TIMBER STRUCTURES - PUURAKENTEET Study Book part 1 Timber Portal Frames

Transkriptio

1 STRUCTURAL ENGINEERING II RAKENNESUUNNITTELUSTA 1 TIMBER STRUCTURES - PUURAKENTEET Study Book part 1 Timber Portal Frames

2 PUURAKENTEET osa 2 Seuraavassa on otteita VirtuaaliAmk:n Rakennustekniikka-renkaan Puurakenteet- teeman työn alla olevasta materiaalista. Materiaali sijaitsee osoitteessa ja sen on tarkoitus palvella esim Rakennetekniikan ja Talonrakennuksen opintojaksoja. Opettaja voi hyödyntää verkkomateriaalia esim oppimisympäristössä toteutettaessaan opintojaksoja. Ks Esim opintojaksot: Rakennetekniikka, Puurakenteet Luentoaineisto: - Materiaalia täydennetään Puurakenteet-materiaalilla/ opettajan äänitiedostolla / kieliversioilla 2 Kirjallisuus: - SFS EN RIL EC5 esimerkkilaskelmat - Ks RATEKO-ops - Liimapuukäsikirja Oheismateriaali: - RunkoRYL RakMK B10 - RT- ohjetietokortit tuotetietous Tehtävät Opiskelija ottaa osaa purakenteiden suunnitteluun. Tehtävä määritetään tarkemmin oppimisympäristössä. Puurakenteet- teema jakautuu mm seuraaviin osioihin : - Puutuotteet - Mitoitusperusteet - Pientalot - Puuhallit - Puukerrostalot - Erikoisrakenteet - Työmaatekniikka Ks Puurakenteet-teeman käsikirjoitus on osoitteessa: oppimisaihioille.pdf

3 Materiaali sisältää jatkossa oppimisaihioita mm seuraaviin opintojaksoihin: - Tuotemallinnus - Rakennussuunnittelu - Rakennetekniikka - Puurakenteet - Mekaniikka 3.

4 4 Kuva: Aloituspäivä

5 5 Kuva: Teemapäivä : Johdanto puurakenteisiin

6 6 Kuva: Teemapäivä Pientalot

7 7 Kuva: Teemapäivä Levyjäykisteinen halli

8 8 Kuva: Teemapäivä Puukerrostalo

9 9 Kuva: Teemapäivä Puuhallit

10 10 Portal Frames - Liimapuukehät EC5 Esimerkkilaskelmat - EC5 Examples Picture Gluelam Handbook portal spacing s= mm straight beams with linear depth variation span= mm the height of the column H1= 5000 mm the height of the beam H2=1100 mm portal frame with columns rigidly fixed in the foundations service class 2 and load duration class short dead load gk1= 1,0 kn/m2 dead load gk2= 0.9 kn/m snow load qk1= 2.0 kn/m2 wind load qk2= 0.66 kn/m qk3=-0.62 kn/m

11 11 RAKENNUSTEKNIIKKA Olli Ilveskoski Picture ArchiCad- Glueglam Portal Object Tool for PreDesign Picture ArchiCad- Glueglam Portal Object Tool for PreDesign

12 Portal frame with columns rigidly fixed in the foundations by Woodfocus Frame Programme 12

13 13

14 14

15 15

16 16

17 17

18 18

19 19

20 Straight beams with linear depth variation 20 Picture Gluelam Handbook portal spacing s= mm straight beams with linear depth variation span= mm the height of the column H1= 5000 mm the height of the beam H2=1100 mm portal frame with columns rigidly fixed in the foundations service class 2 and load duration class medium dead load gk1= 1,0 kn/m2 dead load gk2= 1,1 kn/m snow load qk1= 2.0 kn/m2 wind load qk2= 0.66 kn/m qk3=-0.62 kn

21 Straight beams with linear depth variation By Woodfocus Pogramme 21

22 22

23 23

24 24

25 25

26 26

27 27

28 28 Check the results manually!

29 TWO SPAN PURLINS KAKSIAUKKOINEN ORSI Suunnittele RakMK B10 mukaan teollisuushallin kaksiaukkoinen orsi, kun hallin kehäväli on 4.8 m, orsiväli 0.9m, yläpohjan omapaino on gk=0.5 kn/m2 ja hyötykuorma qk=1.8 kn/m2, kertopuu, aikaluokka B. 29 Laskentalujuudet: fbk := fbk fb := 1.3 fb = Kertopuu Ek:= 6500 fvk := fvk fv := 1.3 fv = Kuormitukset: gk := 0.5 qk := 1.8 L := 4.8 Voimasuureet: Fd := 0.9 ( 1.2 gk qk) Fd = Fk := 0.9 ( gk + qk) Fk = 2.07 Symmetrinen L := 4800 By := Fd L By = Mdmax := 0.125Fd L 2 Mdmax = Mitoitus taivutukselle: b := 51 Mdmax Wtarp := Wtarp = fb 6 Mdmax h := h = fb b Taipumatarkastelu päästään tuetun ulokepalkin mukaan: ( ) L Fk L 4 3 y := I1 := h1 := 12 I1 h1 = Ek y b Vertaa yksiaukkoinen palkki: 5 ( Fk L 4 ) 3 I2 := h2 := 12 I2 h2 = Ek y b Mitoitus leikkaukselle: b := 51 h := 220 Qdmax:= By A := b h 3 Qdmax τ := τ = <fv OK 2 A

30 TWO SPAN PURLINS by EC5 KAKSIAUKKOINEN ORSI EC5 mukaan : Suunnittele EC5 mukaan teollisuushallin kaksiaukkoinen orsi, kun hallin kehäväli on 4.8 m, orsiväli 0.9m, yläpohjan omapaino on gk=0.5 kn/m2 ja hyötykuorma qk=2.0 kn/m2, kertopuu, aikaluokka keskipitkä. 30 ===================== ===================== Finnwood 2.0 ( ) ===================== ===================== PROJEKTITIEDOT: Suunnittelija:? Yritys:? Nimi:? ===================== ===================== RAKENNETIEDOT: Rakennetyyppi: Kattopalkki Materiaali: KERTO-S syrjällään Profiili: 51x220 (B=51 mm, H=220 mm) Käyttöluokka: 1 Pituus: 9600 mm palkkijako: 900 mm (pintakuormille) fm,k (Mz): MPa fm,k (My): MPa fc,0,k: MPa fc,90,k: 7.00 MPa ft,0,k: MPa fv,k (Vy): 6.00 MPa fv,k (Vz): 4.00 MPa E,mean: MPa G,mean: 600 MPa E 0.05: MPa Varmuuskerroin: Aikaluokka: kmod: kdef: Pysyvä: Pitkäaikainen: Keskipitkä: Lyhytaikainen: Hetkellinen: Tuki: Sijainti x [mm]: Leveys [mm]: Tyyppi: 1: 0 98 Kiinteä niveltuki (X,Y) 2: Liukutuki (Y) 3: Liukutuki (Y) Uloke-/aukkopituudet: Uloke/aukko: Vaakamitta [mm]: Aukko Aukko ===================== ===================== KUORMITUSTIEDOT: Omapaino (Omapaino, Pysyvä): Palkin paino: QY = kn/m x = mm Pintakuorma: 1: QY = kn/m2 x = mm Lumikuorma (Lumikuorma keskipitkä, Keskipitkä, ULS/SLS-liikkuvuus = %): Pintakuorma: 1: QY = kn/m2 x = mm ===================== ===================== KUORMITUSYHDISTELMÄT:

31 Yhdistelmä 1 (ULS) 1.00*Omapaino Yhdistelmä 2 (ULS) 1.35*Omapaino Yhdistelmä 3 (ULS) 1.20*Omapaino *Lumikuorma Yhdistelmä 5 (ULS) 1.20*Omapaino *0.70*Lumikuorma Yhdistelmä 8 (ULS) 1.20*Omapaino Yhdistelmä 10 (SLS, Karakteristinen) 1.00*Omapaino Yhdistelmä 11 (SLS, Karakteristinen) 1.00*Omapaino *Lumikuorma Yhdistelmä 14 (SLS, Karakteristinen) 1.00*Omapaino *0.50*Lumikuorma ===================== ===================== MITOITUS: Normi/Standardi: ENV (RIL ) Kokonaiskäyttöaste: 97.4 % MITOITUSPARAMETRIT: Sallittu Uq,inst: L/300 (Karakteristinen) Sallittu Uq,fin: L/200 (Karakteristinen) Sallittu Utot,fin: L/200 (Karakteristinen) Korotuskerroin, vasen uloke: 2.00 Korotuskerroin, oikea uloke: 2.00 Nurjahdus on estetty molempiin suuntiin (y ja z) Kiepahdus (Lk1:ta käytetään kun Mz>0 ja Lk2:ta kun Mz<0): Kiepahdustukien jako rakenteen yläpuolella: Lk1 = mm Kiepahdustukien jako rakenteen alapuolella: Lk2 = mm MITOITUKSEN ÄÄRIARVOT: Tarkistus: Arvo: Salittu: % sallitusta: Sijainti x: Leikkaus (y): 9.92 kn kn 35.9 % 4800 mm Yhdistelmä 3/1, Keskipitkä Taivutus (Mz): 9.53 knm knm 78.4 % 4800 mm Yhdistelmä 3/1, Keskipitkä (ilman kiepahdusta): 9.53 knm knm 78.4 % 4800 mm Yhdistelmä 3/1, Keskipitkä Aukko 1, Uq,inst: mm mm 95.4 % 2160 mm Yhdistelmä 11/2 (Karakteristinen) Aukko 1, Uq,fin: mm mm 79.5 % 2160 mm Yhdistelmä 11/2 (Karakteristinen) Aukko 1, Utot,fin: mm mm 97.4 % 2160 mm Yhdistelmä 11/2 (Karakteristinen) Aukko 2, Uq,inst: mm mm 95.4 % 7440 mm Yhdistelmä 11/3 (Karakteristinen) Aukko 2, Uq,fin: mm mm 79.5 % 7440 mm Yhdistelmä 11/3 (Karakteristinen) Aukko 2, Utot,fin: mm mm 97.4 % 7440 mm Yhdistelmä 11/3 (Karakteristinen) ÄÄRIARVOJEN KUORMITUSYHDISTELMÄT Yhdistelmä 3/1 (Keskipitkä): 1.20*Omapaino *Lumikuorma, aukko *Lumikuorma, aukko 2 Yhdistelmä 11/2 (Karakteristinen): 1.00*Omapaino *Lumikuorma, aukko 1 Yhdistelmä 11/3 (Karakteristinen): 1.00*Omapaino *Lumikuorma, aukko 2 31

32 VOIMASUUREIDEN ÄÄRIARVOT: Tulos: Maksimiarvo: Sijainti x: Vy,max 9.92 kn 4800 mm Mz,max 9.53 knm 4800 mm ===================== ===================== TUKIREAKTIOT: Tuki: ULSmax: ULSmin: SLSmax: SLSmin: Pintapaine: Leimapaine: 1: 6.76 kn 0.28 kn 4.69 kn 0.37 kn 1.35 MPa 31.4 % 2: kn 3.04 kn kn 3.04 kn 3.97 MPa 70.6 % 3: 6.76 kn 0.28 kn 4.69 kn 0.37 kn 1.35 MPa 31.4 % - SLS tukireaktiot ovat vain vertailua varten ===================== ===================== HUOMIOT: Leikkausmuodonmuutos on mukana käyttörajatilamitoituksessa - Leikkausmuodonmuutos ei ole mukana voimasuureiden laskennassa - ULS = Murtorajatila, SLS = Käyttörajatila - Mitoitus on tehty Eurocode 5 mukaisesti ===================== ===================== 32 KERTOPUUN B X H = 51 X 220 KOKONAISKÄYTTÖASTE 97.4 %

33 GLUE LAM PORTAL FRAMES - EXERCISE Design the following project according to EC5 33

34 34 LIIMAPUUHALLI Tehtävänä on suunnitella 2-laivaisen liimapuuhallin runkorakenteet, kun hallin laivan jänneväli on 15m+AA/3, kehäväli 5.2m ja kehän korkeus ulkoseinällä 5.330m ja keskellä runkoa 6.080m. Lähtötiedot riippuvat alkuarvosta AA=syntymäkuukausi. Suunnitelma sisältää seuraavien rakenteiden mitoituksen: 1. Harjapalkin ja vekselipalkin mitoitus 2. Mastojäykistetyn kehän pääpilari P1 3. Rungon keskipilari 4. Päädyn tuulipilari 5. Hallin pituussuuntainen jäykistys 6. Vesikatto-orsi 7. Seinäorsi 8. Liitokset Hallista piirretään plaani, leikkaus ja rakenneleikkaus.

35 Straight beams with linear depth variation 1. HARJAPALKIN JA VEKSELIPALKIN MITOITUS Lähtöarvot Hallin staattisen systeemi on jäykkäkantainen kaksinivelkehä. Rungon keskellä olevat pilarit ovat molemmista päistään nivelöity. 1.2 Kuormitussuureet Katon omapaino 0.5 kn/m2 Lumikuorma 1.8 kn/m2 1.3 HARJAPALKKI LP1 MITOITUS ALUSTAVA TAULUKKOMITOITUS: gk := 0.5 qk := 1.8 Fk := 5.2 ( gk + qk) Fk = Valitaan LATE:n taulukosta harjapalkki 140x1092, harjakorkeus H=1092, tukikorkeus h=h-7500/20=717mm Laskentalujuudet: fbk := 31 fvk := 2.4 ftk_ := 0.4 ( 1.0 fbk) fb := 1.3 ( 1.0 fvk) fv := 1.3 ( 1.0 ftk_ ) ft_ := 1.3 fb = fv = ft_ = 0.308

36 36 Laskentakuormat: Fd := 5.2( 1.2 gk qk) Fd = L40 Mitoitus taivutukselle: Kokeillaan poikkileikkausta 165 x Taivutusmomentin maksimiarvo saadaan kohdassa: h L b := 165 h := 732 H := 1043 L := x:= x = H 2 Md := Md σbmax:= Wx L 2 Fd x x2 Fd 2 ( ) b hx 2 Wx := Wx = Md = x hx := h + hx = σbmax= CF := 300 hx 1 9 CF = fb := CF fb fb = OK Mitoitus leikkaukselle: Laskentakuorma: Vd := Fd L 2 Vd = A := b h σv := 3 Vd 2 A σv = fv = OK

37 37 Taivutusjännitys harjalla θ := 0.05 ( ) ( ) k1 := tan θ tan θ 2 k1 = b = 165 H = Md = W := b H2 6 σmαd := k1 Md W Syitä vastaan kohtisuora jännitys harjalla σmαd = < fb = OK Vo := V:= Vb:= V V = Vb = OK 3 kp := 0.2 tan( θ) kp = 0.01 kdis := 1.4 ft_ = σt90d kp Md 0.2 Vo := σt90d = < a := kdis ft_ a = W V OK Harjapalkin taipuma käyttötilassa: h H = χ := 1.7 H3 E := 8500 I2 := b 12 w := χ Fk L E I2 L w = wsall := wsall = OK 160

38 VEKSELIPALKIN LP3 MITOITUS: L := Fd := 2 Vd Fd = fb = Mitoitus taivutukselle: Md Fd L Md := Md = Wtarp := Wtarp = fb b = 165 Htarp 6 ( Wtarp) := Htarp = b valitaan b x h = 165 x 1125 Mitoitus leikkaukselle: b = 165 h := 1125 Vd = σv := ( 3 Vd) 2 b h σv = fv = OK Taipuma käyttötilassa: F := 15000Fk F = I := b h3 12 L := E = w := L 3 F 48 E I w = L wsall := 160 wsall = OK

39 Portal frame with columns rigidly fixed in the foundations Load cases 2. MASTOJÄYKISTETYN KEHÄN PÄÄPILARIN P1 MITOITUS Suunnitellaan hallin ulkoseinillä olevat kehän P1- pilarit runkoa jäykistäviksi liimapuukehän mastopilareiksi. Eri kuormitustapausten voimasuureet lasketaan yksilaivaisen hallin taulukkokaavojen mukaan. Hallin keskipilari on tuettu alapäästään nivelisesti poikkisuunnassa. Kuormitustapaus 1: kesä ja tuuli 39 Voimasuureet: Tuulen aiheuttama momentti yksilaivaisen kehän mastopilarille: L := 4598 q1 := q2 := 0.2 q1 Fh := [ 3 ( q1 + q2) ] L 8 1 Mdtuuli 8 q1 L2 1 := + 2 Fh L Mdtuuli = L 2 ( 5 q1 + 3 q2) MdBtuuli := MdBtuuli = L 2 MdCtuuli := 5.6 q1 MdCtuuli = Räystään aiheuttama momentti: F1 := F2 := 0.2 F1 Lp1 := Mdraystas := ( F1 + F2) Lp1 Mdraystas = Mdraystas = Epäkeskisyyslisä: vaakakuormalisä Hde ja tuennan epäkeskisyys e=0 mm Fd := 5.2 ( 1.2gk) Ndp1 := 0.9 ( 7500 Fd) Ndp1 = Ndp1 Hde := ed := Mde := Hde Lp1 + Ndp1 ed Mde = Kuormitustapaus 1: P1- pilarin laskentakuormat Mdp1 ja Ndp1 Mdp1 := Mdtuuli + Mdraystas + Mde Mdp1 = Ndp1 := Ndp1 Ndp1 =

40 Load case 1 40 Pääpilarin P1 mitoitus: Kuormitustapaus 1 Kokeillaan poikkileikkausta b x h = 140 x 360, aikaluokka C. Lujuudet: fbk := 31 fck := 30 fc := 1.3 fck CF := 300 hx 9 fbk fb := CF fb = Kuormitukset: Ndp1 = Mdp1 = Mitoitus: Lp1 = Lo := 2.5 L b := 140 h := 360 A := b h W := b h2 6 i := 0.289h Lo λ := i λ = ks := 0.18 σc := Ndp1 A Mdp1 σb := W σc ks fc σb + = 0.74 fb OK

41 Load case 2 41 Kuormitustapaus 2: talvi ja paljon lunta Voimasuureet: Fd := 5.2 ( 1.2 gk qk) Fd = Epäkeskisyyslisä: vaakakuormalisä Hde ja tuennan epäkeskisyys e=0 mm Ndp1 := 1.2 ( 7500 Fd) Ndp1 = Ndp1 Hde := ed := Mde := Hde Lp1 + Ndp1 ed Mde = Kuormitustapaus 2: P1- pilarin laskentakuormat Mdp1 ja Ndp1 Mdp1 := ( Mde) Mdp1 = Ndp1 := Ndp1 Ndp1 =

42 42 Pääpilarin P1 mitoitus: kuormitustapaus 2 kokeillaan poikkileikkausta b x h = 140 x 360 aikaluokka B. Lujuudet: Kuormitukset: fbk := 31 CF := 300 hx 1 9 Ndp1 = fck := 30 fbk fb := CF fc := 1.0 fck 1.3 fb = Mdp1 = Mitoitus: Lp1 = Lo := 2.5 L b := 140 h := 360 A := b h W := b h2 6 i := 0.289h Lo λ := i λ = ks := 0.18 σc := Ndp1 A Mdp1 σb := W σc ks fc σb + = fb OK

43 43 Load case 3 Kuormitustapaus 3: talvi ja paljon lunta ja tuuli Voimasuureet: Tuulen aiheuttama momentti yksilaivaisen kehän mastopilarille: L := 4598 q1 := q2 := 0.2 q1 Fh := [ 3 ( q1 + q2) ] L 8 Mdtuuli := 1 8 q1 L Fh L Mdtuuli = Räystään aiheuttama momentti: F1 := Mdraystas := ( F1 + F2) Lp1 F2 := 0.2 F1 Lp1 := Mdraystas = Mdraystas = Epäkeskisyyslisä: vaakakuormalisä Hde ja tuennan epäkeskisyys e=0 mm Fd := 5.2( 1.2 gk qk) Ndp1 := Mde := 1.2 ( 7500 Fd) Hde Lp1 + Ndp1 ed Ndp1 = Fd = Ndp1 Hde := 150 Mde = ed := 0 Kuormitustapaus 3: P1- pilarin laskentakuormat Mdp1 ja Ndp1 Mdp1 := Mdtuuli + Mdraystas + Mde Ndp1 := Ndp1 Mdp1 = Ndp1 =

44 44 Pääpilarin P1 mitoitus: kuormitustapaus 3 kokeillaan poikkileikkausta b x h = 140 x 360 aikaluokka C. Lujuudet: fbk := 31 fck := 30 fc := 1.3 fck 1.3 hx := CF := 300 hx 9 fbk fb := CF fb = Kuormitukset: Ndp1 = Mdp1 = Mitoitus: Lp1 = Lo := 2.5 L b := 140 i := 0.289h h := 360 Lo λ := i A := b h λ = W := b h2 6 ks := 0.18 σc := Ndp1 A Mdp1 σb := W σc ks fc σb + = fb OK

45 45 Load case 4 Pääpilarin P1 mitoitus: kuormitustapaus 4 kokeillaan poikkileikkausta b x h = 140 x 360 aikaluokka C. Lujuudet: fbk := 31 1 fck := 30 fc := 1.3 fck 1.3 CF := 300 hx 9 fbk fb := CF fb = Kuormitukset: Ndp1 = Mdp1 = Mitoitus: Lp1 = Lo := 2.5 L b := 140 h := 360 A := b h W := b h2 6 i := 0.289h Lo λ := i λ = ks := 0.18 σc := Ndp1 A Mdp1 σb := W σc ks fc σb + = fb OK

46 46 Kuormitustapaus 4: talvi ja lunta ja kova tuuli Voimasuureet: Tuulen aiheuttama momentti yksilaivaisen kehän mastopilarille: L := 4598 q1 := q2 := 0.2 q1 Fh := [ 3 ( q1 + q2) ] L 8 Mdtuuli := 1 8 q1 L Fh L Mdtuuli = Räystään aiheuttama momentti: F1 := Mdraystas := ( F1 + F2) Lp1 F2 := 0.2 F1 Lp1 := Mdraystas = Mdraystas = Epäkeskisyyslisä: vaakakuormalisä Hde ja tuennan epäkeskisyys e=0 mm Fd := 5.2 ( 1.2 gk qk) Fd = Ndp1 := Mde := 0.9 ( 7500 Fd) Hde Lp1 + Ndp1 ed Ndp1 = Ndp1 Hde := 150 Mde = ed := 0 Kuormitustapaus 2: P1- pilarin laskentakuormat Mdp1 ja Ndp1 Mdp1 := Mdtuuli + Mdraystas + Mde Ndp1 := Ndp1 Mdp1 = Ndp1 =

47 47 RAKENNUSTEKNIIKKA Middle row columns rigidly fixed in the foundations 3. RUNGON KESKIPILARIEN P8 MITOITUS Kuormitustapaus 3: talvi ja paljon lunta ja tuuli Pilari P8 mitoitetaan hallin poikkisuunnassa molemmista päistään nivelisesti tuettuna, hallin pituussuunnassa mastopilarina. Voimasuureet hallin pituussuunnassa: Pilari 8 Momentti keskilinjan pilarille P8: Lasketaan useampilaivaisen rakennuksen vaakakuormitusten mukaan L := 5000 q1 := q2 := 0.2 q1 Sivuttaistuetun rakenteen 0- momentti: M10 := 1 8 q1 L2 Sivusiirtyvän rakenteen 1-momentit: Yläpään tukireaktiot jaetaan jäykkyyksien suhteessa, keskilinjalla tasajäykkiä P8- pilareita 6 kpl : M10 = Vaakavoima tuulesta Fhtuuli := [ 3 ( q1 + q2) ] L Fhtuuli = Räystään vaakavoima: Vaakakuormalisä Hd F1 := F2 := 0.2 F1 Fhräystäs := F1 + F2 Fhräystäs = Fd := 10.4 ( 1.2 gk qk) Fd = Ndp8 := ( 15000Fd ) Ndp8 = Ndp8 Hd := Hd = Vaakakuormat yhteensä hallin pituussuunnassa 6 pilarille: Fh := Fhtuuli + Fhräystäs + Hd Fh = Vaakakuorma yhtä P8-pilaria kohti, kun kaikki 6 kpl pilareita ovat tasajäykkiä: Fh Fhp := Fhp = Keskilinjan ulkoseinäpilarin momentti M1 ja keskipilarin momentti M2 M11 := Fhp L M1 := M10 + M11 M1 = M21 := Fhp L M2 := M21 M2 =

48 48 Pilarin P8 mitoitus: kuormitustapaus 3 kokeillaan poikkileikkausta b x h = 165x855 aikaluokka C. hx := 855 b := 165 L = Lujuudet: fbk := 31 CF := 300 hx 1 9 fck := 30 fbk fb := CF fc := 1.3 fck 1.3 fb = Kuormitustapaus 3: P8- pilarin laskentakuormat Mdp8 ja Ndp8 Voimasuureet hallin pituussuuntaan: Mdp8 := M2 Mdp8 = Ndp8 = Mitoitus: L = Lo := 2.5 L b := 165 h := 855 A := b h W := b h2 6 i := h Lo λ := i λ = ks := 0.18 σc := Ndp8 A Mdp8 σb := W σc ks fc σb + = fb OK Keskipilarin mitoitus hallin poikkisuuntaan? Pilari on silloin molemmista päistään nivelöity, nurjahduskerroin 1.0, kuormituksena ainoastaan normaalivoima.

49 End wall wind columns 4. TUULIPILARIN P4 MITOITUS 49 Tuulipilarin P4 mitoitus: Kuormitustapaus 4: talvi ja lunta ja kova tuuli kokeillaan poikkileikkausta b x h = 140x225 aikaluokka C. Lujuudet: hx := 225 b := 140 L := fbk := 31 fck := 30 fc := 1.3 fck CF fbk := fb := CF 1.3 fb = hx Voimasuureet: Kuormitustapaus 4: P4- pilarin laskentakuormat Mdp4 ja Ndp4 qwd := M1 := qwd L2 M1 = Mdp4 := M1 8 9 Mf := 128 qwd L2 Mf = qsd := gd := A := Ndp4 := A ( qsd + gd) Ndp4 = Mitoitus: L = Lo := 0.8 L b := 140 h := 225 A := b h W := b h2 6 Lo i := h λ := λ = ks := 0.4 i Ndp Mdp4 σc := σb := A W σc ks fc σb + = 0.52 fb OK

50 Bracing 5. HALLIN PITUUSSUNNTAINEN JÄYKISTYS 50 Hallin pituussunntainen jäykistys hoidetaan ristikkorakenteilla kattotasolla vaakasuunnassa ja pilariväleissä pystysuunnassa. Kattotason kokonaisvaakakuormitukseksi oletetaan noin 60 kn, mikä aiheuttaa seinän diagonaalijäykisteeseen noin 30 kn vaakasuoran kuormituksen.

51 Purlins VESIKATTO-ORSI Laskentalujuudet: fbk := fbk fb := 1.3 fb = T24 2 Ek:= 6500 fvk := fvk fv := 1.3 fv = Kuormitukset: q := 1.8 g := 0.3 L := 5.2 Voimasuureet: Fd := 0.9 ( ) Fd = Fk := 0.9 ( ) Fk = 2.07 L := 5200 By := 0.625Fd L By = Qdmax:= By Mdmax:= 0.125Fd L 2 Mdmax = Mitoitus taivutukselle: b := 75 Mdmax Wtarp := Wtarp = fb 6 Mdmax h := h = fb b Taipumatarkastelu päästään tuetun ulokepalkin mukaan: ( ) L Fk L 4 3 y := I1 := h1 := 12 I1 h1 = Ek y b Vertaa yksiaukkoinen palkki: 5 ( Fk L 4 ) 3 I2 := h2 := 12 I2 h2 = Ek y b Mitoitus leikkaukselle: b = 75 h := 250 A := b h 3 Qdmax τ := τ = <fv OK 2 A

52 52 RAKENNUSTEKNIIKKA Side wall girts 7. SEINÄORSI Aikaluokka C Laskentalujuudet: fbk := 20 fb T24 2 Ek := 6500 fvk := 2 fv 1.3 fbk := fb = fvk := fv = Kuormitukset: qk := 1.8 L := 5.2 Fk := Fd := 1.2 ( ) Fd = 0.96 Voimasuureet: L := 5200 By := 0.625Fd L By = Qdmax:= By Mdmax:= 0.125Fd L 2 Mdmax = Mitoitus taivutukselle: b := 50 Mdmax Wtarp := Wtarp = fb 6 Mdmax h := h = fb b Taipumatarkastelu päästään tuetun ulokepalkin mukaan: ( ) L Fk L 4 3 y := I1 := h1 := 12 I1 h1 = Ek y b Vertaa yksiaukkoinen palkki: 5 ( Fk L 4 ) 3 I2 := h2 := 12 I2 h2 = Ek y b Mitoitus leikkaukselle: b = 50 h := 150 A := b h 3 Qdmax τ := τ = <fv OK 2 A

53 Connections Beam to Column Connection 8. LIITOKSET LIIMAPUUPILARIN JA -PALKIN VÄLINEN LIITOS: Voimasuureet kuormitustapaus 4 mukaan: 53 Ndp1 = Hd := Ndp1 150 F1 := F1 = Fr := F1 Fd := Hd + Fr F'd := 0.2 Fd L := q1 := q2 := 0.2 q1 Palkin normaalivoima L Fh := 2.4 q1 Fh = X := 3 L ( q1 q2) X = OK 16 ( Fd + F'd) F := 2 + Fh F = PULTTILIITOKSEN MITOITUS: L1 := 150 L2 := 150 L1 + ( L2) L1 q1 := F q2 L2 := L2 F q1 = q2 = M16 d := 16 k2 := 0.58 fy := 240 Fk 34 d 2 fy := 0.5( 1 + k2) Fk = Fk Fdu := 1.3 Fdu = > F = OK

54 Column to Foundation Connection 54 PILARIN PULTTIKIINNITYS PERUSTUKSIIN Kuormitustapaus 4: talvi ja lunta ja kova tuuli Ndp1 = Mdp1 = Vetovoima pulttia kohti: N := Ndp1 M := Mdp1 n := 6 ep := 300 F := 2 M n ep N n F = Ap π 19 2 := 2 F σt := Ap σt = σsall := 235 L := 600 d := 19 Fmax:= 1.5 ( d) ( L 1.5 d) Fmax= OK

55 55 More to come Purlins Bracing Fixing details WALL BRACED PORTALS MULTISOTERY TIMBER HOUSES SPECIAL STRUCTURES