Sandwichpanelers sidostabiliserande effekt på stålpelare i industribyggnader : En finit elementanalys

Sammanfattning

Lätta sandwichpaneler används ofta som ytterväggsbeklädnad i industribyggnader idag. Panelerna fästsvid pelarna i byggnadsstommen med skruvförband och antas ofta kunna bidra med sidostabilisering tillpelarna i panelplanet. Det råder dock en viss osäkerhet kring hur stor den sidostabiliserande effekten är.Denna studie syftade till att undersöka denna effekt med hjälp av finita elementmodeller (FE-modeller)i ABAQUS. Stålpelarna modellerades som balkelement antingen med eller utan sandwichpaneler. Bärförmåganför respektive fall jämfördes därefter i syfte att uppskatta en potentiell kapacitetsökning medsidostagning av sandwichpaneler. För att underlätta parameterstudien användes ett automatiserat programi Python som bland annat skapade indatafiler för att generera FE-modellerna. Parametrar som varieradesi studien var bland annat pelarlängd, skruvdimension, lastexcentricitet och vindlast.Resultatet visade på att pelarna med sidostagning av sandwichpaneler kunde få en maximal ökning avbärförmågan på 22,4% under de lastförhållanden som undersöktes. Generellt blev den stagande effektenliten för korta och kraftiga pelare, medan den blev signifikant större för slankare pelare. Även ökadskruvdimension blev endast signifikant för slanka pelare. Den sidostagande effekten varierade beroendepå bland annat pelardeformationens riktning och storlek samt förekomsten av vridning och välvning avpelartvärsnittet. Osäkerheter som hade en inverkan på resultatet i studien var modelleringsval, skalfaktorerför geometrisk imperfektion och beräkning av vindlast.Slutsatsen som fastställdes var att bärförmågan med avseende på böjvridknäckning av pelarna i industribyggnaderbör kontrolleras i både vek och styv riktning, trots att en viss stagverkan från sandwichpanelerföreligger i vek riktning. För att stärka denna rekommendation föreslås att ytterligare studier genomförsmed FE-modeller bestående av skalelement. På så vis skulle egenspänningarnas inverkan kunna beaktaspå ett mer noggrant sätt. Dessutom kan lokala deformationer (buckling) inkluderas, vilket skulle möjliggöraanalys inom fler tvärsnittsklasser snarare än endast HEB200-profiler i klass 1 som analyserades idenna studie.