Original title:
Zesilování ocelových prutů namáhaných osovou silou pod zatížením
Translated title:
Strengthening of axially loaded steel members under load
Authors:
Vild, Martin ; Wald,, František (referee) ; Křivý,, Vít (referee) ; Bajer, Miroslav (advisor) Document type: Doctoral theses
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební Abstract:
[cze][eng]
Dizertační práce se zabývá zesilováním ocelových prutů namáhaných osovou silou pod zatížením. Zesilování pod zatížením pomocí svařování je výhodné z hlediska úspory času i finančních prostředků. Pruty, které nejsou náchylné ke ztrátám stability, nepředstavují pro návrh zesílení problém a lze pro ně využít plastickou rezervu. Návrh prutů se stabilitními problémy je značně složitější, názory vědců a inženýrů na postup návrhu a využití plastické rezervy se liší a experimentů bylo doposud provedeno pouze několik. Práce je zaměřena na pruty vybraných průřezů namáhané vzpěrným tlakem. Při návrhu tlačených prutů náchylných ke vzpěru zesílených pod zatížením je potřeba ověřit únosnost původního prutu, oslabeného zvýšenou teplotou od svařování. Také je třeba zohlednit vliv původního zatížení a svařování – reziduální napětí a přetvoření – na únosnost zesíleného prutu. Cílem práce je stanovení únosnosti běžně používaných průřezů tlačených prutů zesílených pod zatížením. V rámci dizertační práce byly autorem provedeny experimenty zesílení prutů tvaru průřezu H a L a bezešvých trubek. Další experimenty byly provedeny na prutech tvaru průřezu H a čtvercových trubkách, pomocí nichž byla ověřována únosnost při svařování. S jejich pomocí byly validovány numerické modely, které pomohly rozšířit počet vzorků pro statistické vyhodnocení. Pomocí experimentů z literatury, vlastních experimentů a numerických modelů byly navrženy analytické modely na stanovení únosností původního prutu oslabeného teplotou a prutu zesíleného pod zatížením. Zjednodušený model je konzervativní a vhodný pro praktické navrhování, komplexní model je poměrně složitý a vhodný spíše pro vědecké účely. Komplexní model poskytuje informace o přetvoření a pro stanovení únosnosti využívá modifikace součinitele imperfekce. Poskytuje dobrou shodu s experimenty. Práce obsahuje také praktická doporučení pro návrh a provádění zesilování pod zatížením pomocí svařování.
Dissertation focuses on strengthening of axially loaded steel members strengthened under load. Strengthening under load using welding is time and financially efficient. Plastic design can be used for members without stability problems. However, the design of members susceptible to buckling is difficult and opinions of researchers differ on this matter and there are only several experiments. The dissertation is focused on strengthening under load of members with selected cross-sections susceptible to flexural buckling. It is necessary to check the resistance of the base member weakened by the elevated temperatures caused by welding. The preload and welding – residual stress and deformations – must be taken into account for the determination of the buckling resistance of the member strengthened under load. The aim of this dissertation is to provide the load resistance of selected compressed members strengthened under load. Author performed experiments on members with the H and L shaped cross-sections and seamless tubes. Other experiments were performed on members with H shaped cross-section and rectangular hollow sections to determine the resistance of base member during welding. These served to validate numerical models which helped to increase the number of specimens for statistical evaluation. Analytical models to determine the load resistances of the base member during welding and the strengthened member were developed using experiments from literature and author’s experiments and numerical models. The simplified model is conservative and suitable for practical design. The complex model is suitable for scientific purpose and it provides both deformation and load resistance using modified imperfection factor. It provides a good agreement with the experiments. Doctoral thesis also includes practical recommendations for design and execution of strengthening under load using welding.
Keywords:
Buckling; compressed column; design method; experiment; numerical analysis; residual stress; steel; strengthening under load; weld; Experiment; numerická analýza; návrhová metoda; ocel; reziduální napětí; svar; tlačený prut; vzpěr; zesilování pod zatížením
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/136995
guest ::
