X-LAM tartószerkezeti elemek modellezése Python környezetben

Jelen munka tárgya a többrétegű keresztirányú ragasztott tömörfa szerkezeti panelekből (Cross-laminated timber (CLT), X-LAM) készült tartószerkezeti elemek modellezési kérdéseinek a vizsgálata és elemzése. Az X-LAM már számos országban elterjedt fa lemeztermék, amely a hagyományos faipari termékekkel ellentétben kétirányú teherviselésre alkalmas. Az Eurocode vonatkozó fejezetei hiányosak, a meglévő koncepciók gerendaelméleti alapokon nyugszanak, az X-LAM szerkezeti elemek befoglaló méretei azonban felületi modell alkalmazását indokolják. Ebből kifolyólag a dolgozatban megvizsgálom a szakirodalomban található egy- és kétdimenziós modellek alkalmazásának lehetőségét, majd egy saját fejlesztésű, X-LAM panelek számítására alkalmas numerikus megoldást mutatok be, melynek számítógépes implementációjához a Python programozási nyelvet használtam.

Az első fejezet összefoglalja az X-LAM panelek főbb jellegzetességeit, kitérve többek között annak meghatározására, viselkedési sajátosságaira, tartószerkezeti szerepére, az elemek gyártási folyamatának fő lépéseire és a termék előállításához szükséges alapanyagokra.

A második fejezetben először ismertetésre kerülnek az X-LAM elemek lehetséges modellezési módjai. Itt kitérek a leginkább használatos gerendamodellekre, úgy mint Eurocode-ban is szereplő gamma-módszer, a nyírási analógián alapuló módszer valamint az Euler-Bernoulli és Timoshenko-féle gerendamodellek. Az egydimenziós modellek után bemutatom a Kirchhoff-Love és a Mindlin-Reissner héjelméletek alkalmazását, utóbbinál különös tekintettel a nyírási korrekció megfelelő számítására. A fejezet második felében összefoglalom az X-LAM panelek méretezéséhez használatos tönkremeneteli elméleteket, beleértve a meglévő kereskedelmi forgalomban kapható szoftverekben implementált, illetve a szakirodalomban fellelhető eljárásokat.

A harmadik fejezetben összefoglalom az állapotegyenletek megoldásához használt félanalitikus és numerikus megoldásokat, majd példákon keresztül illusztrálom azok használatát. Összevetem a második fejezetben felsorolt modellezési technikákkal kapott számítások végértékeiben jelentkező eltéréseket. A fejezetben kitérek a kapott eredmények verifikációjára, melyet az ANSYS és AxisVM szoftverek segítségével végeztem el.

Az utolsó fejezetben röviden összefoglalom a számítógépes implementáció mikéntjét, melyet a kapott eredmények reprodukálhatósága érdekében nyílt forráskóddal, nyilvánosan elérhető Python könyvtárként teszek közzé.

szerző

• 
  Módis Márton
  Szerkezet-építőmérnök mesterszak (MSc)
  mesterképzés (MA/MSc)

konzulens

• 
  Balogh Bence
  Doktorjelölt, Tartószerkezetek Mechanikája Tanszék

helyezés