Esimerkkilaskelma. Mastopilarin perustusliitos liimaruuveilla

Transkriptio

1 Esimerkkilaskelma Mastopilarin perustusliitos liimaruuveilla

2 Sisällysluettelo 1 LÄHTÖTIEDOT KUORMAT MATERIAALI MITOITUS ULOSVETOKESTÄVYYS (VTT-S ) LEIKKAUSKESTÄVYYS (OTETAAN PURISTETUILLA RUUVEILLA) LOHKEAMISMURTOKESTÄVYYS (VTT-S ) LIIMARUUVIEN REUNAETÄISYYDET JA LIITINVÄLIT (VTT-S ) TERÄSLEVYN KESTÄVYYS (SFS-EN )

3 1 LÄHTÖTIEDOT Rakennuspaikka: Helsinki Rakenne: Liimapuu mastopilari Seuraamusluokka: CC Normit: Puurakenteet: RIL SFS EN LAUSUNTO NRO VTT-S SFS 707 Teräsrakenteet: SFS-EN Kuormat: RIL SFS EN 1990 SFS EN SFS EN ja SFS EN KUORMAT VOIMASUUREET: Voimasuureet mitoitusarvoja ja aikaluokassa hetkellinen: Leikkausvoima V = 150 kn Momentti M = 300 knm Normaalivoima N 1 = 400 kn h hs = 405 mm ( x 35 mm) = 335 mm jolloin momentti saaaan muutettua veoksi ja puristukseksi: M 300 knm N = => N = = 896 kn 0335m hhs Puristetun puolen liimaruuvit: N1 400 kn Nc = + N Nc = kn = 1096 kn Veetyn puolen liimaruuvit: N1 400 kn Nc = + N Nc = kn = 696 kn - 3 -

4 3 MATERIAALI Liimapuupalkki GL30c 190x k h = 11 h palkin korkeus 405 mm taivutuslujuuen ominaisarvon korotuskerroin k h = 104 aikaluokka: hetkellinen Käyttöluokka: 1 k mo = 11 Lujuus- ja jäykkyysominaisuuet γ M = 1 syien suuntaisen vetolujuuen ominaisarvo f t0k = 00 N/mm² syien suuntaisen vetolujuuen mitoitussarvo f t0 = k mo / γ M x f c0k => 11 / 1 x 00 N/mm² = 183 N/mm² Liimaruuvit ovat kansiruuveja joien pää 100 mm:n kierteistetty (VTT-S ) halkaisija D = 19 mm (sileä osa) tartuntapituus liimapuussa L ef = 490 mm lujuusluokka 5.8 Liimana käytetään epoksiliimaa Pohjalevyt kpl 0x100x350 (S355) jossa reiät 1 mm liimaruuveille ja toiset reiät 6 mm peruspulteille 4 MITOITUS 4.1 ULOSVETOKESTÄVYYS (VTT-S ) Liimaruuvin ulosvetokestävyyen mitoitusarvo lasketaan seuraavasti: R ax Ryk γ M y = min R kmo γ ak M jossa R yk on ruuvin myötäämisestä riippuva vetokestävyyen ominaisarvo R yk 6kN lujuusluokassa S35 = 101kN lujuusluokassa 5.8 γ My on ruuvin myötäämiselle käytettävä osavarmuusluku Suomessa 11 R ak on tartuntakestävyyen ominaisarvo R ak 7kN lujuusluokassa S35 (käyttöluokassa 1) = 84kN lujuusluokassa 5.8 (käyttöluokassa 1) Jos halutaan tehä laskelmat käyttöluokassa on R ak kerrottava

5 k mo on liimapuun kuorman keston ja kosteusvaikutuksen muunnoskerroin γ M on liimapuun osavarmuusluku 101kN = 91 8 kn 11 Rax = min => Rax = 70 kn 84kN kmo = 70kN 1 Liitoksen puristetulla puolelle on laitettu kpl liimaruuveja (kaikki voima otettu ruuveille): Nc 1096 kn = 078(78%) n R 700 kn ax Liitoksen veetylle puolelle on laitettu kpl liimaruuveja: Nt 696 kn = 050(50%) n R 700 kn ax 4. LEIKKAUSKESTÄVYYS (OTETAAN PURISTETUILLA RUUVEILLA) Yhen puristetun ruuvin kapasiteetti saaaan alla ole olevasta taulukosta (VTT:n lausunto NRO VTT-S ): Tarkistetaan leikkauskuormitettujen ruuvien reunaetäisyys ehto kuormitetusta reunasta eli etäisyys pitää olla väh. 05 x h. 05 x 405 mm = 05 mm < 335 mm + 35 mm = 370 mm ok Koska liimaruuvin lujuusluokka on 58 ja aikaluokka hetkellinen saaaan liimaruuvin leikkauskestävyyeksi R v = 83 kn joten koko liitoksen leikkauskestävyys on x R v = 166 kn (käyttöaste 90 %). 4.3 LOHKEAMISMURTOKESTÄVYYS (VTT-S ) Lasketaan tehollinen pinta-ala A ef jossa huomioiaan liimaruuveja varten poratut reiät D = 16 mm. Tehollinen pinta-ala ulottuu maksimissaan 50 mm:n päähän ruuvista ja alueet eivät voi olla päällekkäin. Liimaruuvien väli on 10 mm jolloin ei voia huomioia koko aluetta vaan sitä on vähennettävä kaista (0 mm x (L h + 50))

6 D Aef = B ( Lh + 50 mm) n π B ( 35mm + 50 mm) Lh + 50 mm 4 ( ) ( ) ( ) ( 16 mm) ( ( )) ( ) => Aef = 190 mm 35mm + 50 mm π mm + 50 mm 35mm + 50 mm => A = 14048mm ef jossa B on palkin pilarin leveys L h on kauimmaisten liimaruuvien etäisyys kuormitetusta reunasta n on veettyjen liitinten määrä D on esiporatun reiän halkaisija Tarkistetaan vetokestävyyen ehto: f t0 x A ef > N (veto) => 183N/mm² x mm² > 696 kn => 571 kn > 696 kn (7 %) 4.4 LIIMARUUVIEN REUNAETÄISYYDET JA LIITINVÄLIT (VTT-S ) Pienimmät sallittavat liimaruuvien reunaetäisyyet ja keskinäiset etäisyyet on esitetty alla olevassa kuvassa. Esitetyt arvot eellyttävät että liimaruuvien valmistuksessa reiän kohistustarkkuus on ± mm ja että poratun reiän vinous on enintään L/

7 4.5 TERÄSLEVYN KESTÄVYYS (SFS-EN ) Oletetaan että puristuspuolella betoni ottaa vastaan puristusvoiman. Mitoitetaan vain vetopuolen lattarauta 5x100. Lattaan vaikuttavat voimasuureet (vetopuolella) ovat seuraavat: TAIVUTUSKESTÄVYYS leikkausvoima V = 348 kn (kuvassa sininen) momentti M = 8 knm (kuvassa punainen) taivutusvastus: taivutusjännitys: ( 100 1) 5 b t W W mm 6 6 σ 3 = => = = 89 ; 1 mm reikävähennys 6 M 8 10 = => σ = = 340 N mm W 89 b b taivutuslujuus: fk 355 f = => f = = 355 N mm γ 1 0 M 0 σ Tarkistetaan ehto: (96%) b LEIKKAUSKESTÄVYYS leikkauspinta-ala A v = 5 mm x (100 mm 6 mm) = mm² f V Plastinen leikkauskestävyys: pl R = A v f y γ M 0 3 jossa f y on materiaalin nimellinen myötölujuus γ M0 on teräksen kestävyyen osavarmuusluku V pl R = 1850 = 379 kn 1 0 Tarkistetaan ehto: V < V plr (9 %) - 7 -