Design of hybrid steel bridges resorting to high strength steel by investigating the bending and shear buckling resistance of hybrid steel girders

Abstract

Staal is een frequent gebruikt bouwmateriaal voor bruggen. Het is een veelzijdig maar zwaar materiaal. Een manier om het gewicht te reduceren is het gebruik van hoogsterkte staal (HSS), een staalsoort met een vloeigrens van meer dan 460 MPa. Door het ontbreken van ontwerpregels in Eurocode 3, is er weinig vraag naar HSS wat leidt tot een hoge kostprijs. Een economische oplossing is het gebruik van hybride staalprofielen, waarbij de flenzen uit HSS zijn. Voor het lijf kan staal van een lagere sterkte gebruikt worden aangezien zijn bijdrage aan de buigweerstand niet maatgevend is. Deze masterproef onderzoekt het gedrag van buig- en schuifweerstand in hybride staalprofielen om te zien of Eurocode 3 gebruikt kan worden zonder aanpassingen. De eerste stap was het uitvoeren van een verificatie in Ansys op basis van een bestaande studie. Dit model werd de basis voor het buig- en afschuifinteractiemodel. Hiermee werden twee soorten simulaties uitgevoerd met een variatie in staalsoorten en doorsnedeklassen. De resultaten van de simulaties werden vergeleken met de berekeningen volgens de Eurocode, inclusief buig- en afschuifinteractiekrommen. Tenslotte werd er een parameter studie voor hybride HSS liggers uitgevoerd. Uit de resultaten van de simulaties werd gekeken of de huidige regels gebruikt konden worden voor hybride HSS liggers. De conclusie is dat de ontwerpregels voor klasse 3 en 4 doorsnedes kunnen worden toegepast, maar verder onderzoek en aanpassingen met betrekking tot HSS worden aanbevolen voor Eurocode 3.