Teräspalkin kiepahduksen mitoittamiseen soveltuvien menetelmien vertailu

Abstract

Diplomityön tavoitteena on tutkia teräspalkin kiepahduksen mitoittamiseen käytettyjen menetelmien toimintaa sekä vertailla niitä ja niiden antamia tuloksia keskenään. Näin pyritään saamaan selkeyttä jokaisen menetelmän sovellettavuudesta, vähintäänkin tämän työn kaltaisille rakenteille. Työssä mitoitukset suoritettiin samalle rakenteelle kaikilla menetelmillä, jotta työn tuloksista saadaan vertailukelpoisia. Työhön valittujen menetelmien mukainen mitoittaminen toteutettiin käsinlaskien sekä elementtimenetelmää käyttäen, hyödyntäen MATHCAD- ja Abaqus-ohjelmistoja.

Työn teoriaosassa keskitytään tarkastelemaan teräspalkin kiepahdusilmiötä sekä valittujen mitoitusmenetelmien teoriaa sekä toimintaa, jotta kiepahdus ja sen huomioiminen ymmärretään mahdollisimman kokonaisvaltaisesti. Mitoitusmenetelmät työhön on tunnistettu ja valittu asiaankuuluvasta kirjallisuudesta, kuten Eurokoodista, teräsrakenteiden käsikirjoista sekä aikaisemmista tutkimustöistä. Vertailevat mitoitukset suoritettiin Eurokoodin esittämien ohjeiden mukaisesti ja elementtimenetelmällä tehdyssä mitoituksessa huomioitiin rakenteessa olevat alkuepätarkkuudet.

Työn tulokset osoittavat, että kiepahduksen mitoitusmenetelmän valinnalla on merkityksensä rakenteen kiepahduskestävyyden ja sen varmuuden näkökulmasta. Työn tuloksista myös havaittiin, että osa menetelmistä antavat hyvinkin tarkan arvion rakenteen todellisesta kiepahduskestävyydestä. Työn tulokset ovat esitetty taulukoituna, järjestettynä menetelmän antaman käyttöasteen mukaisesti.