Fatigue of steel bridges
New structural details and the implementation of high strength steel
Tid: Fr 2022-03-25 kl 13.00
Plats: B3, Brinellvägen 23, Stockholm
Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/63293304009
Språk: Engelska
Ämnesområde: Byggvetenskap, Bro- och stålbyggnad
Respondent: Oskar Skoglund , Bro- och stålbyggnad
Opponent: Professor Alain Nussbaumer, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne
Handledare: Associate Professor John Leander, Bro- och stålbyggnad; Professor Raid Karoumi, Bro- och stålbyggnad
QC 2022-03-03
Abstract
Genom användandet av höghållfast stål kan en mindre mängd material användas som i sin tur leder till ett mer hållbart byggande. Mängden stål och vilken stålkvalité som kan användas vid byggandet av stålbroar och andra cykliskt belastade konstruktioner avgörs ofta av nedbrytningsprocessen utmattning. Utmattningskapaciteten hos stålbroar är till stor del beroende av brons anslutningsdetaljer. Brokonstruktören har vid designstadiet ett begränsat antal beprövade anslutningsdetaljer att välja bland – vilka ofta har relativt låg utmattningskapacitet – och konstruktören är därmed ofta tvungen att öka konstruktionens dimensioner för att klara av kraven gällande utmattning. Den här avhandlingen har till syfte att förbättra utmattningkapaciteten för utmattningsbenägna anslutningsdetaljer i stål genom att införa nya anslutningsdetaljer bland de redan existerande detaljerna som finns i de olika standarderna. En utmattningskritisk detalj som ligger i fokus är anslutningen mellan livavstyvningen och tvärförbanden hos stålbalkbroar. Genom att förbättra utmattningskapaciteten så kan en mindre mängd stålmaterial användas vid byggandet av stålbroar och samverkansbroar i betong och stål. I denna avhandlingen kunde det påvisas att höghållfast stål för broar kan sänka mängden stålmaterial, stålkostnaden och koldioxidutsläppen. Dock så gäller detta enbart om utmattningskapaciteten för kritiska anslutningsdetaljer kan ökas avsevärt. Detta visas genom en kartläggning av existerande broar och genom en optimiering av en samverkansbro i stål och betong. Dessutom, så presenteras ett antal nya anslutningsdetaljer och ett fåtal redan existerande lösningar uppmärksammas som har potential att förbättra utmattningskapaciteten. Den mest lovande anslutningsdetaljen kan potentiellt öka utmattning-shållfastheten med 25 %. Detta visas genom numeriska analyser med användning av linjärelastiska brottmekaniska modeller. Detta kräver dock verifiering genom experimentella studier för att fastställa deras kapacitet.