Fatigue Analysis of Composite Welded Beams and Concrete Slab Structures Using Finite Element Method

Simple item page
dc.contributorAalto-yliopistofi
dc.contributorAalto Universityen
dc.contributor.advisorSormunen, Raimo 
dc.contributor.authorVartiainen, Ilkka
dc.contributor.departmentRakennus- ja yhdyskuntatekniikan osastofi
dc.contributor.schoolTeknillinen korkeakoulufi
dc.contributor.schoolHelsinki University of Technologyen
dc.contributor.supervisorMikkola, Martti 
dc.date.accessioned2020-12-03T22:20:03Z
dc.date.available2020-12-03T22:20:03Z
dc.date.issued1998 
dc.description.abstractTyön tavoitteena oli tutkia eri väsytyslaskentamenetelmien soveltuvuutta käytännön väsymismitoitukseen. Tarkastellussa sovelluksessa kaksi betonista ja hitsiliitetyistä teräksistä muodostuvaa liittorakennetta risteää ja risteämisalueen jännitykset lasketaan elementtimenetelmällä (FEM). Väsytyskuormitus oletetaan tapauskohtaisesti tunnetuksi. Jännitysvaihtelujen kertymän tai ekvivalentin jännitysvaihteluvälin vastaavuuteen todellisten jännitysten kanssa ei otettu kantaa. Aluksi tarkastellaan väsytyslaskentamenetelmiä, niiden rajoituksia ja käsittelyä elementtimenetelmällä sekä liittorakenteen elementtimenetelmämallin muodostamista. Sitten käsitellään betonikannen, teräspalkkien ja vaarnaliitoksen FEM-mallinnusta sekä näiden kaikkien muodostamaa kokonaisuutta. Tämän jälkeen esitetään esimerkkitapauksena Kärkistensalmen sillan poikkikannattajien ja pääkannattajien välisen liitosalueen väsytysmitoitus, jossa pää- ja poikkikannattajat muodostavat hitsiliitettyihin teräsrakenteisiin vaarnoilla kiinnitetyn betonikannen kanssa edellä mainitun kaltaisen risteävän liittorakenteen. Tässä tapauksessa eri väsymislaskentamenetelmistä nimellisten jännitysten menetelmä todettiin tarkkuustasoltaan riittämättömäksi, kun jännitystila on lähellä rakenteen kapasiteettia, mutta soveltuvaksi karkeampaan tarkasteluun, jolla saadaan selville riittääkö rakenteen kapasiteetti selvästi vai ylittääkö hyväksikäyttöaste selvästi rakenteen kapasiteetin. Geometristen jännitysten 1. hot-spot -menetelmä osoittautui tarkempaan mitoitukseen lupaavammaksi, mutta ei kylläkään ongelmattomaksi. SAE-menetelmä edellyttää raskasta FEM-mallinnusta. Koska se on alunperin tarkoitettu sileille teräksille, ei sitä todettu erityisen soveltuvaksi tapauksiin, joissa jonkinlainen alkusärö kuitenkin esiintyy. Murtumismekaniikka osoittautui sekä lukuisten epävarmuustekijöiden että raskaan rakennemallinnuksen takia edelleenkin lähinnä tutkimustyökaluksi ja -kohteeksi. Kärkistensalmen sillan tapauksessa riitti nimellisten jännitysten menetelmä, koska rakenteiden hyväksikäyttöaste ei ollut lähelläkään rakenteen kapasiteettia. Tarkastelu näyttää tukevan mm. SFS-ENV 1993-1-1:n ajatusta, että käytännön mitoituksessa geometristen jännitysten menetelmää käytetään, kun nimellisten jännitysten menetelmää varten ei standardista löydetä riittävällä tarkkuudella todellista rakennetta vastaavaa vertailutapausta.fi
dc.format.extent79 
dc.identifier.urihttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/85940
dc.identifier.urnURN:NBN:fi:aalto-2020120444778
dc.language.isofien
dc.programme.majorRakenteiden mekaniikkafi
dc.programme.mcodeRak-54fi
dc.rights.accesslevelclosedAccess
dc.titleFatigue Analysis of Composite Welded Beams and Concrete Slab Structures Using Finite Element Methoden
dc.titleBetonilaatan ja hitsiliitettyjen teräskannattajien muodostaman liittorakenteen väsytystarkastelu elementtimenetelmälläfi
dc.type.okmG2 Pro gradu, diplomityö 
dc.type.ontasotMaster's thesisen
dc.type.ontasotPro gradu -tutkielmafi
dc.type.publicationmasterThesis 
local.aalto.digiauthask
local.aalto.digifolderAalto_03833
local.aalto.idinssi13215
local.aalto.openaccessno
Files
Collections
[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK