Merevített és merevítetlen lemezek horpadása - EC3 fejlesztési irányok és alkalmazás Dr. Kövesdi Balázs

2,5 éve befejezett PhD disszertáció Bevezetés Előadás témája: 2,5 éve befejezett PhD disszertáció jelenlegi új kutatási témák EN1993-1-5 fejlesztése Fejlesztések kerete: ECCS TWG 8.3-as bizottság - lemezes szerkezetek méretezése - 2010 óta tag - aktív részvétel a bizottsági munkában ECCS „Evolution Group” EN1993-1-5 közvetlen részvétel az EN1993-1-5 szabványfejlesztési munkában közvetlen ipari felhasználás szabványosítási folyamat elősegítése Kutatás célja: EN1993-1-5 (2006-os verzió) megújítás 2015-ben előkészítő kutatások

PhD kutatási eredmények PhD kutatási téma: Trapézlemez gerincű tartók beroppanása Doktori végeredménye: FRd meghatározása szabványosítási folyamat alatt TWG.8.3 elfogadta; szavazás: Liege, 2012.10.26. TC 10 szavazás: 2013.04.10.

Nincs szabványos interakciós képlet (EN1993-1-1; EN1993-1-5 ) Kutatási témák 1. kutatási téma: Gerinclemezes tartók viselkedése M-V-F interakció hatására. Nincs szabványos interakciós képlet (EN1993-1-1; EN1993-1-5 ) Hidak betolásánál mértékadó állapot MSc diplomamunka (Jordi Alcaine del Rio, Barcelona) 2. kutatási téma: Merevített gerinclemez beroppanási ellenállásának meghatározása EN1993-1-5 méretezési eljárás konzervatív néhol jellegében is helytelen eredmény. MSc diplomamunka (Álló László) Fejlesztésre szorul 3. kutatási téma: Trapézlemez gerincű tartók méretezése (hajlítási ellenállás meghatározása) Szabványbővítés és szabványmagyarázat TDK dolgozat (Jáger Bence)

Új M0 Hárosi Duna-híd – szerelési állapot vizsgálata

Hárosi Duna-híd betolásvizsgálata Betolási folyamat szimulációja – felszerkezet és tolópálya statikai ellenőrzése Felmerült problémák: Mértékadó lemezmező ellenőrzése egyidejű M-V-F hatásra Beroppanási ellenállás kézi számítással kisebb volt a maximális reakcióerőnél. M V M V F Bordák kerültek az alsó lemezmezőbe

Felszerkezet ellenőrzése Ellenőrzés módja: mértékadó állapotokban GMNI analízis Mértékadó normálfeszültségi ábra Numerikus vizsgálat eredménye – 7/c fázis Tönkremeneteli mód Hajlítás-nyírás-beroppanás interakciója

M-V-F interakció vizsgálata Új M-F interakciós görbe (Kuhlmann/Braun) Új F-V interakciós görbe (Kuhlmann/Braun) c=3,6 régen nem volt a szabványban F-V interakciós képlet Régi EC görbe: Szabványos képlet M-V interakcióra B. Braun és U. Kuhlmann által kidolgozva. Új kombinált M-V-F görbe: - Verifikáció csak F-M és F-V síkokban. 3D-s verifikáció hiányzik TWG 8.3. felkérés: verifikáció. Kutatás célja: Új M-V-F interakciós görbe verifikálása.

Kutatási stratégia Numerikus modell kidolgozása (szakirodalmi kísérletek alapján) Modell verifikáció (F-M-V együttes tönkremenetel esetén) Verifikáció az F-V síkban (1) Verifikáció az F-M síkban (2) Verifikáció az M-V síkban (3) Verifikáció az F-M-V térben (4) célok: - modell verifikáció - csatlakozó síkokban jó-e a képlet: pl.: V-M síkban egyáltalán nem vizsgálták cél: F-M-V térben való validálás

Kísérleti és számított teherbírás összehasonlítása Numerikus modellezés Modell verifikálás: Ansys számítás Kísérleti alak Erő-elmozdulás diagramok összehasonlítása Kísérleti és számított teherbírás összehasonlítása

M - V interakció elemzése EN1993-1-5 (7.1.) egyenlet /M-V interakció/ Új F-M-V interakciós görbe F-V F-M M-V Biztonság oldalán: Validáció M-V-F térben

F - M - V interakció Vizsgált paraméterek: line 1: konstans V; M/F módosítás line 2: konstans F; M/V módosítás hw = 400 – 450 – 500 – 600 – 700 – 800 – 900 – 1000 – 1100 – 1200mm tw = 4 – 6mm bf = 200 – 250 – 300 – 350 – 400 – 450mm tf = 14 – 15 – 16 – 18 – 20mm ss = 200 – 600mm 2 1 2 1 2 1 2 2 1 2 1 ~30 pont minden geometriára 361 számítás F-M-V interakcióra Kiértékelés stratégiája: V Ansys által számított M; F és V ellenállásokkal EN1993-1-5 ellenállás modellekkel F hajlítás: EN1993-1-5 Mel,Rd; Mpl,Rd nyírás: EN1993-1-5 Vw,Rd M beroppanás: módosított EN1993-1-5 (R. Chacón)

Eredmények értékelése F/FR alkalmazott interakciós felület: MR: EN1993-1-5 Mpl.Rd VR: EN1993-1-5 Vw.Rd FR: Chacón legutolsó TC10 által elfogadott javaslata V/VR M/MR ~ 600 saját numerikus számítás ~ 250 szakirodalmi adat ~ 20 szakirodalmi kísérlet eredménye levágási tartomány Mindegyik eredmény a biztonság oldalán van További kutatás: Hosszirányú merevítőbordával (részben kész) Szabványmódosító javaslat (TC10-hez benyújtás)

Merevített lemez beroppanási ellenállása Koncentrált erőbevezetés miatt merevítőbordák a teljes híd hossza mentén

Beroppanási ellenállása Beroppanási ellenállás meghatározása EN1993-1-5 szerint ahol: Merevítőborda hatása a kF-be beépítve Méretezési eljárás - valós teherbírás viszonya - nagy különbség a tervezési ellenállás és a valós teherbírás között, - jellegében is helytelen viselkedés - méretezési eljárás korrekció

Korábbi módosítási javaslatok Merevített tartó ellenállása Empirikus Növelő tényezős eljárások (fs) Markovic és Hajdin (1992) Kutmanová és Skaloud (1992) Redukciós tényezőn alapuló eljárások (Fcr, l) Graciano (2002) Davaine (2005) Lemezmezők külön kezelése Seitz (2005) Interpolációs képlet a lemezszerű, és a rúdszerű viselkedés között Gyakorlati felhasználásra nem alkalmas EN 1993-1-5 ajánlás Fcr1, Fcr2 Davaine javaslata:

Korábbi módosítási javaslatok összehasonlítása További fejlesztés és módosítás szükséges Numerikus modell fejlesztés numerikus paramétervizsgálat Kísérletek alapján verifikált numerikus modell

Numerikus vizsgálatok eredményei

Numerikus vizsgálatok eredményei Maximálisan figyelembe vehető bordamerevség: nem nő a tovább a teherbírás alsó és felső lemez horpadása egymástól független hídépítési gyakorlatban alkalmazott zárt bordák teljesítik

Méretezési eljárás módosítása EN 1995-1-5 horpadási tényezőjének módosítása Numerikus paraméteres futtatások alapján: hosszborda hatása: horpadási tényezők: Egyezés numerikus számításokkal Felső lemezmező Alsó lemezmező

Méretezés redukált feszültségek módszere alapján meghatározás összetett feszültségállapot alapján

Méretezés redukált feszültségek módszere alapján

Trapézlemez gerincű tartókban kialakuló feszültségeloszlás

Trapézlemez gerincű tartókban kialakuló feszültségeloszlás Sajátos szerkezeti viselkedés Sajátos feszültségeloszlás gerinclemezben övlemezben Övekben a változó normálfeszültség eloszlás oka: Méretezésben hogyan vesszük figyelembe?

Szabványos számítási módszer Jelenlegi trapézlemez gerincű tartókra vonatkozó szabványos eljárás EN1993-1-5 szerint. Kérdés: Hogyan számítható σx(Mz). Nincs meghatározva az EN 1993-1-5-ben (2006). Kutatás célja: σx(Mz) meghatározása.

maximális normálfeszültség növekedés meghatározása: Korábbi kutatások 4 korábbi javaslat: 1. EN 1993-1-5 Commentary (2007) 2. Aschinger és Lindner javaslata (Stahlbau 1997) 3. I. Balaž javaslata (2011) 4. Abbas és Sauce javaslata TWG.8.3.-ben felvetette a szabványmódosítás javaslatát 1. Mechanikai háttér mindenhol közös I. Balaž ajánlása: nyírófeszültség keresztirányú hajlítása normálfeszültség maximális normálfeszültség növekedés meghatározása: Alumínium szabványba EN1999-be bekerült. TWG8.3. bizottság felkérése: ellenőrzésére, korábbi javaslatok összefésülésére. EN1993-1-5-be bekerüljön-e???

Kísérleti és numerikus háttér Feszültségmérések nagy léptékű próbatesteken Verifikált numerikus modell Kutatási stratégia

Eredmények értékelése Nincs a biztonság oldalán Nincs a biztonság oldalán I. Balaz javaslata módosított mechanikai modell új javaslat biztonság oldalán Jelenlegi vizsgálatok: Hatás a nyomatéki ellenállásra?? - Mz.max, - Mz,átl - figyelembe vétel Következő TWG8.3 meeting 2013.10. vége Berlin Mz,max formában nem szabványosítható

Szabványfejlesztés vagy

Köszönöm a figyelmet!