info-steel-41

berekeningen _calculs Het ontwerp van staalstructuren tegen vermoeiing Vermoeiing is samen met corrosie een van de oorzaken van schade bij stalen bouwconstructies. Metaalmoeheid kan optreden als een stalen onderdeel onderworpen wordt aan cyclische belas- tingen. Zij is te wijten aan het ontstaan en het uitbreiden van microscheuren op bepaalde locaties in de stalen constructies. De microscheuren doen zich voor op verschillende types van metalen structuren zoals vliegtuigen, schepen, bruggen, dragend koetswerk van voertuigen, kranen, kraan- banen, machines, turbines, reactorvaten, offshore platformen, pylonen, hoogspanningsmasten, schoorstenen. Kortom, structuren die herhaalde belastingen ondergaan verkrijgen tijdens hun levensduur telkens bijkomende schade, die te wijten is aan het ontstaan en het uitbreiden van de microscheu- ren. De uitbreiding van de scheurlengte wordt veroorzaakt door een spanningsconcentratie (zowel voor de normaal- de schuifspanningen en hun combinaties) aan het uiteinde van de scheur en hieruit volgt dus een steeds groter wordende spanning aan het scheuruiteinde. Dat is het fenomeen dat de accumulatie van de schade door vermoeiing wordt genoemd en dus op termijn een verlies van de sterkte en de uiteindelijk breuk op bepaalde locaties in de structuur kan geven. Vermoeiingsscheuren treden meestal op in de buurt van de constructiedetails zoals verbindingen door bouten, lassen en lijmen. Het reeds lang gekende probleem van vermoeiing wordt voor stalen en aluminium constructies in de literatuur geregeld behandeld, en de te volgen regels worden in EN 1993-1-9: 2005 tot in de details gedefinieerd en beschreven. Recentelijk verscheen in de reeks ECCS, Eurocode Design Manuals een document (Fatigue Design of Steel and Composite Structures Eurocode3 van Alain Nussbaumer, Luis Borges, Laurence Davaine) dat de achtergronden van deze norm met een aantal goedgekozen voorbeelden zeer goed illustreert en alzo het inzicht verdiept en van de aanpak beschreven in deze norm een duidelijk en gestructureerd beeld geeft. La conception de structures en acier contre la fatigue La fatigue, qui est avec la corrosion, l’une des causes de dommages pour les constructions en acier. La fatigue du métal peut se manifester si un élément en acier est soumis à des charges cycliques. Elle est due à l’apparition et à l’exten- sion de microfissures à des endroits déterminés des constructions en acier. Les microfissures se manifestent sur différents types de structures métalliques comme les avions, les navires, les ponts, la carrosserie portante de véhicules, les grues, les chemins de roulement, les machines, les turbines, les caissons de réacteurs, les plateformes off-shore, les pylônes, les mâts à haute tension, les cheminées. En résumé, des structures, soumises à des contraintes dynamiques, font l’objet, pendant, leur durée de vie, de dommages supplémentaires, résultant de l’apparition locale et au dévelop- pement, de microfissures. L’accroissement des fissures résulte d’une concentration importante de contraintes locales, à leurs extrémité (contraintes normales, tangentielles ou leur combinaison). Ceci donne donc une tension de plus en plus importante à l’extrémité de la fissure. C’est le phénomène que l’on appelle accumulation des dommages par fatigue et qui peut donc, à terme, entraîner une perte de la résistance et le bris de la structure, à certains endroits. Les fissures de fatigue se présentent généralement au voisinage de détails de construction comme les assemblages boulonnés, soudés et collés. Le problème de la fatigue, fait régulièrement l’objet d’articles, dans la littérature, relative aux constructions en acier ou en aluminium, tandis que les règles à suivre sont définies et décrites en détail dans la norme EN 1993-1-9: 2005. Récemment a paru dans la série ECCS, Eurocode Design Manuals un document (Fatigue Design of Steel and Composite Structures Eurocode3 de Alain Nussbaumer, Luis Borges, Laurence Davaine) qui illustre très bien les bases de cette norme par une série d’exemples bien choisis et approfondit ainsi les connaissances et donne une image claire et structu- rée de l’approche décrite dans cette norme. Ir Eric Ceuterick, Technical helpdesk Infosteel Met dank aan _Avec remerciements à : Ir Rik Debruyckere (Departementshoofd staalconstructies SECO), Ir José Jongen (Technical helpdesk Infosteel) en Ing Koen Michielsen (Technical manager Infosteel) 68