Betonisen parvekelaattaelementin putkituennan mitoitus
Pietilä, Niko (2021)
Pietilä, Niko
2021
Rakennustekniikan kandidaattiohjelma - Bachelor's Programme in Civil Engineering
Rakennetun ympäristön tiedekunta - Faculty of Built Environment
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2021-05-20
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202105195210
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202105195210
Tiivistelmä
Betonisen parvekelaattaelementin tuentamenetelmien valinnalla ja mitoituksella on merkittävä vaikutus laatan rasitustasoon sekä muodonmuutoksiin. Tässä tutkimuksessa tarkastellaan teräksistä putkikannaketta, parvekeputkikannaketta, parvekelaatan runkoon sidonnan ja parvekkeen tuennan menetelmänä sekä perehdytään putkikannakkeen murtorajatilamitoittamiseen pielin ja pilarein tuetuilla parvekelaatoilla. Työn tavoitteena on luoda selkokielinen ohje parvekeputkituennan mitoittamiseen sekä havainnollistaa tuennan mitoittamisessa huomioitavia merkittävimpiä näkökulmia.
Työssä käsitellään kirjallisuustutkimuksen menetelmin parvekelaattaa sekä tämän mahdollisia tuentatyyppejä. Tutkimuksessa käytiin läpi parvekelaatan tuennan menetelmiä sekä pyrittiin keskittymään erityisesti parvekelaatan runkoon sidontaan. Parvekeputkikannatinta tutkittiin sekä geometrian ja lujuuden kannalta että suunnittelun ja asentamisen näkökulmasta.
Parvekeputkikannakkeen mitoittamista käsitellään työssä kolmen tutkimuskohteen avulla, mistä jokainen on rakenteeltaan toisistaan poikkeava osittain itsekantava parvekelaatta. Tapauksilla havainnollistetaan mitoittamisen kulkua sekä putken rasitustasoon vaikuttavia tekijöitä. Parvekeputkien mitoituksessa keskeisinä työvälineinä toimivat Dlubalin RFEM-ohjelmisto sekä teräsrakenteiden mitoittamisohjeet. Mitoittamisen käsittely voidaan jakaa rakennemallin muodostamiseen, parvekeputken rasitusten määritykseen ja parvekeputken kestävyyden tarkasteluun. Rakennemallin muodostuksen huomattiin olevan haastava sekä osittain monimutkainen osa mitoitusta. Etenkin rakenteelliset valinnat tukien tyyppien suhteen voivat aiheuttaa suuren vaikutuksen mitoituksen tuloksiin.
Tutkimustapaukset osoittavat lämpörasituksista johtuvien pakkovoimien merkityksen rakenteen rasituksissa sekä kaavapohjaisen käsinlaskennan ja laskentaohjelman välisten laskentatulosten eroavaisuuden. Tutkimuksen perusteella pakkovoimat ovat pielillä kannatetun parvekelaatan parvekeputkia mitoittaessa olennaisessa asemassa ja voivat lisätä rakenteen käyttöastetta merkittävästi. Käsinlaskennan ja laskentaohjelmien välisten tulosten erot ovat tutkimuksen perusteella matalat, kun tutkittavana on yksinkertainen mitoitustilanne. Koska käsinlaskennassa käytettävät kaavat ovat osin yksinkertaistettuja varman puolen kaavoja, voidaan kuitenkin monimutkaisemmissa mitoitustilanteissa saada laskentaohjelmistoilla usein parempia tuloksia.
Työssä käsitellään kirjallisuustutkimuksen menetelmin parvekelaattaa sekä tämän mahdollisia tuentatyyppejä. Tutkimuksessa käytiin läpi parvekelaatan tuennan menetelmiä sekä pyrittiin keskittymään erityisesti parvekelaatan runkoon sidontaan. Parvekeputkikannatinta tutkittiin sekä geometrian ja lujuuden kannalta että suunnittelun ja asentamisen näkökulmasta.
Parvekeputkikannakkeen mitoittamista käsitellään työssä kolmen tutkimuskohteen avulla, mistä jokainen on rakenteeltaan toisistaan poikkeava osittain itsekantava parvekelaatta. Tapauksilla havainnollistetaan mitoittamisen kulkua sekä putken rasitustasoon vaikuttavia tekijöitä. Parvekeputkien mitoituksessa keskeisinä työvälineinä toimivat Dlubalin RFEM-ohjelmisto sekä teräsrakenteiden mitoittamisohjeet. Mitoittamisen käsittely voidaan jakaa rakennemallin muodostamiseen, parvekeputken rasitusten määritykseen ja parvekeputken kestävyyden tarkasteluun. Rakennemallin muodostuksen huomattiin olevan haastava sekä osittain monimutkainen osa mitoitusta. Etenkin rakenteelliset valinnat tukien tyyppien suhteen voivat aiheuttaa suuren vaikutuksen mitoituksen tuloksiin.
Tutkimustapaukset osoittavat lämpörasituksista johtuvien pakkovoimien merkityksen rakenteen rasituksissa sekä kaavapohjaisen käsinlaskennan ja laskentaohjelman välisten laskentatulosten eroavaisuuden. Tutkimuksen perusteella pakkovoimat ovat pielillä kannatetun parvekelaatan parvekeputkia mitoittaessa olennaisessa asemassa ja voivat lisätä rakenteen käyttöastetta merkittävästi. Käsinlaskennan ja laskentaohjelmien välisten tulosten erot ovat tutkimuksen perusteella matalat, kun tutkittavana on yksinkertainen mitoitustilanne. Koska käsinlaskennassa käytettävät kaavat ovat osin yksinkertaistettuja varman puolen kaavoja, voidaan kuitenkin monimutkaisemmissa mitoitustilanteissa saada laskentaohjelmistoilla usein parempia tuloksia.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [7051]