3D Komponenttimenetelmän soveltaminen universaaliliitoksessa
Vainionpää, Joni (2019)
2019
Rakennustekniikka
Rakennetun ympäristön tiedekunta - Faculty of Built Environment
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2019-05-20
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201905211722
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201905211722
Tiivistelmä
Tässä työssä on tutkittu universaaliliitoksen alkujäykkyyttä eurokoodin mukaisella komponenttimenetelmällä. Liitokseksi valittiin raollinen universaaliliitos. Työ rajattiin kattamaan pelkästään ruuvin leikkausjäykkyys sekä reunapuristusjäykkyys. Tutkimusongelmaksi havaittiin aikaisempien tutkimusten puute universaaliliitoksen jäykkyyden määrityksessä. Liitosta lähtökohtaisesti pidetään aina jäykkänä.
Tämän työn aikana liitoksen yksittäisille osille muodostettiin ensin 2D rakennemallit. Tämän jälkeen muodostettiin 3D- rakennemalli kuvaamaan koko liitoksen käyttäytymistä. Rakennemalli rajoittuu liitoksen geometrian osalta uumassa 2 sarakkeeseen ja 4 riviin ruuveja. Laipoissa vastaavasti 2 sarakkeeseen ja 6 riviin ruuveja. Erilaiset kuormitukset, joita tällä rakennemallilla voidaan laskea ovat: normaalivoima, molemman suunnan taivutus sekä molempiin suuntiin tapahtuva leikkaus. Vääntöä ei tutkittu tässä työssä ollenkaan, mutta tässä kehitettyä rakennemallia on mahdollisuus soveltaa myös vääntöön, mutta se vaatii jatkotutkimuksia.
Liitoksen jäykkyys määritettiin ensin käsin laskemalla hyödyntämällä muodostettua rakennemallia. Käsinlaskennan tulos varmistettiin uudella Idea Statica nimisellä ohjelmistolla, joka perustuu komponenttimenetelmän ja FEM laskennan hyödyntämiseen. Uuden numeerisen simuloinnin luotettavuutta tutkittiin myös vertaamalla liitoksen voimajakaumien tuloksia aikaisemmin muissa tutkimuksissa saatuihin voimajakaumiin.
Tässä työssä käytetylle liitokselle onnistuttiin saamaan luotettava alkujäykkyys yhteen suuntaan taivutetulle ja vedetylle tai puristetulle liitokselle. Kahteen suuntaan taivutetulla liitoksella havaittiin suuria epäjohdonmukaisuuksia, joita on syytä tutkia jatkossa tarkemmin. Liitoksen luokittelulle jäykkyyden mukaan havaittiin, että liitos on osittain jäykkä.
Tämän työn aikana liitoksen yksittäisille osille muodostettiin ensin 2D rakennemallit. Tämän jälkeen muodostettiin 3D- rakennemalli kuvaamaan koko liitoksen käyttäytymistä. Rakennemalli rajoittuu liitoksen geometrian osalta uumassa 2 sarakkeeseen ja 4 riviin ruuveja. Laipoissa vastaavasti 2 sarakkeeseen ja 6 riviin ruuveja. Erilaiset kuormitukset, joita tällä rakennemallilla voidaan laskea ovat: normaalivoima, molemman suunnan taivutus sekä molempiin suuntiin tapahtuva leikkaus. Vääntöä ei tutkittu tässä työssä ollenkaan, mutta tässä kehitettyä rakennemallia on mahdollisuus soveltaa myös vääntöön, mutta se vaatii jatkotutkimuksia.
Liitoksen jäykkyys määritettiin ensin käsin laskemalla hyödyntämällä muodostettua rakennemallia. Käsinlaskennan tulos varmistettiin uudella Idea Statica nimisellä ohjelmistolla, joka perustuu komponenttimenetelmän ja FEM laskennan hyödyntämiseen. Uuden numeerisen simuloinnin luotettavuutta tutkittiin myös vertaamalla liitoksen voimajakaumien tuloksia aikaisemmin muissa tutkimuksissa saatuihin voimajakaumiin.
Tässä työssä käytetylle liitokselle onnistuttiin saamaan luotettava alkujäykkyys yhteen suuntaan taivutetulle ja vedetylle tai puristetulle liitokselle. Kahteen suuntaan taivutetulla liitoksella havaittiin suuria epäjohdonmukaisuuksia, joita on syytä tutkia jatkossa tarkemmin. Liitoksen luokittelulle jäykkyyden mukaan havaittiin, että liitos on osittain jäykkä.