Innovatív, betonnal kitöltött acélcsövek (CFST) numerikus vizsgálata

A betonnal kitöltött acél csövek versenyképes alternatívát jelentenek a hagyományos tisztán acél vagy vasbeton oszlopokkal szemben, így alkalmazásuk egyre inkább előtérbe kerül a hazai szerkezetépítésben. Ehhez azonban elengedhetetlen ezen oszlopok viselkedésének pontos megismerése, a megfelelő numerikus modellezési módszer kialakítása, és a teherbírás meghatározására alkalmazott méretezési módszerek finomhangolása. Betonnal kitöltött acélcsövek teherbírásának meghatározása a keresztmetszeti elemek kölcsönhatása miatt azonban számos kérdést vet fel, melyeket a tervezői gyakorlat számára meg kell válaszolni a széleskörben való alkalmazás előtt. Numerikus modell alapú teherbírásvizsgálatuk napjainkban még nem teljesen kidolgozott, aktív kutatási terület.

A TDK dolgozatom célja a betonnal kitöltött acélcsövek (CFST) szerkezeti viselkedésének vizsgálata, alkalmazási példáinak, jellemző kialakításainak, a témával foglalkozó teherbírási kísérleteknek és numerikus modellezési lehetőségeinek az áttekintése. Célom továbbá korábbi publikációk alapján validált numerikus modell kidolgozása, mellyel a szerkezet teherbírása nagy pontossággal meghatározható. A numerikus modell segítségével központosan nyomott, tisztán hajlított, valamint kombinált nyomással és hajlítással terhelt CFST elem tönkremenetelét és teherbírását tervezem vizsgálni. Az elem teherbírásának numerikus meghatározása után az eredményt összehasonlítom az Eurocode által javasolt összefüggések eredményével, mely összevetés alapján célom a szabványos méretezési módszer alkalmazhatóságának vizsgálata, esetleges pontosítása az általam vizsgált keresztmetszeti kialakítás és kapcsolóelem típusok esetére. Az öszvérszerkezetek numerikus modellezése során sok esetben a kidolgozott numerikus modellek kizárólag a validált keresztmetszeti kialakításra és a vizsgált igénybevétel típusra működik megfelelően, a modellparaméretek erre vonatkozóan kerülnek meghatározásra. A kutatómunkám során célom olyan numerikus modell kidolgozása, mely nem csak a vizsgált geometriájú és igénybevétel eloszlású betonnal kitöltött csőre lesz alkalmazható, hanem általánosan, öszvér oszlopokra.

Hivatkozások:

1. P. Ayough, N.H.R. Sulong, Z. Ibrahim, P.-C. Hsiao “The effects of cross-sectional shapes on the axial performance of concrete-filled steel tube column”. Journal of Constructional Steel Research 176. 2021. 106424

2. F. Abed et al. “Experimental and numerical investigations of the compressive behaviorof concretefilled steel tubes (CFSTs)”. Journal of Constructional Steel Research 80. 2013. 429–43

3. J. Moon, Roeder CW., Lehman DE., H.-E Lee, “Analytical modeling of bending of circular concrete-filled steel tubes”. Engineering Structures 42. 2012. 349-361

szerző

• 
  Horváth András
  Szerkezet-építőmérnök mesterszak (MSc)
  mesterképzés (MA/MSc)

konzulensek

• 
  Dr. Kollár Dénes
  adjunktus, Hidak és Szerkezetek Tanszék
• 
  Dr. Kövesdi Balázs
  egyetemi docens, Hidak és Szerkezetek Tanszék

helyezés