Liittopalkin edut: Teräs-betoni-liittopalkin säästämä materiaali
Korhonen, Kasperi (2023)
2023
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
2023-06-13
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202305226022
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202305226022
Tiivistelmä
Tässä työssä tutkitaan liittopalkkirakenteen etuja verrattuna tavanomaiseen teräspalkkirakenteeseen. Tämä työ keskittyy tuottamaan rakennesuunnittelijalle helposti käsiteltäviä tuloksia liittopalkkirakenteella säästetystä teräsmäärästä. Tilannetta tutkitaan valitsemalla useita erilaisia lähtöarvoja ja vertaamalla näissä tilanteissa liittopalkkirakennetta teräspalkkirakenteeseen. Palkit ovat jokaisessa tapauksessa yksiaukkoisia sekä umpibetonilaatat kaksiaukkoisia. Tutkimuksessa mitoitetaan 162 rakennetta ilman liittovaikutusta, sekä liittovaikutuksella. Yhteensä mitoitettiin siis 324 erilaista palkkia ja lisäksi 18 erilaista betonilaattaa.
Mitoitusta varten tuotettiin python-koodi, mikä pystyi mitoittamaan kaikki tapaukset silmukalla. Mitoitukset suoritettiin eurokoodien mukaisesti. Tulokseksi haettiin mahdollisimman ohut betonilaatta sekä mahdollisimman kevyt teräsprofiili. Ohjelma vertaili keskenään kaikkia IPE ja HEA teräsprofiileja. Tuloksena havaitaan, että liittovaikutus säästää keskimäärin 34 % rakenneterästä. Tämä arvo muuttuu merkittävästi, jos jänneväli on suurempi kuin 7,5 m, betonin lujuus on pienempi kuin C30/37 tai laatan jänneväli on 5 m tai alle. Säästetyt teräsmäärät ovat yleistettävissä jännevälien pysyessä alle 10 m ja mitoitustapojen ollessa riittävän lähellä työssä käytettyä mitoitustapaa. Työssä esitellään, kuinka paljon nämä muuttujat vaikuttavat säästetyn rakenneteräksen määrään.
Työn tuloksena saatu arviointimenetelmä materiaalisäästöille tuottaa suuntaa antavan arvion. Aiheesta tarvitaan jatkotutkimusta arvion tarkentamista varten. Jatkotutkimusta tarvitaan liittopalkkiprofiilin vaikutuksesta säästöihin. Lisäksi on tarpeen tarkastella, kuinka tulokset muuttuvat, kun laattakin optimoidaan liittopalkkirakenteelle mahdollisimman suotuisaksi.
Mitoitusta varten tuotettiin python-koodi, mikä pystyi mitoittamaan kaikki tapaukset silmukalla. Mitoitukset suoritettiin eurokoodien mukaisesti. Tulokseksi haettiin mahdollisimman ohut betonilaatta sekä mahdollisimman kevyt teräsprofiili. Ohjelma vertaili keskenään kaikkia IPE ja HEA teräsprofiileja. Tuloksena havaitaan, että liittovaikutus säästää keskimäärin 34 % rakenneterästä. Tämä arvo muuttuu merkittävästi, jos jänneväli on suurempi kuin 7,5 m, betonin lujuus on pienempi kuin C30/37 tai laatan jänneväli on 5 m tai alle. Säästetyt teräsmäärät ovat yleistettävissä jännevälien pysyessä alle 10 m ja mitoitustapojen ollessa riittävän lähellä työssä käytettyä mitoitustapaa. Työssä esitellään, kuinka paljon nämä muuttujat vaikuttavat säästetyn rakenneteräksen määrään.
Työn tuloksena saatu arviointimenetelmä materiaalisäästöille tuottaa suuntaa antavan arvion. Aiheesta tarvitaan jatkotutkimusta arvion tarkentamista varten. Jatkotutkimusta tarvitaan liittopalkkiprofiilin vaikutuksesta säästöihin. Lisäksi on tarpeen tarkastella, kuinka tulokset muuttuvat, kun laattakin optimoidaan liittopalkkirakenteelle mahdollisimman suotuisaksi.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [10929]