S500 Suurlujuusteräksestä valmistettujen rakenneputkiliitosten lujuusominaisuudet
Kojo, Antti (2013)
Diplomityö
Kojo, Antti
2013
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201312037504
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201312037504
Tiivistelmä
Nykyinen Eurocode 3 suunnitteluohjeen rakenneputkiliitoksia käsittelevä osio vaatii S500 suurlujuusteräksestä valmistettujen liitosten mitoituksen yhteydessä käytettäväksi reduk-tiokerrointa 0.8. Tämä on varsin konservatiivinen mitoituspa, joka vähentää merkittävästi lujemman teräslaadun käyttämisestä saavutettavaa hyötyä. Tämän työn pääasiallinen ta-voite on laboratoriotestein selvittää S500 lujuusluokan rakenneputkiliitosten todellinen äärikapasiteetti ja verrata sitä nykyisen mitoitusohjeen mukaiseen kapasiteettiin.
Tässä työssä tutkitut liitokset ovat valmistettu poikkileikkaukseltaan nelikulmaisista kyl-mämuovatuista rakenneputkista. Koesarja koostui kahdeksasta X-liitoksesta, sekä kymme-nestä K-liitoksesta. Kaikki testit suoritettiin huoneenlämmössä, LUT Koneen teräsrakenne-laboratoriossa. Laboratoriotestien lisäksi rakenteen käyttäytymistä tutkittiin epälineaarisen elementtimenetelmän avulla ja näitä tuloksia verrattiin kokeellisiin tuloksiin.
Sekä testien että FE–analyysin perusteella voidaan todeta, että S500 lujuusluokan terästä käytettäessä ei Eurocode 3:n mukaisen reduktiokertoimen käytölle ole perusteita. According to the current Eurocode 3 design code, a reduction factor of 0.8 must be used when determining the ultimate capacity of a hollow section joint made from S500 high strength steel. This is a very conservative assumption and greatly reduces the benefits of using high strength steels. The main goal of this study is to determine the real life ultimate capacity of a S500 grade hollow section joint by laboratory tests and compare it to the ul-timate capacity determined by Eurocode 3.
All of the tested joints were manufactured from cold formed rectangular hollow sections. The test series consisted of eight X-joints and ten K-joints. All tests were carried out in room temperature in the laboratory of steel structures of LUT Department of mechanical engineering. The behavior of a rectangular hollow section joint was also studied with a non-linear finite element analysis. Finite element analysis results were compared with the results from the laboratory tests.
According to the laboratory test results and the finite element analysis, it can be stated that there is no justification for the usage of a additional reduction factor for S500 grade steel.
Tässä työssä tutkitut liitokset ovat valmistettu poikkileikkaukseltaan nelikulmaisista kyl-mämuovatuista rakenneputkista. Koesarja koostui kahdeksasta X-liitoksesta, sekä kymme-nestä K-liitoksesta. Kaikki testit suoritettiin huoneenlämmössä, LUT Koneen teräsrakenne-laboratoriossa. Laboratoriotestien lisäksi rakenteen käyttäytymistä tutkittiin epälineaarisen elementtimenetelmän avulla ja näitä tuloksia verrattiin kokeellisiin tuloksiin.
Sekä testien että FE–analyysin perusteella voidaan todeta, että S500 lujuusluokan terästä käytettäessä ei Eurocode 3:n mukaisen reduktiokertoimen käytölle ole perusteita.
All of the tested joints were manufactured from cold formed rectangular hollow sections. The test series consisted of eight X-joints and ten K-joints. All tests were carried out in room temperature in the laboratory of steel structures of LUT Department of mechanical engineering. The behavior of a rectangular hollow section joint was also studied with a non-linear finite element analysis. Finite element analysis results were compared with the results from the laboratory tests.
According to the laboratory test results and the finite element analysis, it can be stated that there is no justification for the usage of a additional reduction factor for S500 grade steel.