ME107 - Teräsrakenteet 1 - Luento 7

Luento 7: Kiepahdus

Luennolla käsitellään teräspalkin kiepahduskestävyyttä. Kiepahdus on hyvin tärkeä aihe, joka käsitellään ensimmäisen kerran Metropolian Teräs 1 -kurssilla. Kiepahdus myös kerrataan Teräs 2 -kurssin alussa ja sitä harjoitellaan Teräs 2 -kurssin harjoitustyössä.

HUOM: Seuraavat videot on lainattu suoraan yrityksille tarkoitetusta Mörkö Learning teräsmoduuli 1:stä, joten lauseet kuten 'viime luennolla käsiteltiin' tai 'seuraavalla luennolla käsitellään' eivät välttämättä pidä paikkaansa Metropolian kurssilla!.

Ensimmäisellä videolla tutustutaan kiepahdukseen ilmiönä, ja Eurokoodi 3:n kiepahdusmitoitukseen yleisellä tasolla.

Toisella videolla syvennytään kiepahduskäyrän valintaan: käytetäänkö yleistä kiepahduskäyrää a, b, c tai d, vaiko kenties valssattujen ja vastaavien erityistä kiepahduskäyrää a, b, c, tai d. Selvennetään, miten Suomen kansallinen liite muuttaa tätä valintaa suhteessa standardin EN1993-1-1 varsinaiseen tekstiin, ja mitä eräissä suosituissa suomenkielisissä oppikirjoissa aiheesta on jätetty sanomatta.

Kolmannella videolla käsitellään kiepahdustarkastelun perustana olevan kriittisen momentin M_cr laskenta.

Nurjahdus- ja kiepahduskäyrät graafisessa muosossa (pdf-liite). Myös valssattujen profiilien tarkempi käyrä, jonka kuvaaja EN 1993-1-1:stä ja useimmista oppikirjoista puuttuu.

Luennon 7 kotitehtävät

Harjoitustehtävä 1

Kuvan hitsatusta I-palkista (S355J2) roikkuu alalaippaan kiinnitetyn korvakkeen välityksellä suunnittelukuorma FEd = 90 kN. Laske palkin kiepahduskestävyys. Kestääkö palkki kyseisen kuorman? Helpotus: WI 550-6-16x250 -profiili kuuluu taivutettuna poikkileikkausluokka 3:een ja voit käyttää valmiiksi laskettua kriittisen momentin arvoa Mcr = 530,3 kNm sekä kimmoteorian mukaista taivutusvastusta Wy,el = 2 327 000 mm3

Malliratkaisu

Harjoitustehtävä 2

Teräspalkkiin IPE 330 (S355J2) kohdistuu kuvan mukaiset ominaiskuormat gEk = 7,5 kN/m ja qEk = 10 kN/m. Palkin jänneväli L = 6,0 m. Palkkia ei ole kiepahdustuettu jänteen matkalta. Laske, kestääkö palkki kuormista johtuvan taivutuksen kiepahtamatta.

Malliratkaisu