Stabilita a únosnost vzpínadlových tlačených prutů z nerezové oceli

Abstract

Doktorská práce se zabývá stabilitou a pevností extrémně štíhlých nerezových materiálů. ocelových předpjatých sloupů. S ohledem na geometrickou a materiálovou chování a počátečních nedokonalostí těchto sloupů byly nejprve testovány za účelem zjištění jejich stabilitní chování a vzpěrné nebo ko11apní zatížení. Hlavní výhodou předpjatých sloupů ve srovnání s běžnými sloupy je jejich značná zvýšení vzpěrné i pevnostní únosnosti. V práci jsou popsány zkoušky těchto sloupů. stojatých sloupů s jedním středovým příčným ramenem včetně podrobných materiálových zkoušek a11 komponentů a analytické a numerické rozbory stojatých sloupů s jedním a dvěma sloupky. příčnými rameny. Geometrické a materiálové analýzy s imperfekcí (GMNlA nebo GNlA) ve 3D. se používají k popisu chování fu11 při zatížení. Numerická řešení byla doprovázena v softwaru Ansys W orkbench a numerický model byl ověřen zkouškami. Následující parametrické studie se týkají jak téměř ideálních (dokonalých) předpjatých stojatých konstrukcí, tak i konstrukcí, které jsou předpjaté. sloupy pro kritické zatížení na vzpěr a původně vychýlené předpjaté sloupy. pro zjištění kolizních (pevnostních) zatížení. Počáteční průhyby byly uvažovány podle Eurokódu EN 1993-1-1. Primární studie se zabývá různými úrovněmi předpětí, vlivem předpětí na konstrukci. počátečních imperfekcí a nelinearity materiálu. Odvozené analytické řešení zahrnuje pružné vzpěrné chování a dodává optimální předpětí a maximální vzpěrná zatížení. Další studie se zabývá praktickým zkoumáním různých spojení mezi vzpěrami a nosníky. (pevné nebo posuvné spojení). Nakonec jsou uvedeny výsledky a výhody vzpěr předpjatých sloupů jsou vyhodnoceny za účelem posouzení příslušné účinnosti.

Doctoral thesis deals with the stability and strength of the extremely slender stainless steel prestressed stayed columns. With respect to the geometrica11y and materia11y nonlin- ear behaviour and initial imperfections of these columns they were first tested to establish their stability behaviour and buckling or co11apse loads. The principal advantage of the prestressed stayed columns in comparison with common columns is their substantial in- crease of both buckling and strength capacity. In the thesis are descripted tests of the stayed columns with one central crossarm including the detailed material testing of a11 components and analytical and numerical analyse s of stayed columns with one and two crossarms. Geometrical and material analyse s with imperfection (GMNlA or GNlA) in 3D are used to describe the fu11 behaviour under loadings. Numerical solutions were accom- plished in the Ansys W orkbench software and numerical model was validated by tests. The fo11owing parametrical studies cover both nearly ideal (perfect) prestressed stayed columns to fmd critical buckling loads and initially deflected prestressed stayed columns to find the collapse (strength) loads. The initial deflections were considered according to Eurocode EN 1993-1-1. The primary study deals with various prestressing levels, effect of initial imperfections and material nonlinearity. Derived analytical solution concems elastic buckling behaviour and supply with optimum prestressing and maximal buckling loads. Another study concems practical examination of various connection between stays and crossarm (fixed or sliding connection). Finally the results and advantages of the stayed prestressed colurnns are evaluated to assess the respective effectivity.