTÓ(SZERKEZETE)K. 8. Tartószerkezetek tervezésének különleges kérdései (állékonyság, dilatáció, merevítés) TERVEZÉSE II.

A végeselem módszer alapjai. 2. Alapvető elemtípusok

Tartószerkezetek tervezése tűzhatásra - az Eurocode szerint

Acélszerkezetek I. Gyakorlati óravázlat. BMEEOHSSI03 és BMEEOHSAT17. Jakab Gábor

K - K. 6. fejezet: Vasbeton gerenda vizsgálata Határnyomatéki ábra előállítása, vaselhagyás tervezése. A határnyíróerő ábra előállítása.

EC4 számítási alapok,

- Elemezze a mellékelt szerkezetet, készítse el a háromcsuklós fa fedélszék igénybevételi ábráit, ismertesse a rácsostartó rúdelemeinek szilárdsági

Tartalom C O N S T E E L 1 2 Ú J D O N S Á G O K

Geometriai adatok. réteghatárok magassági helyzete földkiemelési szintek geotechnikai szerkezet méretei

Öszvér gerendák kifordulása. Használhatósági határállapotok; nyírt kapcsolatok méretezése 1. mintapélda gerenda HHÁ

TERVEZÉSI ÚTMUTATÓ METAL-SHEET TRAPÉZLEMEZEKHEZ

SZIMULÁCIÓ ÉS MODELLEZÉS AZ ANSYS ALKALMAZÁSÁVAL

TERMÉKSZIMULÁCIÓ. Dr. Kovács Zsolt. Végeselem módszer. Elıadó: egyetemi tanár. Termékszimuláció tantárgy 6. elıadás március 22.

LINDAB LTP150 TRAPÉZLEMEZ STATIKAI MÉRETEZÉSE TERVEZÉSI ÚTMUTATÓ

CAD-CAM-CAE Példatár

Acélszerkezetek. 3. előadás

Építőmérnöki alapismeretek

Tartószerkezetek modellezése

Minden jog fenntartv TERVEZÉSI ÚTMUTATÓ TRAPÉZLEMEZEKHEZ. Metál-Sheet Kft. Minden jog fenntartva!

Vasbetonszerkezetek II. Vasbeton lemezek Rugalmas lemezelmélet

Átírás:

Trapézlemez gerincő tartók beroppanásvizsgálata Témavezetı: Dr. Dunai László Készítette: Kövesdi Balázs

Bevezetés Korábbi eredmények rövid áttekintése Kísérletek bemutatása és értékelése Új kutatási irányok megfogalmazása Hajlítás és beroppanás interakciójának vizsgálata Végeselem alapú méretezési eljárás kidolgozása Eddigi munka összegzése További kutatási irányok

Korábbi eredmények áttekintése Beroppanásvizsgálat Szakirodalmi háttér alapján Fáradásvizsgálat Szakirodalmi háttér alapján Numerikus modell kidolgozása Kísérleti program kidolgozása Paramétervizsgálat (teherbírást befolyásoló paraméterek meghatározása) 1. Kísérletek értékelése 2. Szerkezeti részlet fáradási osztályba sorolása Analitikus méretezési eljárás kidolgozása R = R w + R f = ρ ss t f kα + 2 4 M w yw plf δ t w f yw

Kísérletek bemutatása Kísérleti program: 12 próbatest Vizsgálati célok: 1. terhelt mezı hatása (párhuzamos, ferde, kettı találkozása) 2. erıbevezetési hossz hatása (9, 2, 38 mm) 3. fesztáv hatása (114, 15, 1875 mm) 4. övvastagság hatása (2, 3 mm) 5. excentricitás hatása

Kísérletek felhasználása, új kutatási irányok 1. Méretezési eljárás módosítása és igazolása 2. Beroppanás és hajlítás interakciója 16 Kísérletek és méretezési eljárás összehasonlítása 1,4 Interakció vizsgálata (gerinc nélkül számolva) 14 1,2 12 1 Rexp [kn] 1 8 6 4 kísérletek n1=m Ed /M R d.,8,6,4 négyzetes összegzés EC3 síkgerinc kísérlet 2 R design [kn] 2 4 6 8 1 12 14 16,2 n2=f Ed/F Rd,2,4,6,8 1 1,2 1,4 3. Végeselem alapú méretezési eljárás kidolgozása Helyettesítı geometriai imperfekció felvételének kidolgozása

Beroppanás és hajlítás interakciója EC3 ajánlása síkgerincő tartókra: η +,8 η 1, 4 2 1 Kísérletek azt mutatták, hogy trapézlemez gerincő tartókra nem, vagy csak korlátozottan használható. Cél: Új interakciós képlet kidolgozása trapézgerincő tartókra. Kutatási stratégia: 1. Kísérletek felhasználásával és 2. nagyszámú numerikus paramétervizsgálattal az interakció vizsgálata Új görbe meghatározása

Beroppanás és hajlítás interakciója Numerikus eredmények kiértékelése 1,4 Interakció vizsgálata (összes eredmény) n1 - hajlítási kihasználtság. 1,2 1,8.,6,4,2 EC3 ajánlás sikgerincő tartókra num erikus eredm ények kís érletek ajánlás 1,2,4,6,8 1 1,2 1,4 n 2 - beroppanási kihasználtság η + η 1. ajánlás új interakciós képletre:.3 1, 2 1

Beroppanás és hajlítás interakciója Az 1. ajánlás bizonyos esetekben gazdaságtalan tervezéshez vezethet. Hajlítónyomatékot öv veszi fel Keresztirányú erıt öv és gerinc együtt 1. Öv ellenállása dominál 2. Gerinc ellenállása dominál Hajlítás és beroppanás interakciója jelentıs teherbíráscsökkenést eredményez. Hajlítás és beroppanás interakciója nem okoz jelentıs teherbíráscsökkenést. 1. ajánlás alkalmazható 2. ajánlást dolgoztunk ki

Beroppanás és hajlítás interakciója Kiindulás: Beroppanási ellenállásban az övek 4 képlékeny csukló kialakulásával vesznek részt. ss Feltételezés: Két képlékeny csukló ellenállását elviszi a hajlítónyomaték. Ezek kiesnek a beroppanási ellenállás szempontjából. 2. ajánlás: Pu Pf / 2 η + 1 η1 Pu 2 1,

Beroppanás és hajlítás interakciója Két ajánlás bemutatása 1. Öv ellenállása dominál Pl: erıbevezetési hossz kicsi övvastagság relatív nagy 2. Gerinc ellenállása dominál Pl: erıbevezetési hossz nagy övvastagság relatív kicsi 1,4 Interakció vizsgálata (ss=9mm) 1,4 Interakció vizsgálata (ss=6mm) n1 - hajlítási kihasználtság. 1,2 1,8.,6,4,2 ajánlás 1 EC3 ajánlása numerikus eredmények ajánlás 2 n1 - hajlítási kihasználtság. 1,2 1,8.,6,4,2 ajánlás 1 EC3 ajánlása numerikus eredmények ajánlás 2,2,4,6,8 1 1,2 1,4 n 2 - beroppanási kihasználtság,2,4,6,8 1 1,2 1,4 n 2 - beroppanási kihasználtság 1. ajánlás alkalmazható 2. ajánlás alkalmazható A két ajánlás közül mindig a kedvezıbb alkalmazható.

Végeselem alapú méretezési eljárás Kutatási stratégia: 1. Végeselemes modell kidolgozása a kísérleti próbatestekhez 2. Kísérleti teherbírás numerikus eredmények 3. Kísérleti tönkremeneteli alak végeselemes modell 4. Kísérleti erı-elmozdulás diagramm numerikus modell 5. Numerikus modell verifikálása 6. Geometriai helyettesítı imperfekció felvételére ajánlás kidolgozása Cél: Felületszerkezeti modell segítségével a tervezési ellenállás értékének meghatározása. Helyettesítı geomeriai imperfekció: - geometriai pontatlanságokat figyelembe vesz - anyagi inhomogenitást - sajátfeszültségeket

Végeselem alapú méretezési eljárás 1. Végeselemes modell: 2. Kísérleti teherbírás és a numerikus számítás összehasonlítása: R Ansys [kn] Rexp [kn] R exp / R Ansys 1. próbatest 731,59 754,2 1,3 2. probatest 979,1 956,48,98 3. próbatest 734,26 764,75 1,4 4. próbatest 983,11 949,2,97 5. probatest 1248,44 1192,1,95 6. próbatest 1243,59 1119,33,9 7. próbatest 983,11 177,72 1,1 8. próbatest 1383,9 1263,94,91 9. próbatest 1211,56 122,48 1,1 1. próbatest 113,45 19,,99 11. próbatest 139,32 128,99,92 12. próbatest 731,59 772,39 1,6

Végeselem alapú méretezési eljárás 3. Kísérleti tönkremeneteli alak végeselemes modell

Végeselem alapú méretezési eljárás 3. Kísérleti tönkremeneteli alak végeselemes modell

Végeselem alapú méretezési eljárás 4. Kísérleti erı-elmozdulás diagramm numerikus modell 5. próbatest 9 8 F [kn] 7 6 5 4 3 lehajlás 2 kitérés 1 ANSYS_lehajlás ANSYS_kitérés -15-1 -5 5 e [mm] 1

Végeselem alapú méretezési eljárás Észrevétel a kísérletbıl: A leszálló ágban az egyes próbatestek között jelentıs különbségek vannak. 14 Erı- elmozdulás diagramm (ss=9;2;38) 12 Erı- elmozdulás diagrammok 12 1 1 8 ger2 ger3 ger4 ger5 F [kn] 8 6 ger4 ger5 F [kn] 6 4 ger14 4 2 2 e [m m ] 2 4 6 8 1 12 e [m m ] 1 2 3 4 5 6 OK: Imperfekció

Geometriai helyettesítı imperfekció Geometriai helyettesítı imperfekcióra nincs szabványos ajánlás trapézlemez gerincő tartókra. EC3-1-5 ajánlásai Cél: Kísérletek alapján a geometriai helyettesítı imperfekcióra ajánlás kidolgozása alak amplitúdó

Geometriai helyettesítı imperfekció Alak meghatározása: 1. Sajátalak 2. Tönkremeneteli alak 3. EC3 szerinti sin(x) x 1. Sajátalak jól leírható: L m f ( x) = e sin( k π x) 1,5 1, e [mm] Sin(x) 1,2 1 e [mm] 1 exp(-x) 1 L,5 hw [mm], 2 4 6 8 1 12 14 -,5 sinx -1, -1,5 x,8 e(-x)*sin(x),6,4,2 hw [mm] 5 1 15 2 25 3 exp(-x)*sin(x),8,6 e(-x)*sin(x),4,2 hw [mm], 2 4 6 8 1 12 14 -,2 -,4 e [mm] k: nullpontok távolságát m: lecsengés mértékét szabályozza -,6 -,8-1,

Geometriai helyettesítı imperfekció Sajátalakok alakulása az a i függvényében,2,15,1,5 Sajátalakok (a1 változik) a1=a2 ss=5 a1=2 a1=25 a1=3 a1=35 a1=4 a1=5 hw [mm] -,5 5 1 15 2 25 3 35 4 45 5 55 6 65 7 75 8 85 9 95 1 1 11 11 12 12 13 13 14 14 15 5 5 5 5 5 -,1 a i : lecsengést és a hullámhosszat is befolyásolja

Geometriai helyettesítı imperfekció Megvizsgáltam, hogy m és k milyen paraméterektıl függenek: paraméter m k h w igen nem k = f(ss/a i ) m = f(h w /a i, ss) t w nem nem b f nem nem t f nem nem L nem nem a i igen igen a nem nem ss igen igen

Geometriai helyettesítı imperfekció k meghatározása: k = h a w i f ( ss a i ) 1,4 Sajátalak hullámhosszak 1,3 hullámhossz / a 1 [ ] 1,2 1,1 1,9,8,7 a1/tw=83 a1/tw=67 a1/tw=5 a1/tw=33 a1/tw=42 a1/tw=1,5 1 1,5 2 ss / a 1 [ ]

Geometriai helyettesítı imperfekció m meghatározása: 2 eset van, ha ss>a i Ha ss>a i 6 ss<a i Sajátalakok lecsengése, ha ss>a1 5 4 max / min [ ] 3 2 1 2 4 h w /a i [ ] 6 8 1 max/min leolvasható errıl a diagrammról

Geometriai helyettesítı imperfekció Max/min és k ismeretében az m megadható 3, k- m m [ ] 2,5 2, k=5 k=4 k=3 k=2 1,5 1,,5 max / min [ ], 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 Ha ss<a i lecsengés felgyorsul max/min-t módosítani kell

Geometriai helyettesítı imperfekció Amplitúdó meghatározása: Kísérletekbıl indultam ki 1. sajátalak kísérlet tönkremeneteli alak sin(x) Imperfekció érzékenység - gerenda 3 16 14 12 1 1. Sajátalak 2. Tönkremeneteli alak 3. EC3 szerinti sin(x) Imperfekció érzékenységet vizsgáltam mindhárom imperfekciós alak alkalmazásával Ferde lemezmezı terhelt F [kn] 98 96 94 92 e [mm] 9-2 -1,5-1 -,5,5 1 1,5 2

Geometriai helyettesítı imperfekció Imperfekció érzékenység - gerenda 7 13 Párhuzamos lemezmezı terhelt 125 12 F [kn] 115 11 1. sajátalak kísérlet tönkremeneteli alak 15 sin(x)_+- 1 e [mm] -3-2 -1 1 2 3 Kísérlettel összehasonlítva a szükséges imperfekció nagysága meghatározható.

Geometriai helyettesítı imperfekció Kísérletbıl az imperfekció nagysága L/ 6 5 tönkremeneteli alak 1. sajátalak sin(x)_+- ai/ [ ]. 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 próbatest Alkalmazandó imperfekció nagysága: sin(x) imperfekció: a i /2 sajátalak imperfekció: a i /2 tönkremeneteli alak: a i /3

1. Beroppanásvizsgálat Összefoglalás 1.1. Kísérleti program kidolgozása, kísérletek végrehajtása 1.2. Numerikus modell kidolgozása 1.3. Numerikus paramétervizsgálat végrehajtása 1.4. Analitikus méretezési módszer kidolgozása 1.5. Beroppanás és hajlítás interakciójának figyelembe vétele 1.6. Végeselem alapú méretezési eljárás kidolgozása 1.2., 1.3., 1.4. pontok publikálva: 3 konferencia cikkben folyóiratcikk elkészült 1.1., 1.6. publikálása: konferenciacikk készülıben (leadás: április 2.)

Összefoglalás 2. Fáradásvizsgálat 2.1. Kísérleti program kidolgozása, kísérletek végrehajtása 2.2. Kísérletek kiértékelése 2.3. Szerkezeti részlet fáradási osztályba sorolása 2.1., 2.2., 2.3. publikálva: MAGÉSZ 29, IV. évfolyam 1. szám pp.38-43.

További kutatási irányok Beroppanás témakörében: 1. Erıbevezetés excentricitásának vizsgálata 2. Használhatósági határállapotban a teherbírás megadása (részben kész) Fáradás témakörében: 1. Geometriai feszültség alapú fáradási osztályba sorolás 2. Anyagvizsgálatok elvégzése és értékelése 3. Varrathatás élettartamot befolyásoló hatásának vizsgálata 4. Harmonika hatás vizsgálata

Köszönöm megtisztelı figyelmüket!