Puurunkoisen väli- ja yläpohjan levyjäykistys

Abstract

Tämä diplomityö on osa puurunkoisten levyjäykistystasojen tutkimusprojektin käynnistysvaihetta, jonka tavoitteena on kehittää Suomessa nykyisin käytössä olevat levyjäykistystasojen suunnitteluohjeet kattavampaan ja tarkempaan muotoon. Työn tavoitteena on muodostaa lähtökohdat projektin toteutukseen. Diplomityön kirjallisuuskatsauksessa perehdytään tällä hetkellä olemassa oleviin kotimaisiin ja kansainvälisiin levyjäykistystasojen suunnitteluohjeisiin, joita verrataan Suomessa aiemmin kehitettyyn suunnittelumenetelmään, jonka on tarkoitus toimia sellaisenaan tutkimusprojektin teoriataustana. Lisäksi tehdään suunnitteluohjeiden laskennallinen vertailu, jolla selvennetään menetelmien eroja konkreettisten tasoesimerkkien avulla. Vertailussa havaittiin, että Suomessa nykyisin käytössä olevat suunnittelumenetelmät sekä uusi laskentateoria vaativat kehittämistä tason rakennemallin, monimuotoisuuden, jatkuvuuden ja yksityiskohtien suunnittelun osalta. Yhdysvalloissa ja Kanadassa levyjäykistystason rakennemalli määritetään jäykäksi, osittain jäykäksi tai joustavaksi tasoksi raja-arvojen mukaan. Raja-arvot muodostuvat tason muotosuhteista ja jäykistysrakenneosien suhteellisista jäykkyyksistä. Sekä Suomessa nykyisin käytössä olevat että Leskelän suunnitteluohje olettavat tason rakennemallin joustavaksi palkiksi, mikä voi tietyissä tapauksissa johtaa epävarmalla puolella oleviin jäykistysrakenteiden voimasuureisiin. Lisäksi ohjeet olettavat, että jäykistystasot ovat yksiaukkoisia, suorakaiteen muotoisia ja nivelellisesti pystyjäykisteisiin tuettuja. Monimuotoisemmissa rakennuksissa oletetaan, että tasot voidaan jakaa yksiaukkoisiksi suorakaiteiksi rakennuksen muotojen tai aukkojen mukaan. Oletus tasojen epäjatkuvuudesta ja nivelellisistä liitoksista pystyjäykisteisiin ei kaikissa tapauksissa ole pätevä, mikä voi johtaa virheellisiin jäykistysrakenteiden suunnitteluratkaisuihin. Lisäksi tason aukkojen reunavahvistuksiin ei oteta kantaa Suomen nykyisissä tai Leskelän suunnitteluohjeessa, mutta Yhdysvalloissa ja Kanadassa näille on esitetty vahvistusperiaatteet. Havaittujen puutteiden perusteella tässä diplomityössä määritetään suunnitteluohjeen kehitysprosessi, jota voidaan käyttää tulevan tutkimusprosessin lähtökohtana. Levyjäykistystasojen ongelmakohdat avataan erityispiirteineen, sekä esitetään näihin soveltuvat lisätutkimusmenetelmät. Järkevimmäksi lähestymismalliksi todettiin elementtimenetelmään (FEM) perustuva tietokoneavusteinen laskenta, jolla voidaan taloudellisesti tutkia riittävä määrä erilaisia jäykistysrakennekokonaisuuksia liitoksineen. Tulosten analysoinnin perusteella tulee suunnitella koekuormitusjärjestelyt, joilla määritetyt teoriat todennetaan. Työn johtopäätöksenä esitetään parannetun levyjäykistystasojen suunnitteluohjeen sisältö.