Lyhyen ulokkeen sisäisten voimien määrittäminen ja murtorajatilamitoitus ristikkomenetelmällä
Pelkonen, Sara (2023)
Pelkonen, Sara
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
2023-05-25
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202305246087
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202305246087
Tiivistelmä
Työ tehtiin kirjallisuustutkimuksena, jossa tutustuttiin teräsbetoniseen lyhyeen ulokkeeseen ja kahteen eri uloketyyppiin, leukapalkin leukaan ja pilarikonsoliin. Tavoitteena oli selvittää, miten lyhyen ulokkeen sisäiset voimat määritetään ja miten ne mitoitetaan murtorajatilassa. Lisäksi tutkittiin, mitkä tekijät vaikuttavat mitoitukseen. Työssä tutustuttiin ristikkomenetelmään, jonka avulla määritettiin ulokkeen sisäiset voimat. Työssä pohdittiin myös, vaikuttaako vähähiilisen betonin käyttö mitoittamiseen.
Ristikkomenetelmä on teräsbetonirakenteiden mitoittamisessa käytetty menetelmä, joka perustuu rakenteen sisälle luotaviin monikulmioihin, jotka muodostavat ristikkomallin. Ristikkomalli koostuu betonista muodostuvista puristusjännityskaistoina toimivista puristussauvoista, ja vetosauvoista, jotka muodostuvat raudoituksesta. Puristus- ja vetosauvoja yhdistävät solmut, joissa voimien tulee olla tasapainossa.
Työssä esitettiin myös mitoitusesimerkki, jossa tarkasteltiin pysäköintihallin ja kauppakeskuksen myymälätilan välisen välipohjan leukapalkin leuan mitoitusta, kun leuan päälle tuettiin ontelolaatta. Työssä käytiin läpi kestääkö leukapalkin leuka betonin vinoa puristusmurtoa vastaan tilanteessa, jossa vähähiilisestä betonista valmistettua leukapalkin leukaa kuormitetaan nopeasti valun jälkeen. Vähähiilisestä betonista valmistettua leukapalkin leukaa verrattiin normaalista betonista valmistettuun vastaavaan leukaan. Tulokseksi saatiin, että ontelolaatasta aiheutuvat kuormat leukapalkin leualle eivät johtaneet betonin vinon puristusmurtoon asennusvaiheessa, eikä lopullisessa tilanteessa. Myös normaalilla betonilla varmuus murtoa vastaan oli riittävä, niin asennusaikaisesti kuin lopullisessa tilanteessa.
Vaikka esimerkin tilanteessa varmuus oli riittävä, on olemassa tilanteita, joissa on tärkeää tarkastella myös asennusaikaista mitoitusta, mikäli vähähiilisestä betonista valmistettua lyhyttä uloketta kuormitetaan nopeasti valun jälkeen asentamalla tämän päälle rakenteita. Tällainen tilanne voi tulla vastaan esimerkiksi gerber-liitoksessa, jossa jännitykset jakautuvat huomattavasti pienemmälle pinta-alalle kuin esimerkin leukapalkissa. Myös käytettäessä alemman lujuuden omaavaa betonia tai matalampaa leukapalkin leukaa, voi betonin kestävyys vinoa puristusmurtoa vastaan jäädä liian alhaiseksi.
Ristikkomenetelmä on teräsbetonirakenteiden mitoittamisessa käytetty menetelmä, joka perustuu rakenteen sisälle luotaviin monikulmioihin, jotka muodostavat ristikkomallin. Ristikkomalli koostuu betonista muodostuvista puristusjännityskaistoina toimivista puristussauvoista, ja vetosauvoista, jotka muodostuvat raudoituksesta. Puristus- ja vetosauvoja yhdistävät solmut, joissa voimien tulee olla tasapainossa.
Työssä esitettiin myös mitoitusesimerkki, jossa tarkasteltiin pysäköintihallin ja kauppakeskuksen myymälätilan välisen välipohjan leukapalkin leuan mitoitusta, kun leuan päälle tuettiin ontelolaatta. Työssä käytiin läpi kestääkö leukapalkin leuka betonin vinoa puristusmurtoa vastaan tilanteessa, jossa vähähiilisestä betonista valmistettua leukapalkin leukaa kuormitetaan nopeasti valun jälkeen. Vähähiilisestä betonista valmistettua leukapalkin leukaa verrattiin normaalista betonista valmistettuun vastaavaan leukaan. Tulokseksi saatiin, että ontelolaatasta aiheutuvat kuormat leukapalkin leualle eivät johtaneet betonin vinon puristusmurtoon asennusvaiheessa, eikä lopullisessa tilanteessa. Myös normaalilla betonilla varmuus murtoa vastaan oli riittävä, niin asennusaikaisesti kuin lopullisessa tilanteessa.
Vaikka esimerkin tilanteessa varmuus oli riittävä, on olemassa tilanteita, joissa on tärkeää tarkastella myös asennusaikaista mitoitusta, mikäli vähähiilisestä betonista valmistettua lyhyttä uloketta kuormitetaan nopeasti valun jälkeen asentamalla tämän päälle rakenteita. Tällainen tilanne voi tulla vastaan esimerkiksi gerber-liitoksessa, jossa jännitykset jakautuvat huomattavasti pienemmälle pinta-alalle kuin esimerkin leukapalkissa. Myös käytettäessä alemman lujuuden omaavaa betonia tai matalampaa leukapalkin leukaa, voi betonin kestävyys vinoa puristusmurtoa vastaan jäädä liian alhaiseksi.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [8709]