Pusiau standžių mazgų standžio ir stiprumo nustatymas įvertinant lenkimo momentą
Varanauskas, Rokas | Metalinių ir medinių konstrukcijų katedra |
Baigiamojo magistro darbo tiriamasis objektas - metalinių konstrukcijų pusiau standūs mazgai. Atlikus literatūros analizę buvo nustatyta, kad tokio tipo mazguose labai mažai dėmesio kreipiama į tokius jungties elementus, kaip galinė virintinė plokštelė arba jungiamieji varžtai bei jų įtaka mazgo sukamojo standžio bei laikomosios galios charakteristikoms. Darbo tikslas buvo sudaryti algoritmą skaičiuoti pusiau standžių mazgų standžio bei stiprumo charakteristikas, atlikti parametrinę mazgų analizę komponentų bei baigtinių elementų metodais, atlikti gautų rezultatų lyginamąją analizę. Darbe buvo taikomi komponentų (mechaninis) ir skaitinis (baigtinių elementų) tyrimo metodai, leidžiantys įvertinti mazgo sija - kolona kiekvieno komponento bendrą lenkiamojo momento įtaką mazgo standžio bei stiprumo charakteristikoms. Skaičiavimo algoritmas buvo sudarytas MathCad aplinkoje, o mazgų analizė baigtinių elementų metodu buvo atlikta SolidWorks aplinkoje, kur buvo sudarytas erdvinis mazgo modelis baigtiniais elementais. Atlikta parametrinė analizė keičiant šiuo mazgo komponentus: galinės plokštelės storis, varžtų skersmuo, varžtų išdėstymas vertikalia kryptimi (jėgų petys), kolonos skerspjūvis. Atlikus gautų rezultatų analizę nustatyta, kad algoritmas, sudarytas pagal projektavimo normas, yra teisingas ir jį galima naudoti mazgo sija - kolona standžio bei stiprumo charakteristikoms nustatyti. Darbe buvo atlikta gautų rezultatų analizė bei pateiktos išvados. Darbą sudaro 9 dalys: įvadas, darbe naudoti žymenys, pusiau standžių mazgų tipai ir literatūros apžvalga, pusiau standžių mazgų modeliavimas ir skaičiavimas komponentų metodu, pusiau standžių mazgų modeliavimas baigtinių elementų metodu, pusiau standžių mazgų parametrinė analizė, išvados, literatūros šaltiniai ir priedai. Darbo apimtis - 103 p. teksto be priedų, 72 iliustracijos, 19 lentelių, 24 bibliografiniai šaltiniai, 1 priedas.
Main object of this final Master Thesis is the semi rigid joints of steel structures. According to analysis of used literature it is obvious that there is very little attention paid to such joint components as welded end plate or connecting structural bolts and their influence to overall stiffness and load bearing capacity of the semi rigid joint. Main task of this final thesis was to create an algorithm to calculate stiffness and strength characteristics of semi rigid joints, perform parametric analysis using component and finite element methods, perform analysis of obtained results. In this final work two methods were used, component (mechanical) method and numerical (finite element) method, which allows determining the influence to the strength and stiffness characteristics of the whole joint. Numerical analysis was performed using MathCAD software and finite element method analysis was performed using SolidWorks software, there three dimensional model was create. Parametric analysis was created according to these variables: end plate thickness, bolt diameter, bolt vertical arrangement and cross - section of the column. According to analysis of results, the algorithm, adopted according to design codes, is correct and can be used to determine the strength and stiffness characteristics of beam to column joints. Where is given a conclusion according to obtained results at the end of this thesis. Final thesis consists of 9 parts: introduction, notations, types of semi rigid joints and literature review, modeling and calculations of semi rigid joints according to component method, modeling and calculations of semi rigid joints according to finite element method, parametric analysis of semi rigid joints, conclusion, used literature and annex. Final Master Thesis consists of: 103 pages of text without annexes, 72 pictures, 19 tables, 24 bibliographical sources, 1 annex.