Pulttiliitosten lujuusanalyysi sovellettuna CAD-järjestelmään

Abstract

Diplomityössä tarkastellaan yksityiskohtaisesti seuraavia päätylevyin toteutettuja I-profiilien pulttiliitoksia: palkkien ja pilarien jatkokset, palkin liitos pilarin laippaan sekä pilarin liitos perustukseen. Myös T- liitosta käsitellään laajasti, sillä monien päätylevyliitosten tarkastelu voidaan perustaa T-liitoksenteoriaan. Mitoitusmenetelmät ovat joitakin poikkeuksia lukuun ottamatta käsinlaskentaan soveltuvia. Lisäksi tarkastellaan tasokehän suunnitteluohjelmiston rakennetta ja toimintaa sekä pulttiliitosten suunnittelua ohjelmistoa käytettäessä. Esitetyt mitoitusmenetelmät perustuvat pääosin viimeisimpien tutkimusten tuloksiin. Liitosten momentti-kiertymä - käyttäytymistä tarkastellaan bilineaarisesti, ts. momentti-kiertymä -funktion kuvaajan oletetaan koostuvan kahdesta suorasta osasta. Pilari-palkki -liitokselle esitetään koetuloksiin perustuva epälineaarinen momentti-kiertymä - funktio. Tämä funktio on yleistettävissä myös muille liitostyypeille. Funktion parametrien määritys onnistuu analyyttisesti yhtä parametria lukuun ottamatta. Tämän arvo joudutaan päättelemään koetulosten avulla. Työn pääasiallisena tarkoituksena oli koota kirjallisuuskatsaus mainittujen liitostyyppien mitoituksen ja jäykkyyden määrityksen osalta, sekä laatia tämän pohjalta teräsrakenteiden suunnitteluohjelmiston alustava versio yleistä CAD-ohjelmistoa ja tasokehien lujuuslaskentaohjelmistoa runkona käyttäen. Lujuuslaskentaohjelmistolla on mahdollista ratkaista rakenne toisen kertaluvun teorian mukaisesti. Materiaalin tai liitosten epälineaarisuutta ei ole kuitenkaan mahdollista ottaa huomioon. Ohjelmisto kattaa lujuuslaskennan lisäksi mm. osittain automatisoidun rakennekuvien tuottamisen. Ohjelmisto saatiin työn yhteydessä valmiiksi siinä laajuudessa, kuten oli suunniteltu. Ohjelmistoa testattiin kahden esimerkkirakenteen avulla. Testaus kohdistui erityisesti ohjelmiston lujuuslaskentaosuuteen, jonka antamia tuloksia verrattiin kirjallisuudessa oleviin vertailutuloksiin. Laskentaesimerkit osoittivat, että liitosten jäykkyyksillä on merkittävä vaikutus rakenteen siirtymiin, nurjahdusvarmuuteen ja rasitusten jakaantumiseen. /Kir09