Az övmerevség-vizsgálat korlátai és kiterjesztése

Napjainkban az acélcsarnokok építése során egyre gyakrabban alkalmaznak változó keresztmetszetű, I-szelvényű gerendákat anyagtakarékosság és súlycsökkentés céljából. Ezen szerkezeteknél a szelvény mérete követni tudja az igénybevételek változását. Régebben ezt csupán a gerinc magasságának lineáris csökkentésével oldották meg, ma azonban már az övek szélességét, vastagságát, illetve a gerinc vastagságát is változtatják. A bonyolult kialakítás miatt ezen szerkezetek méretezése is nehezebb feladattá vált, különös tekintettel a kifordulás-vizsgálatra.

A kifordulás jelensége szempontjából megkülönböztetünk alaktartó és nem alaktartó stabilitásvesztési módot. Ez a két eset jelenleg nincs élesen elhatárolva egymástól. TDK munkánk során egyik célunk az alaktartó és nem-alaktartó kifordulási módok vizsgálata a szelvény méreteinek és a gerenda hosszának függvényében.

Korábbi kutatások kimutatták, hogy a kifordulási ellenállás meghatározásának legegyszerűbb módja, az övmerevség-vizsgálat átmetsző nyomatéki ábra (ψ<0) esetén felülbecsüli a teherbírást, ezáltal nincs minden esetben a biztonság oldalán. Ennek oka, hogy a húzott öv nem tudja stabilizálni a nyomott övet, mert a tartó másik részén a szerepük felcserélődik, és a húzott öv válik nyomottá.

Az övmerevség-vizsgálat korlátainak felderítésére és a módszer kiterjesztésére numerikus analízist végzünk. A kifordulási kritikus teherszorzót az ANSYS programmal héjmodellen és LTBeam programmal rúdmodellen is meghatározzuk. Az övmerevség-vizsgálathoz az övek kihajlási kritikus teherszorzóját rúdmodellen számítjuk ANSYS programmal.

Az LTBeam programmal csak ellenőrzésképpen számítjuk ki a kritikus teherszorzókat és ezeket összevetjük a továbbiakban pontosnak tekintett ANSYS héjmodell eredményekkel.

A vizsgálatokhoz a valóságban általánosan alkalmazott szelvényméret-tartományból választottunk 10 szimmetrikus és 8 aszimmetrikus I-szelvényt. Mind a 20 szelvényt konstans (ψ=1) és teljesen átmetsző (ψ=-1) nyomatéki ábra esetén is vizsgáljuk, különböző fesztávok mellett. A kapott eredmények és az egyes szelvények geometriai paramétereinek elemzésével célunk egy olyan képlet előállítása, amely az övek kritikus teherszorzójából kiindulva jól közelíti a pontosnak tekinthető héjmodellel számított kifordulási kritikus teherparamétert.

Ezen számításokra és a kapott eredményekre alapozva bonyolultabb kialakításokat is megvizsgálunk. Változó keresztmetszetű gerendák esetén is szeretnénk a kifordulási ellenállást alulról becslő képletet találni, és ezzel az összetett geometriájú I-gerendák kifordulás-vizsgálatához egy jól kezelhető módszer alapjait kidolgozni.

szerzők

• 
  Takátsy Eszter
  szerkezet-építőmérnök
  nappali
• 
  Kertesy Zsolt
  szerkezet-építőmérnök
  nappali

konzulens

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

helyezés