Nosturiratapalkin mitoitus ja kriittisen kiepahdusmomentin laskenta
Peltola, Jarkko (2018)
2018
Rakennustekniikka
Talouden ja rakentamisen tiedekunta - Faculty of Business and Built Environment
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2018-06-06
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201805221777
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201805221777
Tiivistelmä
Nosturiratapalkin suunnittelu on vaativa tehtävä. Nosturi liikkuu radallaan ja siten kuormittaa ratapalkkia monessa eri kohdassa. Liikkeet aiheuttavat kuormiin dynaamisia vaikutuksia. Nosturin jarrutukset ja kiihdytys aiheuttavat vaakakuormia sekä ratapalkin poikki- että pitkittäissuunnassa. Toistuvasti vaihtuvien kuormitusten vuoksi rakenne on alttiina väsymisvaurioille, joita vastaan ratapalkki on mitoitettava.
Diplomityön tilaajayrityksellä on tarve päivittää oma ratapalkin mitoitusohjelma vastaamaan eurokoodin määräyksiä. Työn tarkoituksena oli koota tarvittavat laskentakaavat eri eurokoodin osioista ratapalkin oikeaoppista mitoitusta varten. Moniaukkoisen palkin kiepahdusmitoitus on monissa ohjelmissa hankalakäyttöinen. Tässä diplomityössä on tarkoitus esittää kiepahdusanalyysi elementtimenetelmään perustuen, jolloin mitoitusprosessi sujuisi mahdollisimman helposti.
Työssä esitetään tyypilliseen ratapalkkiin vaikuttavat kuormat, voimasuureiden laskenta ja palkin mitoitus. Eurokoodin mukaisessa mitoituksessa palkin kriittinen kiepahdusmomentti pitää ratkaista, jotta saadaan määritettyä palkin kestävyys kuormia vastaan. Tähän ei kuitenkaan esitetä eurokoodissa laskentaohjeita. Tässä työssä tutkittiin eri laskentatapoja kriittisen momentin laskentaan ja vertailtiin niiden antamia tuloksia. Lisäksi esitetään esimerkkilaskenta, joka toimii suunnittelijoiden apuna ratapalkkia mitoittaessa ja standardeja tulkittaessa.
Kriittisen momentin laskenta elementtimenetelmän ominaisarvotehtänä on tarkka ja helppokäyttöinen menetelmä. Sen ohjelmointi vaatii kuitenkin paljon työtä, jotta laskentaa päästään monipuolisesti käyttämään. Toinen varteenotettava tapa on määrittää kriittinen kiepahdusmomentti espanjalaisen Navarran yliopiston tutkimuksen mukaisesti, jossa taivutusmomenttiarvot määritetään ensin muutamasta kohdasta jännevälin matkalla. Tämä kuitenkin soveltuu vain symmetristen palkkien laskentaan.
Diplomityön tilaajayrityksellä on tarve päivittää oma ratapalkin mitoitusohjelma vastaamaan eurokoodin määräyksiä. Työn tarkoituksena oli koota tarvittavat laskentakaavat eri eurokoodin osioista ratapalkin oikeaoppista mitoitusta varten. Moniaukkoisen palkin kiepahdusmitoitus on monissa ohjelmissa hankalakäyttöinen. Tässä diplomityössä on tarkoitus esittää kiepahdusanalyysi elementtimenetelmään perustuen, jolloin mitoitusprosessi sujuisi mahdollisimman helposti.
Työssä esitetään tyypilliseen ratapalkkiin vaikuttavat kuormat, voimasuureiden laskenta ja palkin mitoitus. Eurokoodin mukaisessa mitoituksessa palkin kriittinen kiepahdusmomentti pitää ratkaista, jotta saadaan määritettyä palkin kestävyys kuormia vastaan. Tähän ei kuitenkaan esitetä eurokoodissa laskentaohjeita. Tässä työssä tutkittiin eri laskentatapoja kriittisen momentin laskentaan ja vertailtiin niiden antamia tuloksia. Lisäksi esitetään esimerkkilaskenta, joka toimii suunnittelijoiden apuna ratapalkkia mitoittaessa ja standardeja tulkittaessa.
Kriittisen momentin laskenta elementtimenetelmän ominaisarvotehtänä on tarkka ja helppokäyttöinen menetelmä. Sen ohjelmointi vaatii kuitenkin paljon työtä, jotta laskentaa päästään monipuolisesti käyttämään. Toinen varteenotettava tapa on määrittää kriittinen kiepahdusmomentti espanjalaisen Navarran yliopiston tutkimuksen mukaisesti, jossa taivutusmomenttiarvot määritetään ensin muutamasta kohdasta jännevälin matkalla. Tämä kuitenkin soveltuu vain symmetristen palkkien laskentaan.