Liimapuurunkoisen hallin kattopalkin mitoitus eri jänneväleillä

Abstract

Tämän kandidaatintyön aiheena on liimapuurunkoisen hallin kattopalkin mitoitus eri jänneväleillä. Työn tavoitteina oli selvittää millainen materiaali liimapuu on, millaisiin hallirakentamisen kohteisiin liimapuiset palkin soveltuvat ja millaisille jänneväleille erilaisia liimapuupalkkeja voidaan mitoittaa. Tutkimusta tehtiin kirjallisuusselvityksenä sekä haastatteluna ja mitoitus tehtiin eurokoodien mukaisesti. Mitoituksessa tarkastelu rajattiin suoraan palkkiin, pulpettipalkkiin, harjapalkkiin ja bumerangipalkkiin. Palkit mitoitettiin pysyvien kuormien lisäksi vain lumikuormalle. Mitoituksessa tarkasteltiin vain palkkien taivutus- ja leikkauskestävyyttä murtorajatilassa ja taipumaa käyttörajatilassa. Liimapuun kuten muidenkin puutuotteiden käyttö rakentamisessa on lisääntynyt lähivuosina erityisesti puun ympäristöystävällisyyden vuoksi. Liimapuu on insinööripuutuote, jota valmistetaan liimaamalla sahatavaralamelleja yhteen, mikä tasoittaa puun vikoja ja tekee valmiista tuotteesta lujempaa ja kestävämpää. Liimapuusta voidaan valmistaa suuria palkkeja, jotka soveltuvat hyvin suuria jännevälejä vaativien hallirakennusten kattopalkeiksi. Liimapuisia kattokannattimia käytetään monenlaisissa hallirakennuksissa. Tyypillisiä käyttökohteita ovat esimerkiksi teollisuus-, varasto- ja liikerakennukset, kuten suuret sekatavarakaupat, mutta liimapuupalkkeja voidaan käyttää myös joissain jäähalleissa ja liikuntatiloissa. Tilaajan ja arkkitehdin valinnat katon muodon suhteen ovat tärkeimmät tekijät liimapuupalkkityypin valinnassa. Lapekaton tapauksessa vaihtoehtoina ovat pulpettipalkki ja mahapalkki, joista jälkimmäinen on käytetympi, koska sillä saavutettava jänneväli on suurempi ja palkin materiaalimenekki pienempi. Harjakaton tapauksessa vaihtoehtoja ovat harjapalkki ja bumerangipalkki, joista harjapalkilla on saavutettavissa hieman pidempi jänneväli, mutta bumerangipalkin kaareva alareuna luo tilaan avaruutta ja pienentää palkin poikkileikkauksen korkeutta. Palkeilla saavutettavia jännevälejä tutkittiin mitoittamalla palkit eurokoodien mukaisesti taivutukselle, leikkaukselle ja taipumalle. Mitoituksen mukaan suora palkki soveltuu 8‒29 m jänneväleille, pulpettipalkki 8‒26 m jänneväleille, harjapalkki 8‒30 m jänneväleille ja bumerangipalkki 8‒27 m jänneväleille. Työssä lisäksi pohditaan näiden tulosten todenmukaisuutta ja verrataan tuloksia erilaisista lähteistä löytyviin ohjeellisiin jännevälimittoihin. Ohjeelliset jännevälimitat osaltaan ovat yhdenmukaisia tulosten kanssa, mutta eroavaisuuksia ohjeellisten arvojen ja tulosten välillä on joidenkin palkkityyppien kohdalla.