|
Abstract:
|
Työssä on tarkasteltu puisen, 110 kV:n voimajohtoportaalipylvään statiikkaa. Pääasiassa on keskitytty kahden erilaisen analyysimallin pohjalta lähtevien laskentamenetelmien vertailuun. Päämääränä oli staattisesti määrättyyn malliin perustuva, tasapainoyhtälöistä ratkaistuja rakenneosien rasitussuureita käyttävä FORTRAN-kielinen ATK-ohjelma, joka toimii osituskäytössä interaktiivisesti. Tämä ohjelma pystyy rasitusten lisäksi laskemaan rakenteen siirtymät sekä pylväsjalkojen nurjahdusvarmuuden. Ohjelma on erittäin nopeatoiminen soveltuen tämän vuoksi eri kuormitustapausten aiheuttamien rasitussuureiden pikaiseen keskinäiseen vertailuun. Lisäksi ohjelma sisältää useita erilaisten graafisten tulostusten generoimismahdollisuuksia, joita on esitetty liitteenä. Rakenteeseen kuuluu kuitenkin olennaisina osina väliside ja -harukset, joiden tarkoituksena on lyhentää jalkojen nurjahduspituutta. Koska näiden rakenneosien mukaanotto tekee rakenteesta hyperstaattisen, oli siirryttävä analyysimenetelmän kohdalla elementtimenetelmän käyttöön. Lisäksi elementtimenetelmällä voidaan suurten siirtymien teoriaa soveltaen laskea rakenteen nurjahdusvarmuus laskennassa käytettyyn kuormitusmuotoon nähden. Tämä yksinomaan 110 kV:n pylväälle laadittu ohjelma toimii osituskäytössä interaktiivisesti; muodostaa ajon aikana tiedostot sekä graafista että alfanumeerista tulostusta varten. Graafisina esityksinä on saatavissa 3D-kuvat rakenteen alkuperäisestä geometriasta, siirtymistä sekä nurjahdusmuodosta. Laskentamenetelmien vertailussa osoittautui, että elementtimenetelmäpohjainen ratkaisu johti noin viisi prosenttia suurempiin rakenneosien rasituksiin sekä siirtymiin kuin staattisesti määrättyihin tasapainoyhtälöihin perustuva ratkaisu. Tämä ero johtuu toisen kertaluvun termien rakenteen jäykkyyttä pienentävästä vaikutuksesta. Lisäksi tutkittiin välisiteen ja -harusten optimisijoitusta rakenteen nurjahdusvarmuuden suhteen. Optimisijoitukseen vaikuttaa rakenteen geometrian lisäksi myös kuormitusmuoto, joten yleispätevää ohjetta kovin tarkkaan sijoitukseen on mahdotonta antaa. Testiajojen perusteella yksikäsitteinen optimi sijainti löytyy ja se on testikuormitusmuodolla 60 % pylvään korkeudesta maasta mitattuna. Kuitenkin nurjahdusvarmuus liikkuu varsin tiukoissa rajoissa välisiteen korkeuden muuttuessa välillä 50...70 % pylvään korkeudesta. Harusten esikiristyksen vaikutusta tutkittiin alaharusten osalta päätyen siihen johtopäätökseen, että esikiristys pienentää rakenteen siirtymiä siltä osin kun se suurentaa harusten kimmomoduulia. Nurjahdusvarmuuteen ei esikiristyksellä ollut merkittävää vaikutusta, koska jalkoihin kohdistuva lisäkuormitus on muihin kuormituksiin nähden merkityksetön. /Kir09 |