| dc.description.abstract | I løpet av denne oppgaven er det blitt utledet en beregningsmetode som kan benyttes til å kalkulere forsterkningsplatens kapasitet ved bruk av den alternativ forsterkningsmetoden av trunnion-tilkoblinger, referert til som Metode B. Det har vært et gjennomgående fokus på å utlede formelverket fra grunnleggende mekanikk, slik at hvert ledd i beregningsmetodikken har sporbarhet i en allerede anerkjent teori, og kan kontrolleres deretter. Dette gjør det mulig å tilføre eventuelle tilpasninger og utbedringer av hvert enkelt ledd i utledningen, hvis det senere skulle vise seg å være et videre behov for dette.
Som en del av oppgaven har det også blitt gjennomført en fullskala laboratorietest, der det ble benyttet strekklapper til å lese av tøyningsverdiene både i forsterkningsplaten og i hovedrøret. Dette ble gjort ved tilført bøyemoment på trunnionen, samt innvendig trykksetting av hovedrøret. Resultatene fra testen ble blant annet benyttet til å verifisere eller avkrefte forskjellige teorier knyttet til utviklingen av beregningsmetoden, samtidig som at testen også ga en god indikasjon på det faktiske forholdet mellom de teoretiske verdiene og de målte resultatene.
Det er gjort flere forenklinger og antagelser underveis i utviklingsprosessen av beregningsmetoden. Noen av disse valgene blir bekreftet ved hjelp av resultatene fra laboratorietesten, andre er av konservativ karakter. Det er også foreslått noen utbedringer og endringer av opprinnelig design, delvis for å gjøre beregningene gjennomførbare, men også for å bidra til å øke den totale kapasiteten til forsterkningsplaten. Valgene som er tatt er begrunnet underveis i utledningen.
Den presenterte teorien tar for seg flere ulike parametere som på hver sin måte, og i varierende grad påvirker forsterkningsplaten. Noen av disse parametrene utelukkes underveis, og det avsluttes med en endelig, oppsummert prosedyre som kan benyttes til å kalkulere spenningene som virker i forsterkningsplaten. I den endelige, oppsummerte prosedyren er det kun de dimensjonerende parametrene som tas med.
Det kan konkluderes med at den utviklede beregningsmetoden vil gi et tilfredsstillende, men allikevel noe omtrentlig resultat av forsterkningsplatens kapasitet, forutsatt at det benyttes en intensiveringsfaktor som tar høyde for at formelverket er utviklet med utgangspunkt i at platen hviler på et uendelig stivt underlag. Uten denne intensiveringsfaktoren vil det forekomme et avvik mellom de teoretiske resultatene og de avleste verdiene, der avviket er større desto stivere forsterkningsplaten er, relativt til hovedrøret.
Resultatene fra laboratorietesten bekrefter at beregningsmetoden også kan benyttes uten denne intensiveringsfaktoren, siden de målte verdiene fra testen ligger en god del lavere enn det beregningsmetoden viser. Ulempen er at de teoretiske verdiene kan bli veldig konservative, spesielt der det benyttes trunnioner med små dimensjoner relativt til hovedrøret.
Laboratorietesten viser også at det ikke nødvendigvis trenger å være selve forsterkningsplaten som er det svakeste leddet i konstruksjonen. Spesielt der hvor det benyttes relativt små, stive forsterkningsplater er det en mulighet for at platen ikke avlaster hovedrøret i det hele tatt. Dermed er det slik at det i noen tilfeller faktisk kan være selve hovedrøret som utsettes for de største spenningene, ikke forsterkningsplaten. For å unngå dette kan det være nødvendig å benytte en forsterkningsplate som er bredere, relativt sett, og dermed overfører kreftene til en større andel av hovedrøret. Dette er avhengig av dimensjonene som blir brukt. Hvor bred forsterkningsplaten kan være vil begrenses oppad av platens egenkapasitet, som kan beregnes ved hjelp av den nyutviklede beregningsmetoden for Metode B.
Trykkets påvirkning viser seg å være svært avgjørende for konstruksjonens kapasitet. Det innvendige trykket påvirker rørveggen til hovedrøret i langt større grad enn det påvirker forsterkningsplaten. Grunnen til det er at det innvendige trykket virker på en større veggtykkelse der hvor forsterkningsplaten er innsveiste til hovedrøret, noe som igjen reduserer trykkspenningene. Rørveggen på utsiden av forsterkningsplaten vil allikevel være utsatt for de største trykkspenningene som kan oppstå i røret, og det er viktig at denne regionen ikke utsettes for ytterligere bøyespenninger fra trunnionen.
Derfor må det unngås en forsterkningsplate som er så kort og stiv at den bare overfører trunnionens bøyemoment direkte til hovedrøret, og heller benytte en bredere plate er i stand til å ta opp store deler av bøyekreftene og fordele de resterende kreftene til en bredere del av hovedrøret. En bred plate vil på den andre siden ha en lavere egenkapasitet enn en kort, noe som må tas med i betraktningen ved valg av forsterkningsplatens design.
Utbøyning av forsterkningsplaten var ett av de potensielle problemene som ble forspeilt i forkant av oppgaven. Defleksjonsberegningene som er gjennomført i oppgaven viser at dette normalt sett ikke vil være et problem, men dette avhenger i all hovedsak av forsterkningsplatens bredde, relativt til tykkelsen.
Som en del av oppgaven er det også gjort noen utbedringer av forsterkningsplatens design. Disse endringene har vært en medvirkende faktor til at kapasiteten til den optimaliserte platen vil være høyere enn ved opprinnelig design, også med hensyn til den uønskede utbøyningen og hengslingen av platen.
Videre analyser av resultatene viser også at når Kelloggs formelverk blir benyttet til å beregne kapasiteten til uforsterkede trunnioner, vil verdiene være svært konservative sammenlignet med beregninger gjennomført med det alternative formelverket for hovedrørets kapasitet, utledet fra Eurokode 3. Resultatene fra laboratorietesten peker også i retning av at det utledede formelverket basert på Eurokode 3 vil gi veldig presise verdier. Det anbefales derfor at det foretas en videre vurdering av hvorvidt dette alternative formelverket bør benyttes ved dimensjonering av uforsterkede trunnioner, fremfor det konservative formelverket til Kellogg som er i bruk i dag. | en_US |
