Αναλυτική και Αριθμητική Διερεύνηση Προβλημάτων Λυγισμού Μεταλλικών Δοκών

Μεταπτυχιακός Φοιτητής : Φραγκόπουλος Κωνσταντίνος                                                                
Επιβλέπων Καθηγητής: Γαντές Χ., Επ. Καθηγητής              
Ημερομηνία : Ιούλιος 2007  

Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία επιχειρήθηκε να διερευνηθεί το φαινόμενο του λυγισμού ενισχυμένων ή μη μεταλλικών δοκών. Η προσέγγιση αυτή βασίστηκε στην θεωρία λεπτών πλακών, λόγω του ότι οι φορείς αυτοί αποτελούνται από επιμέρους πλακοειδή στοιχεία.

 Στο πρώτο κεφάλαιο, παρουσιάζονται βασικά στοιχεία της καμπτικής θεωρίας λυγισμού πλακών και θεωρητική αντιμετώπιση του φαινομένου της κύρτωσης για πλακοειδείς φορείς συγκεκριμένων συνοριακών συνθηκών και συνθηκών φόρτισης. Στη συνέχεια παρουσιάζονται αποτελέσματα μη γραμμικών αναλύσεων ενισχυμένων και μη πλακών υπό καθαρή θλίψη ή διάτμηση. Τέλος, επιλύονται σύμφωνα με τον ΕC 3 – Part 1.5 δύο τετραγωνικές πλάκες που υφίστανται ομοιόμορφη θλίψη, μία χωρίς και η άλλη με διαμήκεις και εγκάρσιες ενισχύσεις.

Στο δεύτερο κεφάλαιο, εξετάζονται φαινόμενα τοπικού λυγισμού σε διατομές διπλού-ταυ, όπως αυτές προσεγγίζονται βάσει του EC 3 – Part 1.1. Πέραν της θεωρητικής περιγραφής και των κριτηρίων που ο κανονισμός ορίζει για την κατάταξη των διατομών, παρουσιάζονται γραμμικές αναλύσεις λυγισμού και μη γραμμικές αναλύσεις φορέων υπό θλίψη ή κάμψη, διατομής διπλού-ταυ, χαρακτηριστικών για κάθε κατηγορία, καθώς και επιμέρους πλακοειδών στοιχείων που προσομοιώνουν τη συμπεριφορά των πελμάτων και του κορμού ανεξάρτητα.  

Στο τρίτο κεφάλαιο, διερευνάται το φαινόμενο του διατμητικού λυγισμού σε υψίκορμες δοκούς και η μεταβολή της συμπεριφοράς τους λόγω της παρουσίας διαμήκων ή/και εγκαρσίων ενισχύσεων. Τέλος, επιχειρείται για ένα ενδεικτικό παράδειγμα των παραπάνω φορέων επίλυση βάσει του EC 3 – Part 1.5.  

Στο τέταρτο κεφάλαιο, εξετάζονται δύο συγκεκριμένα παραδείγματα. Αρχικά επιλύεται ένας πρόβολος κιβωτιοειδούς διατομής με εγκάρσιες και διαμήκεις ενισχύσεις σύμφωνα με τον κανονισμό (EC 3 – Part 1.5). Ακολουθεί παραμετρική διερεύνηση των κρίσιμων φορτίων λυγισμού του μεταβάλλοντας το πλήθος και το μέγεθος των ενισχύσεων. Ενώ τέλος, για τέσσερις μόνο περιπτώσεις, γίνονται και μη γραμμικές αναλύσεις. Κατόπιν, ακολουθεί παρόμοια διερεύνηση για αμφιαρθρωτή δοκό διατομής διπλού-ταυ με αποτμήσεις κοντά στις στηρίξεις. Μεταβάλλονται τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά των πελμάτων, του κορμού και των ενισχύσεων, ενώ αποφασίζεται και η διάνοιξη οπών σε συγκεκριμένα φατνώματα της δοκού. Μια σειρά μη γραμμικών αναλύσεων και η σύγκριση των αποτελεσμάτων βοηθούν στην καλύτερη κατανόηση της επίδρασης στη συμπεριφορά τέτοιων δοκών της μεταβολής των γεωμετρικών τους χαρακτηριστικών και του μεγέθους πιθανών οπών.