Kevytrakenteisten monikerrosvälipohjien värähtelymitoitus
Saraheimo, Maria (2025)
2025
Rakennustekniikan DI-ohjelma - Master'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
2025-05-12
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202505085096
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202505085096
Tiivistelmä
Monikerroksiset kevytrakenteiset välipohjat ovat monesti matalataajuisia pidemmillä jänneväleillä eli niiden ominaistaajuus on alhainen. Nykyisissä värähtelymitoitusohjeissa, jotka perustuvat SFS-EN 1995-1-1 ohjeisiin, on esitetty vain korkeataajuuslattioita koskevat ohjeet ja todettu, että matalataajuuslattiat vaativat erityistarkastelun. Tämän erityistarkastelun sisältöä ei kuitenkaan ole esitetty missään, mikä on hankaloittanut matalataajuuslattioiden värähtelymitoitusta.
Monikerroksisten rakenteiden, jotka ovat monesti hybridirakenteita ja koostuvat useista rakennusmateriaaleista, analysointi jo itsessään on haastavampaa verrattuna yksikerroksiseen rakenteeseen, johtuen monimutkaisemmista laskentamenetelmistä. Tähän soveltuvia laskentamenetelmiä ovat muun muassa gammamenetelmä ja kerrospalkkiteoria. Eri menetelmissä on kuitenkin rajoitteita minkälaisille rakenteille ne soveltuvat, esimerkiksi kerrosten lukumäärän suhteen.
Tässä tutkimuksessa perehdyttiin yhteen monikerroksisen rakenteen analysointiin hyvin soveltuvaan menetelmään eli kerrospalkkiteoriaan. Tämän lisäksi perehdyttiin erilaisiin värähtelymitoitusohjeisiin, jotka soveltuvat matalataajuuslattioiden mitoittamiseen.
Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää kerrospalkkiteorian teoreettinen tausta sekä kevytrakenteisten monikerrosvälipohjien värähtelymitoituksen periaatteet eri mitoitusohjeissa. Työ toteutettiin kirjallisuusselvityksen pohjalta, jonka tueksi laskettiin vertailulaskelmia sekä mitoitusesimerkki. Tutkimus rajattiin koskemaan vain kävelystä aiheutuvaa värähtelyä asuin- ja toimistorakennuksissa.
Kirjallisuusselvityksessä perehdyttiin viiteen eri värähtelymitoitusohjeeseen: Suomen Kansallinen liite ja VTT, uusi Eurokoodi 5 luonnos, Eurooppalainen HIVOSS menetelmä, Amerikkalainen AISC menetelmä sekä Iso-Britannian SCI menetelmä. Laskentaesimerkissä mitoitettiin CLT-betoniliittolaatta ensiksi jännitysten osalta kerrospalkkiteorialla ja tämän jälkeen kaikilla edelle mainituilla värähtelymitoitusohjeilla. Tuloksista havaittiin, että kaikki värähtelymitoitusohjeet eivät ole yhtä käyttökelpoisia tämän tyyppiselle rakenteelle ja että parempiin värähtelyluokkiin pääseminen on haastavaa.
Monikerroksisten rakenteiden, jotka ovat monesti hybridirakenteita ja koostuvat useista rakennusmateriaaleista, analysointi jo itsessään on haastavampaa verrattuna yksikerroksiseen rakenteeseen, johtuen monimutkaisemmista laskentamenetelmistä. Tähän soveltuvia laskentamenetelmiä ovat muun muassa gammamenetelmä ja kerrospalkkiteoria. Eri menetelmissä on kuitenkin rajoitteita minkälaisille rakenteille ne soveltuvat, esimerkiksi kerrosten lukumäärän suhteen.
Tässä tutkimuksessa perehdyttiin yhteen monikerroksisen rakenteen analysointiin hyvin soveltuvaan menetelmään eli kerrospalkkiteoriaan. Tämän lisäksi perehdyttiin erilaisiin värähtelymitoitusohjeisiin, jotka soveltuvat matalataajuuslattioiden mitoittamiseen.
Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää kerrospalkkiteorian teoreettinen tausta sekä kevytrakenteisten monikerrosvälipohjien värähtelymitoituksen periaatteet eri mitoitusohjeissa. Työ toteutettiin kirjallisuusselvityksen pohjalta, jonka tueksi laskettiin vertailulaskelmia sekä mitoitusesimerkki. Tutkimus rajattiin koskemaan vain kävelystä aiheutuvaa värähtelyä asuin- ja toimistorakennuksissa.
Kirjallisuusselvityksessä perehdyttiin viiteen eri värähtelymitoitusohjeeseen: Suomen Kansallinen liite ja VTT, uusi Eurokoodi 5 luonnos, Eurooppalainen HIVOSS menetelmä, Amerikkalainen AISC menetelmä sekä Iso-Britannian SCI menetelmä. Laskentaesimerkissä mitoitettiin CLT-betoniliittolaatta ensiksi jännitysten osalta kerrospalkkiteorialla ja tämän jälkeen kaikilla edelle mainituilla värähtelymitoitusohjeilla. Tuloksista havaittiin, että kaikki värähtelymitoitusohjeet eivät ole yhtä käyttökelpoisia tämän tyyppiselle rakenteelle ja että parempiin värähtelyluokkiin pääseminen on haastavaa.