Tűz esetén az acéloszlopok hajlítása és helyi kihajlása
Acéloszlopok hajlítása és helyi kihajlása tűz esetén Diego Somaini IBK 344. sz. Jelentés, november 22.
KULCSSZAVAK: Szerkezeti elemzés, gerenda-oszlopok, hajlító kihajlás, helyi kihajlás, nemlineáris anyag viselkedés, tűztervezési módszerek, a tagok stabilitása Ezt a művet szerzői jog védi. Az ezzel megállapított jogok, különösen a fordítás, újranyomtatás, bemutatás, ábrák és táblázatok kinyerése, rádiós műsorszórás, mikrofilmezés vagy más módon történő másolás és az adatfeldolgozó rendszerekben történő tárolás jogai fenntartva vannak, még akkor is, ha csak részben használják őket. A mű vagy a mű egyes részeinek sokszorosítása csak egyedi esetekben engedélyezett a szerzői jogi törvény törvényi rendelkezéseinek keretein belül a jelenleg alkalmazandó változatban. Alapvetően díjazás alá tartozik. A jogsértésekre a szerzői jogi törvény büntető rendelkezései vonatkoznak. Diego Somaini: Acéloszlopok hajlítása és helyi kihajlása tűz esetén IBK 344. sz. Jelentés, november 22. 22 Zürich, Zürich, az ETH Szerkezetelemző és Tervező Intézete Savmentes papírra nyomtatva, Svájcban nyomtatva
Hajlítás és acéloszlopok helyi meggörbülése a TŰZ ESETÉN
Tartalomjegyzék Bevezetés. Probléma. 2 Cél. 3 áttekintés. 2.4 Elhatárolás. 3 2 A kihajló rúd elágazási terhe 5 2. Történelmi áttekintés. 5 2.2 Bifurkációs terhelés lineáris rugalmas anyag viselkedéssel. 6 2.3 A terhelés terhelése nemlineáris anyag viselkedéssel. 7 2.3. Kink modul Engesser-Kármán szerint. 8 2.3.2 Az acéloszlopok teherbírása tűz esetén. 9 2.4 Összegzés és következtetések. 3 Hajlított préselt oszlopok teherbírása 3 3. Történelmi áttekintés. 3 3.2 Lineáris rugalmas anyag viselkedése. 7 3.3 Nemlineáris anyag viselkedés. 2 3.3. Csökkentett egyensúlyi modell. 2 3.3.2 Bővített egyensúlyi modell. 25 3.3.3 Energia módszer középen préselt támaszokhoz. 29 3.4 Megbeszélés és összehasonlítás. 34 3.4. Anyagi és belső feszültségek hatása. 34 3.4.2 A geometriai tökéletlenség hatása. 38 3.4.3 Deformációs ábra. 39 3.4.4 Kúszás. 46 3.4.5 Összehasonlítás a tesztekkel. 48 3.5 Összegzés és következtetések. 49 4 Egyszerűsített számítási modellek a kihajláshoz 5 4. A centrikus kihajlás meglévő számítási modelljei. 5 4 . Lineáris elasztikus modell. 5 4.2 Eurocode és SIA 263 szobahőmérsékleten. 52 4.3 Központi kihajlás tűz esetén az Eurocode szerint. Kr. E. 55
4.4 Központi kihajlás tűz esetén a SIA 263. szerint. 57 4.5 Hajlító hajlítás tűz esetén Toh szerint (Rankine modell). 57 4.6 A centrikus kihajlás további számítási modelljei. 58 4.2 Új számítási modellek a kihajláshoz tűz esetén. 59 4.2. Egyszerűsített stressz modell. 59 4.2.2 Egyszerűsített egyensúlyi modell. 65 4.3 Összegzés és következtetések. 75 5 A lemez kétágú terhelése 77 5. Történelmi áttekintés. 77 5.2 Numerikus számítási modellek. 8 5.2. Modell a rugalmas megkönnyebbülés figyelembevételével. 8 5.2.2 Modell a rugalmas domborulat figyelembe vétele nélkül. 83 5.3 Egyszerűsített analitikai számítási módszerek. 86 5.3. Ilyushin megoldása. 86 5.3.2 Rugalmas ortotrop lemez. 89 5.3.3 Terhelésfüggő lemezmerevségű modell. 93 5.3.4 Egyszerűsített modell. 98 5.4 Összegzés és következtetések. 99 6 Keresztmetszeti teherbírás 6. Történelmi áttekintés. 6.2 A lemezek teherbírása. 2 6.2. A hatékony szélességi körök módszere. 2 6.3 Keresztmetszeti ellenállás. 6 6.3. Téglalap alakú üreges keresztmetszetek. 6 6.3.2 Nyitott I vagy H keresztmetszetek. 2 6.4 A kihajlás és a kihajlás kölcsönhatása. 6 6.5 Összehasonlítás a tesztekkel. 7 6.6 Összegzés és következtetések. 9 7 Összegzés és következtetések 2 7. Összegzés. 2 7.2 Következtetések. 23 7.3 Kilátás. 24 vi
A függelék A szerkezeti acél anyag viselkedése 27 A. Háromdimenziós feszültségállapot. 27 A.2 Kétdimenziós stressz állapot. 29 A.3 Egydimenziós stressz állapot. 3 B. függelék Numerikus számítási modellek 33 B. Csökkentett egyensúlyi modell. 33 B.2 Energia módszer. 35 C. függelék Maradék stresszek 39 C. Maradék stresszek létrehozása. 39 C. Kúszás miatti lazítás. C.2 A maradványfeszültségek változása tűz esetén. 44 D függelék Egyensúlyi modell, közelítő megoldás Jezek 45 szerint. Terhelés-alakváltozás összefüggés. 45 D.2 Hajlító stressz vonalak. 48 E. függelék Számítási példák 49 E. Centrikusan töltött oszlop. 49 E . Egyszerűsített stressz modell. 49 E.2 Egyszerűsített egyensúlyi modell. 5 E.2 excentrikusan töltött oszlop. 53 E.2. Egyszerűsített egyensúlyi modell. 54 F függelék alumínium támaszai 57 G függelék felsorolása 6 G. Megnevezések. 6 G.2 Irodalomjegyzék. 63 vii
2 A kihajlító rúd elágazási terhelése A tengelyek összehasonlítása (S235) Az acél típusok összehasonlítása (y-y) .8.8 Eng.-Sh. S235 Eng.-Sh. S46.6.6.4.4.2.2.5.5 2 2.5.5.5 2 2.5 2-3. Ábra: Bal: A kihajlási irány hatása az elágazó terhelésre Engesser-Kármán szerint. Jobbra: Az acél típusának hatása, valamint az Engesser-Kármán és az Engesser-Shanley modellek összehasonlítása. mint a 2.6. egyenlet szerinti végkarcsúság, a kihajlás a rugalmas tartományban fordul elő. A kritikus terhelés a következőképpen határozható meg: N cr θ π 2 E θ I, = ------------- λ K λ Klimit esetében, L 2 (2.7a) Azoknál az oszlopoknál, amelyekhez kapcsolódó karcsúság kisebb, mint a karcsúsági határ tökéletesen egyenes marad a tökéletlenség nélküli támasztékhoz, mindaddig, amíg a terhelés alacsonyabb marad, mint a következő kritikus terhelés: