Likimääräisten laskentamenetelmien soveltuvuus levy- ja laattavaikutuksen tutkimiseen elementin väännössä

Abstract

Diplomityö on jatkoa Tampereen teknillisessä korkeakoulussa suoritetulle rakenteiden levy- ja laattatilaa koskeville tutkimuksille, jotka ovat lähtöisin C. Kollbrunnerin ja N. Hajdinin v. 1972 esittelemästä yleistetystä sektoriaalisesta koordinaatista omega*. Tällä koordinaattilaajennuksella ns. palkkiteoria ottaa entistä paremmin huomioon rakenteen seinämän paksuuden, sen laattamaisuuden. Työssä on tutkittu Kollbrunner-Hajdinin teorian, kaksiparametriseen bimomenttiin perustuvan voimamenetelmän, ja kaksiparametrisen deplanaatioon perustuvan siirtymämenetelmän soveltuvuutta vääntökuormitetun V-profiilin analysointiin. Lisäksi on vertailtu Kollbrunner-Hajdinin ja bimomenttiteorian tuloksia V- ja U-profiilien välillä. Tutkimus suoritettiin laskemalla pöytätietokoneella rasitussuureet rakenteille, joilla muuttujina olivat jänneväli, kuormitustapaus ja poikkileikkausdimensiot. Em. likiteorioiden vertailuratkaisuna oli tarkkana pidetty tasorakenneteoriaratkaisu. Rasitussuureet tulostettiin graafisesti valituissa poikki- ja pitkittäisleikkauksissa. Tuloksena todettiin Kollbrunner-Hajdinin teorian soveltuvan varsin hyvin jatkuvien kuormien ja kohtalaisesti pistevoiman rasittamiin rakenteisiin. Pistemomenttia teoria sen sijaan ei pysty käsittelemään. Teoriassa on momenttikuormituksessa otettava huomioon poikittaismomentin aiheuttama vaikutus pitkittäismomenttiin Poissonin kertoimella nu kerrottuna. Deplanaatioteorian tulokset noudattelivat hyvin paljon Kollbrunner-Hajdinin teorian antamia tuloksia. Parhaat tulokset, tosin pienellä erolla, antoi bimomenttiteoria, mutta sen käyttökelpoisuutta pienentää teorian monimutkaisuus sekä laskentaan tarvittava aika. Vertailussa kahden erilaisen profiilin välillä todettiin tulosten olevan samansuuntaisia kuitenkin siten, että U-profiililla saatiin kauttaaltaan hieman parempia tuloksia. /Kir09