SSAB FrameCalc ja SSAB HighStrength Structural Hollow SectionsHandbook, tutkimustuloksista käytännön sovelluksiin

Jussi Minkkinen, SSAB

Kristo Mela, TUT

SSAB:n putkituotteet teräsrakentamiseen

23.11.2017Jussi Minkkinen & Kristo Mela3

SSAB:n rakenneputket teräsrakentamiseen

► SSAB Domex Tube

− Teräslajit S355 – S550

− SSAB Domex Tube Double Grade vakiotuote

• Yksi putki, kaksi EN 10219 terästä (S355, S420)

− Perustuote rakentamiseen

− CE merkittyjä

► Strenx Tube

− Strenx Tube 700 MH/MLH erittäin luja, erinomainen käytettävyys ja iskusitkeys. CE merkintä saatavilla.

− Strenx Tube 900/960 MH ultraluja putki erikoisprojekteihin.

23.11.2017Jussi Minkkinen & Kristo Mela

4

SSAB:n lisätakuut

23.11.2017Jussi Minkkinen & Kristo Mela

5

► Aina EN 10219 mukainen

► Täyttää aina lisäehdon nurkkaan hitsattavuudesta

► CE merkintä mahdollinen aina teräslajiin StrenxTube 700 saakka

► Parannettu nurjahduskestävyys – voidaan hyödyntää nurjahduskäyrää b teräslajeilla SSAB Domex Tube 355 – Strenx Tube 700

► Aina standardia parempi iskusitkeys sekä seinämänvahvuuden toleranssi

Mittavalikoima, tarkempi listaus ssab.com

23.11.2017Jussi Minkkinen & Kristo Mela

SSAB Domex Tube 500 MH

Strenx Tube 700 MH/MLH

Strenx Tube 900 MH

Shape Outside

dimensions,mm

Wall thickness,

mm

Circular 33.7 – 323.9 2.0 – 12.5

Square 30 x 30 –

300 x 300

2.0 – 12.5

Rectangular 40 x 20 –

400 x 200

2.0 – 12.5

Shape Outside

dimensions, mm

Wall thickness,

mm

Circular 33.7 – 323.9 2.0 – 10.0

Square 30 x 30 –

300 x 300

2.0 – 10.0

Rectangular 40 x 20 –

400 x 200

2.0 – 10.0

Shape Outside

dimensions, mm

Wall thickness,

mm

Circular 60.3 – 244.5 3.0 – 6.0

Square 50 x 50 –

200 x 200

3.0 – 6.0

Rectangular 60 x 40 –

250 x 150

3.0 – 6.0

SSAB Domex Tube Double Grade

Shape Outside

dimensions, mm

Wall thickness,

mm

Circular 26.9 – 323.9 2.0 – 12.5

Square 25 x 25 –

300 x 300

2.0 – 12.5

Rectangular 40 x 20 –

400 x 200

2.0 – 12.5

6

SSAB High StrengthStructural HollowSections Handbook

23.11.2017Jussi Minkkinen & Kristo Mela7

23.11.2017Jussi Minkkinen & Kristo Mela

8

Tutkimuksesta tukea suunnitteluun

23.11.2017Jussi Minkkinen & Kristo Mela

9

► Korkealujuusteräksien (HSS) käyttöä rakentamisessa on tutkittu tuoreeltaan eri EU-hankkeissa

► Monet tulokset ovat rohkaisevia HSS:n kannalta

► Keskeiset tutkimustulokset näkyvät mahdollisesti Eurokoodin seuraavassa versiossa (202N, N > 0)

Poikkileikkausten luokittelu

23.11.2017Jussi Minkkinen & Kristo Mela

10

EN 1993-1-1 SEMI-COMP

Poikkileikkausten luokittelu

23.11.2017Jussi Minkkinen & Kristo Mela

11

SEMI-COMP► SEMI-COMP:

− Poikkileikkausluokkien rajoja on tiukennettava

− Luokassa 3 voidaan osittain hyödyntää plastista kapasiteettia

► RUOSTE:

− Kun fu/fy > 1.05, luokkien 1 ja 2 rajojen pitäisi olla 30ε ja 35ε

► Johtopäätös: jos poikkileikkausluokkien rajoja tiukennetaan kaikille teräksille, voidaan HSS luokitella muiden tapaan.

Hitsatut putkiliitokset

23.11.2017Jussi Minkkinen & Kristo Mela

12

► EN 1993-1-12:

− Kun fy > 460 MPa, hitsatun liitoksen kestävyyttä on pienennettävä kertoimella 0.8.

► RUOSTE:

− Kun fy = 500 MPa, pienennyskerrointa ei tarvita!

− Kun fy = 700 MPa, sopiva pienennyskerroin on 0.9

− Täysin lujan pienahitsin a-mittaa voidaan pienentää selvästi

a/t

fy EN 1993-1-8 RUOSTE

500 1.61 1.0

700 1.65 1.2

Nurjahdusmitoitus

23.11.2017Jussi Minkkinen & Kristo Mela

13

► EN 1993-1-1:

− Kylmämuovatuille rakenneputkille käytetään nurjahduskäyrää ’c’.

► RUOSTE:

− Kylmämuovatuille rakenneputkille voidaan käyttää nurjahduskäyrää ’b’, kun fy > 500 MPa

► HUOM! SSAB:n putkille voidaan käyttää nurjahduskäyrää ’b’ myös teräkselle S355.

SSAB Domex Tube 235

SSAB Domex Tube 355

SSAB Domex Tube Double Grade

SSAB Domex Tube 460

SSAB Domex Tube 550

SSAB Strenx Tube 700

SSAB Strenx Tube 900

SSAB Strenx Tube 960

► Pohjautuu:

− Eurocode 3

− EN 1090

− EN 10219

• Rajoittuu max S460

− > Kirjan scope maxS460

► Pohjautuu samoihin standardeihin, mutta niitä täydennetään omilla, tutkimustuloksiin perustuvilla suunnittelusäännöillä

► Soveltuu käytettäväksi SSAB:n putkilla

23.11.2017Jussi Minkkinen & Kristo Mela

14

Sisältö – SSAB High Strength StructuralHollow Sections 2017

23.11.2017Jussi Minkkinen & Kristo Mela

(Tuote) 1. SSAB’s Cold-Formed Structural Hollow Sections

(Valmistus) 2. Fabrication of Steel Structures Using High-Strength Steel Hollow Sections

(Design) 3. Cost and Embedded Emissions

(Design) 4. Hss Tubular Frame Modelling

(Design) 5. Resistance of Hollow Section Structures

(Design) 6. Design of Hollow Section Joints

(Design) 7. Design of Trussed Portal Frame

8. Annexes (Cross-sectional properties & resistance, buckling tables for S355-S700)

15

23.11.2017Jussi Minkkinen & Kristo Mela

16

Uudet suunnittelusäännöt

FrameCalc

23.11.2017Jussi Minkkinen & Kristo Mela17

23.11.2017Jussi Minkkinen & Kristo Mela

18

FrameCalc - kehitysvaiheita

23.11.2017Jussi Minkkinen & Kristo Mela

19

► Alkuperäinen idea:etsitään nopeasti ristikolle e d u l l i n e n t o p o l o g i a , josta suunnittelija voi jatkaa.

► Pohjana väitöstutkimus (MELA, 2013), joka painottuu t o p o l o g i a n o p t i m o i n t i i n .

► Sittemmin ohjelmaan on lisätty ominaisuuksia, joilla vähennetään suunnittelijan tekemää jälkikäsittelytyötä.

FrameCalc – tulossa

23.11.2017Jussi Minkkinen & Kristo Mela

20

► Portaalikehän mitoitusoptimointi (Diplomityö, Mika Helminen, TTY)

FrameCalc – tulossa

23.11.2017Jussi Minkkinen & Kristo Mela

21

► Ristikon geometrian optimointi(Diplomityö, Olli Lahti, TTY)

FrameCalc - General

23.11.2017Jussi Minkkinen & Kristo Mela

22

FrameCalc - Dimensions

23.11.2017Jussi Minkkinen & Kristo Mela

23

FrameCalc - Truss

23.11.2017Jussi Minkkinen & Kristo Mela

24

FrameCalc - Materials

23.11.2017Jussi Minkkinen & Kristo Mela

25

FrameCalc - Loads

23.11.2017Jussi Minkkinen & Kristo Mela

26

Rekisteröityminen

23.11.2017Jussi Minkkinen & Kristo Mela

28

► https://framecalc.ssab.com – rekisteröityminen ja kirjautuminen

23.11.2017Jussi Minkkinen & Kristo Mela29