Κυψελωτές δοκοί/castellated beams | δοκοί με κυκλικά διάκενα/cellular beams | Μορφές αστοχίας κυψελωτών διατομών με κυκλικά διάκενα/failure modes of cellular beams | Διαστασιολόγηση κυψελωτών διατομών με κυκλικά διάκενα/design of cellular beams
3
4
26
Περιέχει:πίνακες, διαγράμματα, εικόνες
Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία πραγματεύεται την διερεύνηση της συμπεριφοράς των δοκών με κυκλικά διάκενα κορμού.Το πρώτο, εισαγωγικό, μέρος της παρούσας εργασίας αποτελείται από δύο κεφάλαια στα οποία γίνεται ιστορική αναδρομή της χρήσης των διατομών αυτών και δίνονται παραδείγματα εφαρμογής δοκών με κυκλικά διάκενα. Ακολούθως παρουσιάζονται οι μορφές αστοχίας των κυψελωτών διατομών, όπως αυτές έχουν καταγραφεί μέχρι τώρα από πειραματικά δεδομένα.
Στο δεύτερο μέρος της εργασίας το οποίο αποτελείται από επτά κεφάλαια γίνεται μία εκτενής βιβλιογραφική επισκόπηση για την διαστασιολόγηση των δοκών με διάκενα κορμού. Συγκεντρώθηκαν οι σχέσεις που προβλέπουν την συμπεριφορά των κυψελωτών δοκών, από διάφορους κανονισμούς, βιβλία και δημοσιεύσεις. Ακολούθως συγκεντρώθηκε ένας ικανός αριθμός πειραμάτων που έχουν εκτελεστεί σε δοκούς με κυκλικά διάκενα. Για τα πειράματα αυτά παρουσιάστηκαν όλα τα γεωμετρικά δεδομένα, οι συνοριακές συνθήκες και τα αποτελέσματα όπως αυτά έχουν δοθεί στις αντίστοιχες δημοσιεύσεις.
Στο τρίτο και τελευταίο μέρος της παρούσας εργασίας το οποίο αποτελείται από τέσσερα κεφάλαια δημιουργούνται αριθμητικά προσομοιώματα η ορθότητα των οποίων επιβεβαιώνεται από τα πειραματικά δεδομένα. Τα προσομοιώματα αυτά χρησιμοποιούνται για την ανάλυση δέκα δοκών με κυκλικά διάκενα κορμού. Η ανάλυση των δοκών γίνεται με την χρήση του προγράμματος πεπερασμένων στοιχείων Sofistik με τις παραμέτρους που προέκυψαν από το καλιμπράρισμα των αριθμητικών προσομοιωμάτων. Στη συνέχεια οι παραπάνω δέκα δοκοί διαστασιολογούνται με την χρήση των σχέσεων που δόθηκαν στο προηγούμενο μέρος της εργασίας. Ακολούθως γίνεται σύγκριση του φορτίου αστοχίας που προέκυψε από τις αναλύσεις σε σχέση με την υπολογιστική διαδικασία. Παράλληλα γίνεται σύγκριση του φορτίου αστοχίας των δοκών με τα κυκλικά διάκενα με το αντίστοιχο φορτίο των πρότυπων διατομών από τις οποίες κατασκευάζονται.
Τέλος με την χρήση των πειραματικών δεδομένων που παρουσιάστηκαν στο δεύτερο μέρος γίνεται μία προσπάθεια διερεύνησης της μορφής αστοχίας των δοκών λαμβάνοντας υπόψη παραμέτρους που σχετίζονται με τα γεωμετρικά δεδομένα των μελών.
The subject matter of this master thesis is the investigation of the behaviour of cellular beams.
The first part (introduction) is split into two chapters, in which initially a historical review of the use of the cellurar beams is conducted followed by examples of the application of steel beams with web openings. Subsequently, the failure modes of cellular beams which have been recorded until today, mainly deriving from experimental data, are presented.
The second part is comprised of seven chapters. In this part, a comprehensive literature review of cellular beams is conducted. Material on the relationships that predict the behaviour of celluar beams is assembled, from a wide array of sources including books, journals and regulations. Subsequently a sufficient number of experiments conducted on steel beams with web openings is presented. All geometrical data together with the boundary conditions as well as the experimental results are presented, as given at the relevant publications.
In the third and final part of this master thesis, which is comprised of four chapters, finite element models are developed, the accuracy of which is verified by the experimental data. These models are used to design ten beams with web openings. Sofistik software is used to develop finite element beam models, using the validated numerical models. Next, these ten beams are designed with the use of the relationships presented in part two of present thesis. Subsequently, the ultimate load which resulted from the analysis was compared with the analytical calculations results. At the same time, the ultimate load of the cellular beams is compared with the corresponding load of the parent sections.
Finally, with the use of the experimental data presented in part two, the investigation of the failure mode of the beams is been attempted, taking into account the parameters related to to the geometrical data of the members.
Αριθμητική διερεύνηση μεταλλικών δοκών με κυκλικά διάκενα σε πλαίσια μεγάλων ανοιγμάτων