LATTIAT - VÄRÄHTELYMITOITUS - Tero Lahtela

Transkriptio

1 LATTIAT - VÄRÄHTELYMITOITUS - Tero Lahtela

2 LATTIAN VÄRÄHTELY TYYPILLISET VÄRÄHTELYN AIHEUTTAJAT Kävely (yleisin), juokseminen, hyppiminen Pyykinpesukone Liikennetärinä VÄRÄHTELYN AISTIMINEN Kehon tuntemuksina Kasvien lehtien ja esineiden heilumisena Astioiden ja esineiden aiheuttamina ääninä Yleensä kävelijä ei itse tunne aiheuttamaansa värähtelyä Yleensä värähtelyn aistii parhaiten istuva henkilö Lattian tärinä (resonanssi-ilmiö) Lattian notkuminen (taipuma) TYYPILLISESTI TARKASTELTAVAT RAKENTEET Kevyet välipohjat (puu, teräs) Pitkän jännevälin betonilattiat Kelluvat lattiat Korokelattiat

3 KÄVELYKUORMITUKSEN SYNTYMINEN Lähde: VTT Tiedotteita 2124

4 2000-LUVUN ALUSSA Lähde: VTT Tiedotteita 2124

5 2000-LUVUN ALUSSA Lähde: VTT Tiedotteita 2124

6 VÄRÄHTELYTUTKIMUS RAJA-ARVOT MITOITUKSEEN Määrittäminen vaikeaa (subjektiivisuus) Maailmalla tehty paljon tutkimusta Eri maissa erilaiset EC 5 ei anna suoraa vastausta Kansallinen liite määrittelee Lähde: VTT Tiedotteita 2124

7 OMINAISTAAJUUDEN MITTAUS

8 EUROKOODI 5

9 SUOMEN KANSALLINEN LIITE (Ruotsissa 1,5 mm)

10 VÄLIPOHJAN VÄRÄHTELY

11 VÄLIPOHJAN VÄRÄHTELY

12 EC 5 vs. B10 RakMK B10 mukainen T24 48x223 L = 4000 mm EC 5 mukainen C24 48x223 L = 2200 mm Sahatavara LVL Liimapuu I-palkit

13 PYYKINPESUKONEEN AIHEUTTAMA VÄRÄHTELY PUUKERROSTALOT 90-luvulla pesukoneen värähtelyä pidettiin todella suurena ongelmana puukerrostalossa Tehdyissä asukaskyselyissä pesukoneen aiheuttama värähtely ei kuitenkaan ole noussut esille VTT tutkinut pyykinpesukoneiden aiheuttamaa herätettä ja herätteestä johtuvaa lattian värähtelyä (v. 2003) VTT kehitellyt menetelmiä lattian värähtelyn laskennalliseksi arvioimiseksi sekä raja-arvoja sallituille värähtelytasoille Lähde: VTT RTE50 IR 12/2003

14 PYYKINPESUKONEEN AIHEUTTAMA VÄRÄHTELY Lähde: VTT RTE50 IR 12/2003

15 PYYKINPESUKONEEN AIHEUTTAMA VÄRÄHTELY JOHTOPÄÄTÖKSIÄ VTT:n TUTKIMUKSESTA Pesukoneen aiheuttamat herätteet ovat taajuusalueella 5-60 Hz. Taajuusalue on niin laaja, että jonkin lattian ominaistaajuus on lähes varmasti samalla taajuusalueella herätteen kanssa. Tällöin on mahdollista, että pesukoneen linkous aiheuttaa resonanssitilanteen. Tapahtuuko resonanssi vai ei, riippuu pesukoneen merkistä ja tyypistä ja lattian ominaistaajuuksista. Etukäteen ei tiedetä millaisia pesukoneen käyttämät todelliset linkousnopeudet ovat, koska ennen nimellisellä kierrosnopeudella tehtävää loppulinkousta koneet tekevät useita välilinkouksia. Resonanssivärähtelyn vaara on olemassa kaikilla tavanomaisilla lattiaratkaisuilla ja pyykinpesukonetyypeillä. Pesukonetta ei tule sijoittaa keskijänteelle vaan mieluummin lähelle tukevia kantavia rakenteita. Pesukoneen vaihtaminen toiseen malliin tai merkkiin saattaa vaikuttaa värähtelyn tasoon ja pienentää mahdollisesti ilmennyttä ongelmaa. Syynä on herätetaajuuden muuttuminen. Lähde: VTT RTE50 IR 12/2003

16 LIIKENTEEN AIHEUTTAMA VÄRÄHTELY Lähde: VTT TIEDOTTEITA 2569

17 LIIKENTEEN AIHEUTTAMA VÄRÄHTELY Lähde: VTT TIEDOTTEITA 2569

18 VÄLIPOHJAN OMINAISTAAJUUS Matalataajuuslattia f 1 < 9 Hz Erityistarkastelu (kiihtyvyys) Korkeataajuuslattia f 1 9 Hz Taipumatarkastelu 0 Hz 3 Hz 9 Hz f 1 Yhteen suuntaan kantava rakenne f ( EI) m Kahteen suuntaan kantava rakenne f 2 4 EI ( ) ( EI) 2 m b b ( EI) B m = omapaino [kg/m 2 ] + 30 kg/m 2 (RIL 205 korjaussivu)

19 VÄLIPOHJAN OMINAISTAAJUUS VÄLIPOHJA Joustava tuki esim. pääp ääpalkki Välipohja Pääpalkki f 2 1, 2 ( EI) m f 2 L 1, L 2 ( EI L ) m (EI) = pääp L ääpalkin ja välipohjan v taivutusjäykkyys pituusyksikköä kohden f 1 Systeemi f f 2 2 1, 1, L

20 MATALATAAJUUSLATTIAT Suomessa ei ole mitoitusmenetelmää Lattiat mitoitettava korkeataajuuslattioiksi Johtaa epätaloudelliseen ratkaisuun erityisesti CLT:n tapauksessa Voi johtaa epätaloudelliseen ratkaisuun jopa pientalossa, kun pintalaatta massiivinen Meillä käsikirjoissa esitetyt mitoituskaavat on tehty raskaille betonilattioille (eivät sovellu puulattioille)

21 VÄLIPOHJAN JÄYKKYYS EI l [Nm 2 /m] EI B [Nm 2 /m] 1 m 1 m

22 VÄLIPOHJAN JÄYKKYYS Voidaan huomioida poikittaiseen jäykkyyteen

23 VÄLIPOHJAN JÄYKKYYS

24 VÄLIPOHJAN JÄYKKYYS Palikat Vetolauta

25 VÄLIPOHJAN VÄRÄHTELY VÄLIPOHJA VÄLIPOHJA Hetkellinen Hetkellinen taipuma taipuma 1 kn:n kn:n kuorma kuorma δ 0,5 mm mm PINTALEVY PINTALEVY TAI TAI KELLUVA KELLUVA LATTIA LATTIA Hetkellinen Hetkellinen lisätaipuma lisätaipuma 1 kn:n kn:n kuorma kuorma δ 0,5 mm mm (saattaa muuttua tulevaisuudessa) (saattaa muuttua tulevaisuudessa) min 2 F 42 k ( EI) k 4 ( EI) ( EI) B k B 3 F 48 s( EI)

26 VÄLIPOHJAN VÄRÄHTELY RIL 205:n mitoitusmenetelmää voidaan soveltaa myös moniaukkoiselle rakenteelle (tarkastellaan kentät yksiaukkoisina) Suomessa lattiarakenne EI SAA olla jatkuva huoneistojen välillä (palkkivälipohjassa kansilevy voi olla jatkuva) RIL 205:n ominaistaajuus- ja taipumarajat pätevät myös ulokkeelle Ulokkeen pituus rajoitetaan kävelylle altistetulle alueelle

27 CLT- VÄLIPOHJAN VÄRÄHTELYMITOITUS L 6000 mm A mm A mm , EA1 t L Gr b bh I A a mm bh I y, ,3 mm ( I ) 2I I , ,3 1,0210 mm y, , ,7 ef L y,1 y,2

28 CLT- VÄLIPOHJAN VÄRÄHTELYMITOITUS m = 220 kg/m 2 CLT 240 mm I mm L mm m ef L 9 4 1,02 10 ( 6000 ) ( ) I mm L mm mm ef L 6 4 1,02 10 ( 6000 ) ( ) ( EIef ) L ,0210 1,1210 Nmm ( mm) I mm L mm m ef B 7 4 3,26 10 ( 2400 ) ( ) I mm L mm mm ef B 4 4 3,26 10 ( 2400 ) ( ) ( EIef ) B , ,59 10 Nmm ( mm) 7 ( EI ) 1,1210 f1 ef L 9, 2 Hz 9 Hz 2 2 2L m B 6 m k s ( EI ) 3, ef B ( EIef ) L 1,1210 B 0, 42 (1,0) L min 2 2 FL ,18 mm 0, k ( EI ) 420,421,1210 s ef L 3 3 FL , 40 mm s( EI ) ,1210 ef L mm OK

29 PALKKIVÄLIPOHJAN VÄRÄHTELYMITOITUS