ESIMERKKI 5: Ulkoseinän runkotolppa

Transkriptio

1 ESIMERKKI 5: Ulkoseinän runkotolppa Perustietoja - Ulkoseinätolpat oletetaan päistään nivelellisesti tuetuksi. - Ulkoseinätolppien heikompi suunta on tuettu nurjahdusta vastaan tuulensuojalevytyksellä. - Seinän päällä olevan kehäpalkin oletetaan sijaitsevan tolppaan nähden keskeisesti, joten kuorman epäkeskisyyttä ei ole. - Tolpan mitoituksessa tarvittavan tuulikuorman määrittämisessä käytetään paikallisia tuulen paineen nettopainekertoimia. T Leikkaus 7-7 Leikkaus F g 1150 F q T L c =2630 Tuulen imukuorma 60

2 Esimerkki 5 Mitoitetaan ensimmäisen kerroksen ulkoseinätolppa T101 ikkuna-aukon pielessä. Ikkuna-aukon pielessä käytetään kahta tolppaa vierekkäin. Tolppa tulee mitoittaa pysyvässä, keskipitkässä ja hetkellisessä aikaluokassa. Palkin materiaali Sahatavara C24 (taulukko B.3.3) f c,0,k = 21 N/mm 2 puristus syysuuntaan f c,90,k = 2,5 N/mm 2 puristus kohtisuoraan syysuuntaa vastaan f m,k = 24 N/mm 2 taivutus E 0,mean = N/mm 2 kimmomoduuli γ M = 1,4 materiaalin osavarmuusluku (taulukko B.2.7) Kuormat g k1 = 0,5 kn/m 2 g k2 = 0,2 kn/m 2 g k3 = 0,8 kn/m 2 q k1 = 2,0 kn/m 2 q k2 = 2,0 kn/m 2 q k (h) = 0,45 kn/m 2 yläpohja yleensä yläpohja räystään ja parvekkeen kohdalla välipohja yleensä (sisältää kevyt väliseinät) lumikuorma katolla hyötykuorma nopeuspaine (taulukko B.2.2, kuva B.2.4) Ominaiskuormien aiheuttamat voimasuureet L 1 = 11,4 m L 2 = 0,6 m L 3 = 3,8 m L 4 = 2,0 m L 5 = 2,63 m k 1 = 1,15 m k 2 = 1,3 m NR-ristikon jänneväli räystään pituus välipohjan jänneväli kehäpalkin jänneväli seinätolpan pituus kuormitusleveys 2.krs aukon pielitolpalle kuormitusleveys 1.krs aukon pielitolpalle 61

3 Pystykuorma tolpalle ylä- ja välipohjan omapainoista b=173 Pystykuorma tolpalle lumikuormasta Pystykuorma tolpalle välipohjan hyötykuormasta Tolpan taivutusmomentti tuulikuomasta h=48 c p,net =1,4 tuulenpaineen nettopainekerroin seinän keskialueella (taulukko B.2.4) (yksinkertaistamisen vuoksi ei interpoloida vaikka pinta-ala on välillä 1-10 m 2 ) 0,71 Tolpan lähtötiedot z h = 173 mm b = 2x 48 mm = 96 mm A = mm tolpan poikkileikkauksen korkeus tolpan poikkileikkauksen leveys tolpan poikkileikkausala 173 y 2x 48 62

4 Kuormitusyhdistelmät Tutkitaan seuraavat kuormistusyhdistelmät K FI = 1,0 (RIL taulukko 2.1) KY1: Kuormitusyhdistelmä murtojatilassa (pysyvä aikaluokka) (kaava B.2.2) KY2: Kuormitusyhdistelmä murtorajatilassa (keskipitkä aikaluokka) (kaava B.2.3) KY3: Kuormitusyhdistelmä murtorajatilassa (keskipitkä aikaluokka) (kaava B.2.3) KY4: Kuormitusyhdistelmä murtojatilassa (hetkellinen aikaluokka) (kaava B.2.4) KY5: Kuormitusyhdistelmä murtojatilassa (hetkellinen aikaluokka) (kaava B.2.4) KY6: Kuormitusyhdistelmä murtojatilassa (hetkellinen aikaluokka) (kaava B.2.4) 63

5 1.0 Nurjahduskestävyys (Z-suuntaan) KY1 Maksimi normaalivoima Nurjahduskerroin k c,y 5 (kaava B.5.9) Nurjahduskerroin saadaan kuvasta B.5.6 Puristusjännitys Puristuslujuus = 0,6 (kaava B.5.7) Käyttöaste 7 % OK kestää 64

6 1.1 Nurjahduskestävyys (Z-suuntaan) KY2 Maksimi normaalivoima,0 Nurjahduskerroin k c,y 5 (kaava B.5.9) Nurjahduskerroin saadaan kuvasta B.5.6 Puristusjännitys Puristuslujuus = 0,8 (kaava B.5.7) Käyttöaste 22 % OK kestää 65

7 1.2 Nurjahduskestävyys (Z-suuntaan) KY4 Maksimi normaalivoima g,0 Nurjahduskerroin k c,y 5 (kaava B.5.9) Nurjahduskerroin saadaan kuvasta B.5.6 Puristusjännitys Puristuslujuus = 1,1 Maksimi taivutusmomentti Taivutusjännitys Taivutuslujuus = 1,1 (kaava B.5.7) 3 66 Käyttöaste 25 % OK kestää

8 1.3 Nurjahduskestävyys (Z-suuntaan) KY5 Maksimi normaalivoima g,0 Nurjahduskerroin k c,y 5 (kaava B.5.9) Nurjahduskerroin saadaan kuvasta B.5.6 Puristusjännitys Puristuslujuus = 1,1 Maksimi taivutusmomentti Taivutusjännitys Taivutuslujuus = 1,1 (kaava B.5.7) 34 Käyttöaste 23 % OK kestää 67

9 1.4 Tukipainekestävyys alaohjauspuussa KY2 b=173 Tukireaktio,0 b=173 Puristusjännitys alaohjauspuussa Alaohjauspuun puristuslujuus syysuuntaa vastaan h=48 = 0,8 b=173 k c,90 -kerroin l 1 2h z k c,90 = 1,25 (sahatavara) h= y Tehollinen kosketuspinnan pituus 2x 48 b=173 Tukipainekerroin z y 173 (kaava B.5.2) 68 2x 48 Lisäksi tulee tarkastaa tukipainekestävyys yläohjauspuussa. Käyttöaste 70 % OK kestää

10 1.5 Taipuma KY4 (kaksi tolppaa vierekkäin) Palkin jäyhyysmomentti Hetkellinen taipuma tuulikuormasta 4 12 Lopputaipuma k def = 0,6 (taulukko B.3.2) (kaava B.2.8) 12 1,8 L = tolpan pituus Taipumaraja 1,8 (taulukko B.4.1) Käyttöaste 21 % OK Esimerkin 5 mitoitustulosten tarkastelu Ensimmäisen kerroksen ikkunan pielitolpan T101 dimensioksi saatiin C24 48x173; 2 kpl vierekkäin. 69