4-kerroksisen CLT-tilaelementtitornin jäykistyskapasiteetti
Laakkonen, Pekka (2016)
2016
Rakennustekniikan koulutusohjelma
Talouden ja rakentamisen tiedekunta - Faculty of Business and Built Environment
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2016-12-07
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201611214723
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201611214723
Tiivistelmä
Tilaelementti on seinien, katon ja lattian muodostama yhtenäinen rakenne. Puurakenteisissa tilaelementtikerrostaloissa on muita puukerrostalotyyppejä enemmän seinälinjoja. Vaikka tilaelementtirakenteiden jäykistyslaskelmissa olisi mahdollisuus käyttää tehokkaammin tilalementtien kotelomainen rakenne ja tihempi seinäjako, toteutetaan jäykistys usein vanhoilla totutuilla menetelmillä. Kun jäykistyksessä ja ankkuroinnissa otetaan huomioon vain vaakakuorman suuntaiset seinät, jää kuormaa vastaan kohtisuorassa suunnassa olevien seinien kapasiteetti käyttämättä ja rakenteista tulee mahdollisesti ylimitoitettuja.
Diplomityössä on selvitetty mahdollisuuksia hyödyntää tilaelementtejä tehokkaammin kerrostalon jäykistyksessä ja jäykistävien rakenteiden mitoituksessa. Erityisesti on tutkittu millä edellytyksillä tilaelementtitorni toimisi kotelomaisena rakenteena. Työ on jaettu kolmeen eri osaan: kirjallisuustutkimukseen, käsinlaskentamenetelmien määrittämiseen ja lopuksi vertailulaskelmien tekemiseen esimerkkirakenteelle. Työn alkuosassa selvitetään kirjallisuuden ja aikaisempien tutkimusten kautta suunnitteluun vaikuttavat määräykset, laskentaohjeet ja lähtötiedot. Rakenneanalyysin avulla selvitetään tarkemmin niitä edellytyksiä, joilla tilaelementin jokaista seinää voidaan hyödyntää jäykistyksessä ja määritetään tyypillisen tilaelementtirakenteen jäykkyys käsinlaskentamenetelmillä. Menetelmien luotettavuutta arvioidaan vertaamalla tuloksia FEM-laskentamallin tuloksiin.
Liitokset vaikuttavat oleellisesti CLT-rungon jäykkyyteen. Pystysaumojen jäykkyys vaikuttaa siihen, kuinka rakenne pystyy toimimaan kotelomaisena rakenteena ja siirtämään kuormia jäykistävältä pystyrakenteelta toiselle. Vaakaliitoksen jäykkyys vaikuttaa pystyjäykisteen eli seinän tai kotelon vaakasuuntaiseen kokonaisjäykkyyteen. Käsinlaskennassa on määritetty yleisten liitostapojen jäykkyyksiä ja laskettu esimerkkirakenteen avulla tilaelementtitornin kokonaisjäykkyyksiä ja sivusiirtymiä.
Diplomityössä on selvitetty mahdollisuuksia hyödyntää tilaelementtejä tehokkaammin kerrostalon jäykistyksessä ja jäykistävien rakenteiden mitoituksessa. Erityisesti on tutkittu millä edellytyksillä tilaelementtitorni toimisi kotelomaisena rakenteena. Työ on jaettu kolmeen eri osaan: kirjallisuustutkimukseen, käsinlaskentamenetelmien määrittämiseen ja lopuksi vertailulaskelmien tekemiseen esimerkkirakenteelle. Työn alkuosassa selvitetään kirjallisuuden ja aikaisempien tutkimusten kautta suunnitteluun vaikuttavat määräykset, laskentaohjeet ja lähtötiedot. Rakenneanalyysin avulla selvitetään tarkemmin niitä edellytyksiä, joilla tilaelementin jokaista seinää voidaan hyödyntää jäykistyksessä ja määritetään tyypillisen tilaelementtirakenteen jäykkyys käsinlaskentamenetelmillä. Menetelmien luotettavuutta arvioidaan vertaamalla tuloksia FEM-laskentamallin tuloksiin.
Liitokset vaikuttavat oleellisesti CLT-rungon jäykkyyteen. Pystysaumojen jäykkyys vaikuttaa siihen, kuinka rakenne pystyy toimimaan kotelomaisena rakenteena ja siirtämään kuormia jäykistävältä pystyrakenteelta toiselle. Vaakaliitoksen jäykkyys vaikuttaa pystyjäykisteen eli seinän tai kotelon vaakasuuntaiseen kokonaisjäykkyyteen. Käsinlaskennassa on määritetty yleisten liitostapojen jäykkyyksiä ja laskettu esimerkkirakenteen avulla tilaelementtitornin kokonaisjäykkyyksiä ja sivusiirtymiä.