T Puurakenteet 5 op

Transkriptio

1 T51905 Puuraenteet 5 op Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Veto Taivutus Kiepahus Leiaus Puristus Nurjahus Vääntö Yhistett rasituset 1

2 Veto T51905 Puuraenteet 5 op Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Vetojännits t lasetaan t N A issä N vetovoia A poiipinnan ala Mitoitusehto: Murtorajatilan vetojännits ateriaalin itoitusvetolujuus t t issä t vetolujuuen oinaisarvo o aia- ja osteusluoan uunnoserroin γ M jossa ateriaalin osavaruusluu Huoioi tarvittaessa ös oovaiutus! t o γ t M

3 Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Veto Sien suuntainen vetojännits t0 : t 0 t0 Sitä vastaan ohtisuora vetojännits t90 : t90 t90 V vol issä vol t90 t90 0 V vol 0 sahatavara liiapuu LVL huoioi sauvan oon vaiutusen V 0 vertailutilavuus V tilavuus johon jännits vaiuttaa uitenin vähintään

4 Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Taivutus Taivutusjännits lasetaan M W issä M poiileiausta rasittava taivutusoentti W poiileiausen taivutusvastus Mitoitusehto: Murtorajatilan taivutusjännits ateriaalin itoitustaivutuslujuus issä taivutuslujuuen oinaisarvo o aia- ja osteusluoan uunnoserroin ateriaalin osavaruusluu γ M jossa o. Huoioi tarvittaessa ös oovaiutus! γ M 4

5 Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Taivutus Suoraaie (b*h) poiileiausen taivutusvastus W lasetaan bh W 6 issä b poiileiausen leves h poiileiausen oreus h Jähsoentti 3 bh I 1 b 5

6 6 x 1 1 Mitoitusehot taivutuselle uvan uaisten pääaselien suhteen: Kerroin : 07 suoraulainen poiileiaus 10 uille poiileiausille Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Taivutus

7 Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Taivutus iepahus Kiepahusessa taivutettu poiileiaus enettää vaavuutensa siten että sen puristuspuoli nurjahtaa ja äänt sivuun ennen uin poiileiausen taivutusapasiteetti saavutetaan. Kiepahuselle alttiita raenteita ovat palit joien oreuen suhe leveteen on suuri ja varsinin ohutuuaiset I-poiileiauset. Palin iepahus voiaan estää tuealla se läreunastaan riittävän tiheästi ja estäällä aiien annattiien htäaiainen ääntinen (aatuinen). 7

8 Mitoitusehto: crit Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Taivutus iepahus issä crit on iepahusen aiheuttaan taivutuslujuuen aleneisen huoioiva erroin: 1 crit λrel un 1 λ rel λ rel 075 < λ 14 < λ 075 rel rel 14 crit on 1 ös silloin un palin puristuspuolen sivuttaissiirtinen on estett oo palin pituuelta ja palin iertinen tuilla on estett crit voiaan äärittää ös ärästä (Kuva 6.10 RIL s.5) palin poiileiausen ittojen h ja b seä tehollisen pituuen l e avulla. 8

9 Suhteellinen hoiuus λ rel taivutusessa: λ rel crit issä riittinen taivutusjännits crit lasetaan leisesti stabiilisuusteorian avulla: E I I W l tor e crit issä 005 ja G 005 heioan Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Taivutus iepahus M crit W π io vääntöjähsoentti vahvean E 005 ssuuntaiset I suunnan W palin tehollinenpituus l e G 005 I tor ja liuuertoiet jähsoentti suunnan taivutusvastus 9

10 Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Taivutus iepahus Suoraaiepalin riittinen taivutusjännits voiaan lasea aavalla: crit c b h l e E 005 issä: c 078 havupuusahatavara c 07 liiapuu GL30cs c 070 liiapuu GL30c ja GL30hs c 067 KERTO-Q-LVL c 058 KERTO-S-LVL ja KERTO-T-LVL uita: c 078 liiapuu GLxxh c 071 liiapuu GLxxc 10

11 Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Taivutus iepahus Palin tehollisen pituuen l e suhe jänneväliin l : Palin tuenta Kuoritusen tppi l e / l *) Vapaasti tuettu Uloe Vaiooentti Tasainen uora Pisteuora esellä Tasainen uora Pisteuora vapaassa päässä Vaiooentti *) Pali ei pääse iertään tuella ja uoritus vaiuttaa painopisteen oreuella. Poiittaissuuntainen tui puristetulla reunalla välein a: Kuoritus puristetulla reunalla l e a * h Kuoritus veetllä reunalla l e a 05 * h Pisteuorat puristetulla reunalla ainoastaan iepahustuien ohalla l e a 11

12 Leiaus Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Leiausjännits τ lasetaan τ V S I b ; leisesti issä V poiileiausta rasittava leiausvoia I poiileiausen jähsoentti b poiileiausen leves tarasteltavassa ohassa S tarasteltavan ohan toiselle puolelle jäävän osan staattinen oentti neutraaliaselin suhteen τ 3 V A ; suoraaiepoiilei aus 1

13 Leiaus Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Taivutettujen sauvojen haleaat huoioiaan ättöluoassa 1 ättäällä poiileiauselle tehollista levettä b e : b e cr b issä: b poiileiausen leves cr 067 cr 10 sahatavara liiapuu LVL CLT ja puulevt cr 10 osteuen siirtistä estävällä pintaäsittelllä äsitelt puu esi. säänestävä -ertainen laaus Huo. cr 10 ättöluoissa ja 3 13

14 Leiaus Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Mitoitusehto: Murtorajatilan leiausjännits ateriaalin itoitusleiauslujuus τ v jossa v o issä v leiauslujuuen oinaisarvo o aia- ja osteusluoan uunnoserroin γ M ateriaalin osavaruusluu Mitoitusleiausvoiaa lasettaessa saa tuen lähellä olevien (palin läpintaan vaiuttavien) uorien vaiutusta pienentää. Pisteuora voiaan jättää huoiotta iäli se vaiuttaa lähepänä tuea uin palin oreus h (tai h e läpinnastaan lovetuilla paleilla). γ v M 14

15 Leiaus Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Jatuvalla tasaisella uoralla palin leiausvoiaa V voiaan vähentää arvoon V re ao. uvan ja aavan uaisesti. V re V h l 1 l A V V re l A / h V re V l Päästä lovetuille paleille leiauslujuutta v vähennetään ertoiella v (RIL05-007). 15

16 Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Puristus Nurjahtaattoan sauvan puristusjännits c lasetaan N c A issä N puristusvoia A poiipinnan ala Mitoitusehto: urtorajatilan puristusjännits ateriaalin lasentapuristuslujuus c c c jossa c o γ M issä c puristuslujuuen oinaisarvo o aia- ja osteusluoan uunnoserroin γ M ateriaalin osavaruusluu > tarvitaan vain hvin jevillä sauvoilla 16

17 Puristus Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Tuella ja suurten pisteuorien ohalla aiheuttaa isopaine (tai leiapaine) puun stä vastaan ohtisuoria jännitsiä c90 : c 90 c c90 issä c90 stä vastaan ohtisuoran puristuslujuuen lasenta-arvo tuipaineerroin c l c90 e c c90 l issä l osetuspinnan pituus puun sien suunnassa l c90e tehollinen osetuspinnan pituus c90 uoran sijainnin puun haleaisen ja puristuan suuruuen huoioiva erroin Huo. KERTO-Q srjäpinnalla l c90e l 17

18 Puristus Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Tehollinen osetuspinta l c90e : a l l 1 30(15) a l in in 30(15) l l 1 / h l c90e Huo. (15) osee KERTO-LVL:n srjää. Kerroin c90 un l 1 h: c90 15 sahatavara CLT:n lape c90 15 liiapuu c liiapuu (palin tui: l 400) c90 14 KERTO-LVL lape c90 16 KERTO-LVL lape (palin tui) Huo. uussa tapausessa erroin c

19 Puristus Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Sien suuntainen puristusjännits c0 : c 0 c0 Sitä vastaan vino (0 <α<90 ) puristusjännits cα : c0 c α c0 c90 c90 sin α cos α cα α 19

20 Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Puristus nurjahus Hoian puristussauvan itoitus perustuu Eulerin nurjahusaavaan. N E π EA I ; issä λ L i λ c ja i A Nurjahuspituus L c on valittava Eulerin teoriaa suureasi osa iinnits ei puuraenteissa ole osaan täsin jää: L L c 07L 085L L 15L 5L 0

21 Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Puristus nurjahus Mitoitusehto nurjahuselle: c 0 c c0 Nurjahuserroin c riippuu sauvan hoiuuesta (λ) ja sauvan aluärestä c 1 05 [1 β ( λ issä: β c λ c rel rel 03) λ rel ( saoin ] c ) ( saoin 0 assiivipuu (ärs<l/300) 01 liiapuu LVL (ärs<l/500) λ rel suhteellinen hoiuus puristusessa ) Nurjahuserroin c voiaan äärittää ös ärästä (Kuva 6.9 RIL s.49) sauvan hoiuuen (λ) ja ateriaalin (lujuusluoan) perusteella. 1

22 Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Puristus nurjahus Suhteellinen hoiuus λ rel puristusessa : λ c o c o rel rel ; c crit c crit c crit π E λ 005 istä seuraa: λ λ ja ja λ c crit saoin λ π E λ c o rel ( rel π E005 ) 005 issä jossa λ ja λ rel vastaavat taivutusta -aselin päri (taipuu -suunnassa) l λ c ; issä l nurjahuspituus i c esi. suoraaiepoiileiaus : i I A I bh 1 3 joten i b 1

23 Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Puristus nurjahus Nurjahuserroin c riippuu sauvan hoiuuesta (λ) ja sauvan aluärestä Epäesiss on vähintään: L/300 sahatavaralla L/500 liia- ja viilupuulla un sauvaa rasittaa pelästään esinen noraalivoia. Lisäsi on huoioitava asiaalisten uorien epäesiss ja poiittaisten uorien aiheuttaat taipuat seä jännitset (vrt. histett rasituset). 3

24 Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Vääntö Mitoitusehto väännölle: τ tor shape v shape 1 präpoiileiauselle h in b suoraaiepoiil. 0 Esi. suoraaiepoiileiaus b x h ja vääntöoentti T: T τ tor αhb issä h b ja α ao. tauluosta: (STEP1 Puuraenteet B4/4) h/b α

25 5 Yhistett taivutus ja veto o t t o t t Mitoitusehot ovat: Kerroin : 07 suoraulainen poiileiaus 10 uille poiileiausille Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Kiepahusalttiilla sauvoilla taivutuslujuuet ja errotaan iepahusertoiella crit

26 6 Yhistett taivutus ja puristus o c c o c c Mitoitusehot ovat: Nurjahus ös taristettava! Kerroin : 07 suoraulainen poiileiaus 10 uille poiileiausille Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Kiepahusalttiilla sauvoilla taivutuslujuuet ja errotaan iepahusertoiella crit

27 7 Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Mitoitusehot ovat: o c c c o c c c Kerroin : 07 suoraulainen poiileiaus 10 uille poiileiausille Yhistett taivutus ja puristus/nurjahus Kiepahusalttiilla sauvoilla taivutuslujuuet ja errotaan iepahusertoiella crit

28 8 Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Mitoitusehot ovat: 1 v v v shape tor τ τ τ Yhistett leiaus ja vääntö