K-liitoksen epäkeskeisen tuennan aiheuttaman sekundäärisen momentin määritys

Abstract

Työssä on tutkittu laboratoriokokeen ja elementtimenetelmän avulla eri geometrioiden vaikutusta sekundääriseen momentin syntymiseen K-liitoksella. Kokeen liitos on tehty S700-lujuusluokan Ruukin Optim 700 plus MH nelikulmaisista rakenneputkista (RHS). Elementtimalleissa on käytetty geometrista ja materiaalista epälineaarisuutta ennustamaan liitoksen muodonmuutoskykyä ja laskennallista kestävyyttä. Liitoksen elementtimalleissa muutettavia geometrioita ovat: vapaaväli, uumasauvan ja paarteen välinen kulma, paarteen seinämän paksuus, liitoksen eksentrisyys ja uumasauvan ja paarteen leveyden suhde. Laboratoriokokeen liitoksen vetouumasauvassa vaikuttava sekundäärisen momentin aiheuttama jännitys on noin 25 % vetouumasauvan myötörajasta. Suurin sekundäärinen momentti syntyy, kun vapaaväliä pienennetään ja uumasauvaa kavennetaan paarteeseen nähden. Eurocode 3:n mitoitusohjeita voidaan elementtimallien perusteella soveltaa tietyille geometrioille turvallisesti.

With experimental testing and finite element modeling, this work focus on studying secondary bending moment in K-joint with varying geometric parameters. Joint for the experimental test is made from S700-strength steel; Ruukki's Optim 700 plus MH square hollow sections (RHS). Finite element models have been made by using the geometric and material non-linearity to predict the deformation capacity of the joint and the calculated ultimate strength. Changing geometric parameters in finite element models are: gap, the angle between brace and the chord, the chord thickness, eccentricity of the joint and width ratio of braces and the chord. Laboratory test of the joint shows additional stress from secondary bending moment in the tension brace, that is 25 % from yield strength of the brace. Based on the results from finite element models Eurocode 3 design guidelines can be applied safely to some of the geometries.