Investigation of the effect of web stiffener plates at the location of point-load in an I-beam

Når stålbjelker er fritt opplagt og blir belastet midt på bjelken, oppstår det ofte brudd i steget. For å unngå dette, tilpasser man gjerne tverrsnittet til belastningen. Dette krever imidlertid mer stål som fører til høyere kostnader. For å minske kostnadene kan man isteden øke kapasiteten ved å sette inn tverrgående stivere. Hensikten ved bruk av stivere er å overføre kraften via stiverne til steget. Denne oppgaven går ut på å se på hvordan kapasiteten til tverrsnittet endres, ved å sette inn avstivning midt på bjelken. Den går også ut på å undersøke om kapasitetsendringene stemmer overens med beregningsreglene som er beskrevet i Eurocode 3 [2, 7]. For å kunne se nærmere på de aktuelle problemstillingene har jeg foretatt beregninger, forsøk i lab, og simuleringer i form av FEM-analyser. Kapasiteten til en bjelke, kan man beregne på to forskjellige måter. Den ene metoden er å se på konstruksjonen som en søyle, og den andre er å tenke på steget i tverrsnittet som en påkjent skive. Det kommer frem av beregningene etter NS-EN 1993-1-1, at resultatene er like ved samme tilfelle, siden den relative slankheten er liten. I beregningen i NS-EN 1993-1-5 ser vi at det er avstanden mellom stiverne som er en usikker faktor. Denne faktoren settes derfor til uendelig, for både bjelkene med ett stiverpar, og de uten avstivning. Forsøkene ble utført ved Universitetet for miljø og biovitenskap, instituttet for matematiske realfag og teknologi. Fritt opplagte stålbjelker ble påført vertikale punktlaster, til steget oppnådde brudd. Det ble testet bjelker både med og uten avstivede steg. De bjelkene som var avstivede hadde tilpassede stivere. Ved å sammenligne resultatene fra både bjelker med og uten avstivede steg, kom det frem at svarene var entydige. Det ble derfor bare utført noen få forsøk av hver bjelke. Simuleringene i form av FEM-analyser ble utført i SolidWorks Simulation. Det ble plassert en stålplate mellom den vertikale kraften og stålbjelken, for å overføre lasten til bjelken. Ved utforming av bjelkene ble den belastede stålplaten og opplagerne lagd som en del av bjelken. Ved å sammeligne resultatene fra de praktiske forsøkene med beregningene og simuleringene, ser man at de stemmer omtrentlig overens. Dette indikerer at beregningsmetoden fra NS-EN 1993-1-5 kan benyttes til beregning av avstivede stålbjelker