Portálové rámy z korozivzdorné oceli

Abstract

Stávající metodologie pro návrh konstrukcí z korozivzdorné oceli daná normou EN 1993-1-4 je založena na podobnosti s přístupy definovanými pro ocel uhlíkovou. Změny jsou například při kontrole stability nebo v uvažování elasticity ve všech výpočtech. Hlavní cíl této práce je ukázat rozdíly mezi uvažováním materiálové nelinearity v analýze v porovnání s normovým lineárním přístupem, který může vést k nadhodnoceným a konzervativním výsledkům. Plně geometrická a materiálově nelineární analýza byla provedena za pomoci softwaru pro výpočet metodou konečných prvků Abaqus pro devět různých tříd korozivzdorné oceli a pro tři různé třídy uhlíkové oceli. Tyto výsledky byly porovnány s výslednými hodnotami vypočítanými dle normy. Geometrie a průřezy jednotlivých prvků portálového rámu jsou převzaty z reálné konstrukce umístěné v kampusu technické univerzity ve Stockholmu. Závěry této práce ukazují podcenění návrhové kapacity konstrukce v případě zanedbání materiálové nelinearity.

The current design methodology for structural stainless steel given by EN 1993-1-4 is based on its similarities with the carbon steel approach but with minor changes in equations for member buckling resistance and the assumption elasticity. The primary aim of this paper is to show differences between assuming material non-linearity in the analysis compared to the linear analysis code approach which can lead to over-predicted and conservative results. Fully geometric and material non-linear analysis with initial imperfections is carried out using the finite element software Abaqus for nine different grades of stainless steel and three different grades of carbon steel. These results are compared with results obtained by the code approach. The geometry and cross-sections of the portal frame is based on the real structure located in the campus of the university in Stockholm. The conclusion of this work shows the under estimation of the structure design capacity when material non-linearity is neglected.