STRUCTURAL ENGINEERING II RAKENNESUUNNITTELUSTA. CONCRETE STRUCTURES Eurocode 2 BETONIRAKENTEET RakMK B4 Study Book part 2

Transkriptio

1 1 STRUCTURAL ENGINEERING II RAKENNESUUNNITTELUSTA CONCRETE STRUCTURES Eurocode 2 BETONIRAKENTEET RakMK B4 Study Book part 2

2 ASUINKERROSTALON RAKENNESUUNNITELMAT Kohteen rakennesuunnitelmat sisältävät mm seuraavanlaisia tarkasteluja: Rakennesuunnittelu, yleistä Runkojärjestelmät Kuormitukset Perustukset Rakennusosat Lämmön-, kosteuden- ja ääneneristys Palotekniikka Väestönsuojat LVIS-tekniikka 2 Osioissa Elementtikerrostalo ja Paikallavalu käsitellään lähemmin AMK-kerrostalon runkovaihtoehtojen ratkaisuja. Seuraavassa otteita elementtirunkoisen ja paikallavaletun asuinkerrostalon rakennesuunnitelmista. Opiskelija tekee valitun kohteen rakennesuunnitelmia tuotemallia ja materiaalia hyödyntäen.

3 3 ASUINKERROSTALON PERUSTUKSET Luentoaineisto: Materiaalia täydennetään ja varustetaan opettajan äänitiedostolla/kieliversioilla. Kirjallisuus: - Pohjarakennuksen perusteet, Jääskeläinen, Tammertekniikka - Geotekniikka, Jääskeläinen, Tammirinne Otatieto - Pohjarakennusohjeet RIL Teräsrakenteiden Suunnittelu. Kinnunen,RKOY - Betonirakenteiden Perusteet, BY201 - Muuratut Rakenteet, Höyhtyä,Vänttinen, RKOY - Ks RATEKO-ops Oheismateriaali: - RYL Normit - Kuormitukset: RakMK B1 - anturat: seinäanturat, pilarianturat,.: RakMK B4, RakMK B7 - salojat, sadevesikaivot, - routaeristys: RakmK C2, radontuuletus: Säteilyturvakeskus, RT-kortti Tehtävät Opiskelija ottaa osaa asuinkerrostalon perustussuunnitteluun. Lähtömateriaalina on mallinnettu asuinkerrostalo.

4 Asuinkerrostalot maarakennus - osio Otteita luentoaineistosta Kuva Asuinkerrostalon perustukset Asuinkerrostalon maarakennustyöt Ks esim opintojaksot: Geotekniikka. Pohjarakennus, Ympäristögeotekniikka, Talonrakennuksen pohjarakenteet Luentoaineisto: - Materiaalia täydennetään Maarakennus-materiaalilla/ opettajan äänitiedostolla / kieliversioilla - Raivaus - Maankaivu - Salaojat ja putkijohdot - Täyttö ja tiivistys - Kirjallisuus: - Pohjarakennuksen perusteet, Jääskeläinen, Tammertekniikka - Geotekniikka, Jääskeläinen, Tammirinne Otatieto - Pohjarakennusohjeet RIL Teräsrakenteiden Suunnittelu. Kinnunen,RKOY - Betonirakenteiden Perusteet, BY201 - Muuratut Rakenteet, Höyhtyä,Vänttinen, RKOY - Ks RATEKO-ops Oheismateriaali: - MaaRYL Talonrakennuksen maarakenteet RIL Rakennusten veden- ja kosteudeneristysohjeet RIL LPO Pohjarakennusohjeet RIL Tehtävät Opiskelija ottaa osaa asuinkerrostalon perustussuunnitteluun. Lähtömateriaalina on mallinnettu asuinkerrostalo, jota tarkastellaan elementtija paikallavaluvaihtoehtoina. Tehtävä määritetään tarkemmin oppimisympäristössä.

5 Asuinkerrostalon perustukset 5 Ks esim opintojaksot: Geotekniikka. Pohjarakennus, Ympäristögeotekniikka, Talonrakennuksen pohjarakenteet sekä Rakennetekniikka Luentoaineisto: - Materiaalia täydennetään Perustukset-materiaalilla/ opettajan äänitiedostolla / kieliversioilla - Anturat - Perusmuurit ja palkit - Kantavat alapohjat - Väestönsuojarakenteet - Maanvaraiset laatat - Erityisrakenteet - Ulkopuoliset rakenteet Kirjallisuus: - Betonirakenteiden perusteet By201 - Teräsrakenteiden Suunnittelu. Kinnunen,RKOY - Muuratut Rakenteet, Höyhtyä,Vänttinen, RKOY - Ks RATEKO-ops Oheismateriaali: - RunkoRYL RakMK B1, C1, C2, - RR-Paalutusohje, Rautaruukki Oy Tehtävät Opiskelija ottaa osaa asuinkerrostalon maanvaraisen perustuksen suunnitteluun. Lähtömateriaalina on mallinnettu elementti- ja paikallavalettu asuinkerrostalo. Tehtävä määritetään tarkemmin oppimisympäristössä.

6 CONCRETE MULTISTOREY HOUSE ASUINKERROSTALON TERÄSBETONIRUNKO JA JÄYKISTYS 6 Ks Esim opintojaksot: Rakennetekniikka, Betonirakenteet Luentoaineisto: - Materiaalia täydennetään materiaalilla/ opettajan äänitiedostolla / kieliversioilla - Kuormitukset - Seinärungot- ja järjestelmät - Ala- ja välipohjarungot - Yläpohjakannattajat - Runkokaaviot, detaljit Kirjallisuus: - Betoninormit By 50 - Betonitekniikan oppikirja By Betonirakenteiden oppikirja By Paikallavalurakenteen mallisuunnitelmat - Paikallavalurakentaminen, Rakennetyypit ja rakennedetaljit CD-ROM By - Betonielementtirakentaminen CD-ROM By - Elementtirakennuksen mallisuunnitelmat By 38-1 Oheismateriaali: - RunkoRYL RakMK - RT- ohjetietokortit tuotetietous Tehtävät Opiskelija ottaa osaa asuinkerrostalon runkosuunnitteluun. Lähtömateriaalina on mallinnettu asuinkerrostalo, jota tarkastellaan elementti- ja paikallavaluvaihtoehtoina. Tehtävä määritetään tarkemmin oppimisympäristössä.

7 7 AMK- ELEMENTTIKERROSTALO Kuva Elementtikerrostalo 23.4 BES-asuinkerrostalo Asuinkerrostalon rakennesuunnitelmia ovat mm rakennelaskelmat, runkorakenteiden taso-, leikkauspiirustukset, detaljipiirustukset, ontelolaattaja julkisivuelementtikaaviot, raudoituspiirustukset, liitosdetaljit, elementtien tuotanto- ja mittapiirustukset, perustamissuunnitelmat sekä työselitykset. Seuraavassa on suunniteltu kohdan kaksiportaisen asuinkerrostalon porrashuone B :n runko valmisosarakenteisena. Opiskelijan tehtävänä on tehdä valmisosarakenteisen porrashuone A:n rakennesuunnitelmia käyttämällä hyväksi porrashuone B:n suunnitelmia. Suunnitelmat sisältävät mm seuraavanlaisia dokumenttejä: Kohdetiedot Rakennelaskelmat Rakennetyypit Runko ja jäykistys

8 Tasopiirustukset Ontelolaattakaavio Rengas- ja saumateräkset Liitosdetaljit Leikkauspiirustukset Julkisivuelementtikaaviot Betonielementtisuunnitelmat Perustamissuunnitelmat Runkorakennusosat Portaat Hissi Väestönsuoja Vesikatto-ja täydentävät rakenteet Työselitykset 8 Kuva Elementtikerrostalon prs B:n asuinkerros

9 23.4 Betonielementtirunko 9 Suunnittelijat ja urakoitsijat valitsevat yhdessä rakennuksen runkojärjestelmän. Valittu järjestelmä vaikuttaa rungon jänneväleihin ja käytettäviin rakennusosiin. Betonielementtirunko totetutetaan usein "kantavat poikkiseinäjärjestelmän" mukaisesti. Järjestelmässä huoneistojen väliset seinät ja päätyjen ulkoseinät ovat kantavia ja välipohjaelementti on rungon suuntainen. Huoneistojen väliset ja porrashuoneen vastaiset seinät ovat 180 mm vahvoja betonielementtiseiniä ja niiden on täytettävä 55 db.n ääneneristysvaatimus. Välipohjalaatta on 1200 mm leveä, jännitetty ja reiitettyä ontelolaattaa. Laatan korkeudet vaihtelevat esim 150mm- 500 mm. Askelääneneristysvaatimuksen 53 db täyttämiseksi ontelolaattavälipohjan on oltava riittävän massiivinen tai sen päälle on tehtävä uiva pintalaatta. Kuva Elementtikerrostalon porras B:n kellari. Osoita kantavat ulko- ja huoneistojen väliset seinät, kevyet ruutuelementit ja kevyt sisäseinät.

10 10

11 11 Kuva Elementtikerrostalon porras B:n kellarin runko. Elementtikerrostalon välipohjalaattana usein käytetään ontelolaatastoa, mikä asennetaan kantavien poikkiseinien varaan Kuva Ontelolaatasto. Ontelolaattaa käytetään usein elementtikerrostalon välipohjalaattana.

12 12 Kuva Elementtiporras Kuva Ontelolaattakaavio Täydennä suunnitelmaa rakennepiirustukseksi Ontelolaattakaavio Ontelolaattakuvassa esitetään mm laatat tunnuksineen, kantavat pysty- ja vaakarakenteet, jäykistävät rakenteet, kuormitukset, reiät, leikkaus- ja detaljimerkinnät. Suunnittele tarkasteltavan kohteen porrashuone A:n 2.kerroksen ontelolaattakaavio esimerkin mukaan. Suunnittele kohteen jäykistys.

13 13 Kuva Ontelolaattatiedot Kuva Rakennetyyppejä Betoni.com sivuilta löytyy liitosdetaljiesimerkkejä, joita voi hyödyntää suunnitelmissa.

14 14 Kuva Rengasraudoituksia Ontelolaattakaavioon suunnitellaan rengas- ja saumateräkset. Suunnittele porrashuone A:n 2.kerroksen ontelolaataston raudoitus. Kuva Ontelolaattalappu Jokaisesta ontelolaattatyypistä tehdään tuotantokuva.

15 15 Kuva Julkisivuelementtikaavio Täydennä suunnitelmaa rakennepiirustukseksi. Esimerkki elementtikerrostalon julkisivukaaviosta, missä eri tyyppiset julkisivuelementit nimetään: sokkeli-, ruutu-, kantava pääty-, parveke ym elementit muut t. Kuva Julkisivuelementtikaavio Täydennä suunnitelmaa rakennepiirustukseksi Seinäelementit litteroidaan myös tasokuviin, joissa esitetään kantavat huoneistojen väliset seinäelementit, kevyet väliseinäelementit, ulkoseinäelementit, porraselementit, ym

16 16 Kuva Julkisivuelementtikaavio Täydennä suunnitelmaa rakennepiirustukseksi Kuva AMK-kerrostalon väliseinäelementtejä. Täydennä suunnitelmaa rakennepiirustukseksi

17 17 Kuva Elementtikerrostalon perustukset BES-asuinrakennuksen perustukset Perustukset, yleistä Asuinkerrostalon huoneistopohjan pohjalta suunnitellaan kohteen kellarin tilat ja rakenteet. Rakennuksen kuormat viedään kantavilla rakenteilla perustuksille ja edelleen maahan. Maaperän laadun mukaan perustustapa on joko esim maanvarainen, paaluperustus tai suoraan kallion varaan. Kantavien seinien alle suunnitellaan seinäanturat, sokkelipalkkien alle tarvittaessa neliöanturoita ja parvekkeiden pielien alle suorakaideanturoita. Suunnittele annetun kohteen porrashuone A:n perustukset esimerkin mukaan. Kohde suunnitellaan maanvaraisin anturoin, maapohjan geotekninen kantavuus pg= 200 kn/m2.

18 18 Kuva Detaljikuva 1 Kantavan päätysokkelin ja jatkuvan anturan perustusleikkaus. Tee kohdasta perustusleikkauspiirustus elementin sidontapisteen kohdalta ja esitä mm lämmön- ja routaeristykset, kosteudeneristykset, raudoitukset,... Kuva Detaljikuva 2 Kevyiden ruutuelementtien sokkelipalkkien pystysauman neliöantura. Tee kohdasta perustusleikkauspiirustus ja esitä saumateräkset, lämmön- ja routaeristykset, kosteudeneristykset

19 19 Kuva Detaljikuva 3 Parvekkeen pilarin ja pieliseinän perustusleikkaus. Tee kohdasta perustusleikkaus Kuva Detaljikuva 3. Tasokuvassa esitetään anturoiden sijainti, muoto, koot, leikkausmerkinnät, routaeristys, radonputkitus,... Täydennä kuvaa.

20 20 Kuva Perustusleikkaus DAN 103 Perustuksista piirretään leikkauksia tarvittavista kohdista: kantava pääty, kevyt ruutuelementti, huoneistojen välinen kantava seinä,... Betoni.com-sivuilta löytyy paljon esimerkkejä, joita voi hyödyntää suunnitelmissa. Kuva Perustusleikkaus 6-6 Täydennä suunnitelmaa rakennepiirustukseksi

21 21 Kuva VSS- leikkaus Täydennä suunnitelmaa rakennepiirustukseksi Kuva VSS- leikkaus Täydennä suunnitelmaa rakennepiirustukseksi Si-luokan väestönsuojan ulkoseinät ovat yleensä 450 mm paksuja ja holvit 300 mm paksuja. Paksuudet määräytyvät säteilysuojauksen ja sirpaleenkestävyyden mukaan.seinien ja holvien sisäpinnat raudoitetaan #150 verkolla ja ulkopinnat #300 verkolla, minimiraudoitusvaatimuksena on 0.17%.

22 22 RAKENNUSTEKNIIKKA AMK- PAIKALLAVALUKERROSTALO 22.4 Paikalla valettu asuinkerrostalo Paikkallarakennetun asuinkerrostalon rakennesuunnitelmia ovat mm rakennelaskelmat, runkorakenteiden taso-, leikkauspiirustukset, detaljipiirustukset, raudoituspiirustukset, liitosdetaljit, perustamissuunnitelmat sekä työselitykset. Seuraavassa on suunniteltu kohdan kaksiportaisen asuinkerrostalon porrashuone A paikallarakenteisena. Tehtävä Opiskelijan tehtävänä on laatia paikallarakennetun porrashuone B rakennesuunnitelmia käyttämällä hyväksi porrashuone A:n suunnitelmia. Suunnitelmat sisältävät mm seuraavanlaisia dokumenttejä: Kohdetiedot Rakennelaskelmat Rakennetyypit Runko Tasopiirustukset Leikkauspiirustukset Runkodetaljit Raudoitussuunnitelmat Luettelot, selosteet Julkisivusuunnitelmat Perustamissuunnitelmat Runkorakennusosat Portaat Hissi Väestönsuoja Vesikatto-ja täydentävät rakenteet Työselitykset

23 Paikallavalurunko Suunnittelijat ja urakoitsijat valitsevat yhdessä rakennuksen runkojärjestelmän. Valittu järjestelmä vaikuttaa rungon jänneväleihin ja käytettäviin rakennusosiin. Paikallarakentaminen sisältää muottityöt, raudoituksen ja betonoinnin. Paikallavaletun, normaaliraudoitetun rungon taloudelliset jännevälit ovat yleensä pienempiä kuin jänneteräksillä raudoitettujen ontelolaatastoholvien jännevälit. Askelääneneristysvaatimuksen 53 db täyttämiseksi massiivilaatan on oltava n 240 mm paksu tai sen päälle on tehtävä uiva pintalaatta. Paikallavaletun huoneistojen välisen seinän on oltava vähintään 180 mm paksu, jotta seinä täyttää sille asetetun 55 db:n vaatimuksen.

24 24 Paikallavalurungon jännevälit ovat pienemmät, joten elementtirungon kevyitä väliseiniä on muutettava kantaviksi.

25 25 Paikallavalurunko tehdään yleensä ns "kantavat poikkiseinäjärjestelmän" mukaisesti, missä huoneistojen väliset ja porrashuoneen vastaiset seinät sekä osa huoneiden välisistä seinistä ovat kantavia. Kantava seinä on vähintään 180 mm paksu, jotta ääneneristysvaatimukset täyttyvät. Kuva Laatan alapinnan raudoitus Täydennä suunnitelmaa rakennepiirustukseksi Paikallavalulaatat raudoitetaan yleensä verkko- tai kaistaraudoituksilla. Täydennä suunnitelmaa rakennepiirustukseksi.

26 26 Kuva Laatan yläpinnan raudoitus Täydennä suunnitelmaa rakennepiirustukseksi Yläpinnan raudoitukset sijoitetaan tukien kohdille. Rungon taso- ja rakennusosakuvista viitataan käytettyihin raudoitusdetaljeihin. Liitteenä on RTT:n Paikallarakentaminen - kansion laattojen raudoitusdetaljeja.

27 27 Kuva Paikallavalurungon perustuksia. Kuva Perustusten tasokuva Täydennä perustustasokuvaa: routaeristykset, radonputkitus, lämmöneristykset,...

28 28 RAKENNUSTEKNIIKKA Olli Ilveskoski Kuva Perustusdetalji DA101 ks Kuva Runkotyövaihe

29 29 Kuva Ramin muottisuunnitelma Kuva Kerrosalon kellarin kantavia paikallavalulaatta ja teräsbetonipalkki

30 FOUNDATION DESIGN 30 Tb-anturan mitoitus Foundation Design Lujuudet K35 2 md := 0.5 pd c md = b := 1000 h := 500 d := 445 µ fcd := fcd = fyd := fyd = A500HW Kuormitukset Nk:= Nd Anturan tarvittava pinta-ala md := µ = b d 2 fcd := pg := Nk Atarv := pg Atarv = Atarv B := B = Teräsbetonianturan mitoitus pd Nd := pd = c := 10 3 Atarv β := µ β = ω := β ω = := b d As = T16 := π 8 2 As 1000 := n = k := k = As ω fcd fyd n T16 Mitoitus murtorajatilassa: T16 k/k 173 mm Check according to EC2 n

31 31 Käyttörajatila c := 15 φ := 20 Halkeilu SLS design k w := E s := z := As2 := 2000 σ s := md 1.5 As2 z σ s = σ s ε s := E s ε s = ( ) 1000 Ace := As2 ρ r := Ace φ w k := ε s 3.5 c + k w ρ r w k = Halkeilun rajoittamiseksi teräsmäärä joudutaan n kaksinkertaistamaan As= 2000 mm2, jolloin halkeamaleveys on 0,17mm, sallittu wk on n 0.2 mm. Check according to EC2

32 BEAM DESIGN Mitoita Amk-krstalon yksiaukkoinen välipohjapalkki murtorajatilassa, jos L= 6m, Fd=50 kn/m, K25-2, A500 HW. Pääterästen mitoitus maksimivoimasuureiden osalta riittää Laadut ja poikkileikkaus knm:= 10 6 b := 280 h := 580 d := Kuormitus ja voimasuureet Md := 225 knm 2. Lujuudet K25-2 A500HW γc := 1.5 K := 25 γs := 1.2 fyk := 500 fcd := 0.7 K γc fyk fyd := γs fcd = fyd = Mitoitus taivutukselle Md γ := b d 2 fcd γ = <0.358 ok β := γ ω := β As := ω fcd fyd b d β = ω = As = T20 := π 10 2 As n20 := T20 T20 = n20 = Valitaan 4T20 sijoitettuna yhteen riviin palkin alapintaan: leveystarve on 155 mm+haat+ suojabetoni TEE LASKELMAT MYÖS EC5 MUKAAN

33 BEAM DEFLECTION 33 TERÄSBETONIPALKIN TAIPUMA B4, s SIIRTYMÄT km := 1 As := 1570 bw := 280 d := 540 L := 8000 As bw d = 0.01 kρ := 1.2 β := 24 a := L 500 E := σs := Mk z As Mk := σs = z := 480 εyk := σs E d > ( km kρ) L a β εyk L = OK

34 SYMMETRICAL REINFORCED CONCRETE COLUMN SYMMETRISESTI RAUDOITETTU TERÄSBETONIPILARI Mitoita Amk-krstalon neliönmuotoinen teräsbetonipilari rajatilamitoitusohjeen mukaan. Pilari on molemmista päistään nivelisesti kiinnitetty ja sivusiirtymä on estetty. K25-2, A500HW, Y3. Pilarin kuormituksena on omapaino Ng=100 kn ja Nq=60 kn. 34 L := 2800 Lo := Ng := h := 180 Nq := b := 180 Nd := 1.2 Ng Nq Nd = Lo λ := λ = fcd := 11.7 fctk := h eo1 := 50 eo2 := 0 2 λ e2 := h e2 = h Lo ea := + ea = ed := ea + eo1 ed = 64.6 ed := ea + e eo1 ed = ed := ea + e eo eo2 ed = fyd := 417 fyk := 500 Nd ν := ν = 0.57 b h fcd ω := 0.13 µ := ν ed µ = 0.22 h As := ω fcd fyd b h As = ( 2 + 2)T12 Asmin := 1.5 fctk b h Asmin = OK fyk TEE LASKELMAT MYÖS EC5 MUKAAN

35 CONCRETE PORTAL FRAMES 35 EXERCISE: CONCRETE PORTAL FRAME Example according to the Finnish Code B4 Check according to the EC2 HARJOITUSTYÖ TERÄSBETONIELEMENTTIHALLI Tehtävänä on suunnitella teräsbetonihallin runkorakenteet, kun hallin laivan jänneväli on 24m+AA/3, kehäväli 12.0 m ja kehän korkeus ulkoseinällä 6m+ BB/10 m. Lähtötiedot riippuvat alkuarvoista AA=syntymäkuukausi BB=syntymäpäivä. Suunnitelma sisältää seuraavien rakenteiden suunnittelun: 1. Runkojärjestelmä 2. Mastojäykistetyn kehän pääpilari P1 3. Välipohjapalkki Hallista suunnitellaan plaani, leikkaus ja rakenneleikkaus, elementtikaaviot ja tyyppielementit sekä liitosdetaljit.

36 36 FRAME SYSTEM 1. BETONIELEMENTTIHALLIN RUNKOJÄRJESTELMÄ Vaihtoehtoisia runkojärjestelmiä on esim pilari- jännebetonipalkkirunko tai pilari- palkki- ja harja-tt-runko. Yläpohjaelementit voivat olla joko ontelolaattoja, Siporexia tai TT-laattaa. Kehäväli saattaa vaihdella esim. 6m -12m. Luonnossuunnittelun avuksi löytyy taulukoita ja käyrästöja esim. Runko-Bes- tai Valmisosarakentaminen kansioista tai www-osoitteista. Esimerkissä on kehäväliksi valittu 12m, pääkannatajana voi olla esim. jännebetonipalkki tai harja-tt. Hallin pääpilarit ovat mastopilareita ja jäykistävät hallin. Hallin päätyyn rakennetaan ontelolaattavälipohja, laataston palkit ovat 6m pitkiä.

37 THE COLUMN OF THE RIGID FRAME Load case 1: Summer and wind 2. MASTOJÄYKISTETYN KEHÄN PÄÄPILARIN P1 MITOITUS Suunnitellaan hallin ulkoseinillä olevat kehän P1- pilarit runkoa jäykistäviksi kehän mastopilareiksi. Eri kuormitustapausten voimasuureet lasketaan yksilaivaisen hallin taulukkokaavojen mukaan. 37 Kuormitustapaus 1: kesä ja tuuli Voimasuureet: Tuulen aiheuttama momentti yksilaivaisen kehän mastopilarille: L := 6000 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 := 16 MdBtuuli = L 2 MdCtuuli := 5.6 q1 16 MdCtuuli = Räystään aiheuttama momentti: F1 := F2 := 0.2 F1 Lp1 := 6000 Mdraystas := ( F1 + F2) Lp1 Mdraystas = Mdraystas = Epäkeskisyyslisä: vaakakuormalisä Hde ja tuennan epäkeskisyys e=0 mm Lh := gk := 2.8 Fd := gk + 10 Ndp1 := 0.9 Lh 2 Fd Ndp Ndp1 = Hde := ed := Mde := Hde Lp1 + Ndp1 ed Mde = Kuormitustapaus 1: P1- pilarin laskentakuormat Mdp1 ja Ndp1 Mdp1a := Mdtuuli + Mdraystas + Mde Mdp1a = Ndp1a := Ndp1 Ndp1a =

38 Load case 2: Winter and a lot of snow 38 Kuormitustapaus 2: talvi ja paljon lunta Voimasuureet: Epäkeskisyyslisä: vaakakuormalisä Hde ja tuennan epäkeskisyys e=0 mm Lh := gk = 2.8 qk := 1.8 Fd := 6 ( 1.2 gk qk) + 10 Ndp1 := 1.2 Lh 2 Fd Mde := Hde Lp1 + Ndp1 ed Ndp1 = Ndp1 Hde := 150 Mde = ed := 0 Kuormitustapaus 2: P1- pilarin laskentakuormat Mdp1 ja Ndp1 Mdp1b := Mde Ndp1b := Ndp1 Mdp1b = Ndp1b =

39 Load case 3: Winter, a lot of snow and wind 39 Kuormitustapaus 3: talvi ja paljon lunta ja tuuli Voimasuureet: Tuulen aiheuttama momentti yksilaivaisen kehän mastopilarille: L := 6000 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 := 16 MdBtuuli = L 2 MdCtuuli := 5.6 q1 16 MdCtuuli = Räystään aiheuttama momentti: F1 := F2 := 0.2 F1 Lp1 := 6000 Mdraystas := ( F1 + F2) Lp1 Mdraystas = Mdraystas = Epäkeskisyyslisä: vaakakuormalisä Hde ja tuennan epäkeskisyys e=0 mm Lh := gk = 2.8 Fd := 6 ( 1.2 gk qk) + 10 Ndp1 := 1.2 Lh 2 Fd Ndp1 = Ndp1 Hde := ed := Mde := Hde Lp1 + Ndp1 ed Mde = Kuormitustapaus 3: P1- pilarin laskentakuormat Mdp1 ja Ndp1 Mdp1c := Mdtuuli + Mdraystas + Mde Mdp1c = Ndp1c := Ndp1 Ndp1c =

40 40 RAKENNUSTEKNIIKKA Load case 4: Winter, snow and heavy wind Kuormitustapaus 4: talvi ja lunta ja kova tuuli Voimasuureet: Tuulen aiheuttama momentti yksilaivaisen kehän mastopilarille: L := 6000 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 := 6000 Mdraystas := ( F1 + F2) Lp1 Mdraystas = Mdraystas = Epäkeskisyyslisä: vaakakuormalisä Hde ja tuennan epäkeskisyys e=0 mm Lh := gk = 2.8 qk = 1.8 Fd := 6 ( 1.2 gk qk) Ndp1 := 0.9 Lh 2 Fd Ndp1 = Ndp1 Hde := ed := Mde := Hde Lp1 + Ndp1 ed Mde = Kuormitustapaus 4: P1- pilarin laskentakuormat Mdp1 ja Ndp1 Mdp1d := Mdtuuli + Mdraystas + Mde Mdp1d = Ndp1d := Ndp1 Ndp1d =

41 DESIGN OF THE CONCRETE COLUMN TERÄSBETONIELEMENTTIPILARIN MITOITUS 41 Voimasuureet: Nd := Ndp1c Nd = Md := Mdp1c Md = L := 6000 Lo := b := 380 h := 380 Lo 3 λ := λ = fyk := 500 fck := fctk := h Md eo := eo = fyd := 455 fcd := 20.7 fctd := 1.71 Nd h Lo ea := + ea = λ e2 := h e2 = ed := ea + e2 + eo ed = Nd ν := ν = b h fcd ω := 0.22 µ := ν ed µ = h As := ω fcd fyd b h As = Asmin := 1.5 fctk b h Asmin = <As OK fyk T32 := π 16 2 As = T32 Molempiin reunoihin pääteräkset 2(T32) haat T16 k 300

42 POCKET FOUNDATION CONNECTION 42 HOLKIN JA PILARIN ALAPÄÄN MITOITUS: Voimasuureet: q1 := q2 := 0.2 q1 L := Palkin normaalivoima L Fh := 2.4 q1 Fh = Oppikirja X := 3 L ( q1 q2) X = OK 16 Pilarin juuren leikkausvoima H1: Runko-Bes Sivusiirtymättömän pilarin yläpään tukireaktio: 3 R1 := ( q1 q2 8 )L H10 := q1 L R1 Muille pilareille siirtyvä osuus tukireaktiosta: 1 X := R1 1 X = H1 := H10 X H1 = Hd := H1 Hd = Nd := Ndp1d Nd = Md := Mdp1d Md = PILARI: a x b = 380 x 380 K50-1 A500HW Md = Nd = Hd = HOLKKI: Pilariaukko 6M x 6M Korkeus 750 mm Seinämä 150 mm Betoni K25-2 Juotosbetoni K30-2 A500HW

43 POCKET FOUNDATION CONNECTION continues 43 Holkin sisäisten voimasuureiden laskenta: Pilarin upotussyvyys h := Holkin yläreunan voima Hd1 Md = Nd = Hd = Hd1 := 1.14 Md Hd 0.15 Nd Hd1 = h Holkin alareunan voima Hd2 Hd2 := Hd1 Hd Hd2 = Holkin raudoitus: Pilarin alareunan tukireaktio Rd Rd := Nd 0.3 Hd1 Rd = Holkin yläreunan rengasteräkset As1 Hd1 = fyd = 455 Hd1 As1 := As1 = fyd T12 := π 6 2 As1 n := n = T12 Valitaan rengasteräksiksi 3 T12 Holkin yläreunan rengasteräkset As2 Hd2 = Rd = fy := 455 ( Hd2 0.3 Rd) As2 := As2 = fy T10 := π 5 2 As2 n := n = T10 Valitaan rengasteräksiksi 2 T10

44 POCKET FOUNDATION CONNECTION continues 44 Holkin pystyteräkset Md = M := Md Hd h As := M 0.8 z fy Hd = M = As = h = 494 z := 750 Valitaan minimiraudoitus T10 k250 sekä vaaka- että pystysuuntaan. Pilarin alapään raudoitus Hd2 = Hd2 As := fy fy = 455 As = Valitaan U-lenkit 5 T12 Leikkauskapasiteetti: Vd := Hd2 Vd = fcd := 25.9 Nd = a := 380 b = 380 Nd fcd a b = Runko-Bes: Vc := 0.06 fcd a b Vc = > Vd = OK

45 THE DESIGN OF COLUMN DETAILS 45 Pilarin yläpään raudoitus Fd := Ndp1c Ndp1c = b0 b0 := 100 b1 := 200 Ft := 0.25 Fd 1 Ft = b1 k := 0.2 Rd := Ndp1c Vu:= k Rd Vu = Valitaan Runko-Bes:istä haat 4T6, lisähaat 4T8 ja lenkkiraudoitus 2T10, silloin Hdmax= 142 kn. Lyhyt uloke: fcd = 25.9 b = 380 d := 290 a := 150 Fd := Fd fcd b d = < d = a 2 3 < d a = < 2 OK β1 := 1 β2 := 0.2 Hd = a 1 As := β1 Fd + β2 Hd As = d fy Ash := 0.4 As Ash =

46 THE DESIGN OF THE CONCRETE BEAM ELEMENT 3. ELEMENTTIPALKIN MITOITUS Toimistovälipohjan kaksileukaisen elementtipalkin jänneväli on 6000mm, kuormituskaistan leveys 6m, betoni K40-1, teräs A500HW, poikkileikkaus bxh=280mm x 580 mm. Suunnittele palkin raudoitus. b := 280 h := 580 d := K := 40 fyk := 500 fcd := 0.7 K fcd = L := fyd := fyd = Kuormitukset: gk := 6 ( 3.6) + 5 gk = 26.6 qk := 6 2 qk = 12 qd := 6 ( ) + 5 qd = Voimasuureet: Md := qd L2 8 Md = Mitoitus taivutukselle: µ := Md b d 2 fcd µ = β := 1 1 2µ β = ω := β ω fcd b d As := As = fyd T20 π 20 2 := T20 = As n := n = raudoitus 4T20 T20

47 THE DESIGN OF THE CONCRETE BEAM ELEMENT continues 47 Mitoitus leikkaukselle fctd := 1.14 fyk := 417 b := 280 d := 540 L = qd = Vd := L qd Vd = Vc := 0.50 b d fctd Vc = Vu := Vd Vs := Vu Vc Vs = Asv := 100 s := 0.9 Asv d fyd s = Vs Leikkausraudoitus UH T8 k 300 Leukojen ripustushaat Fv := Gf := fyd = Nsv := Fv + Gf Nsv = Asv Fv = av := 100 zf := 120 Fh := δh := 30 Nsv := Asv = fyd ( Fv av) δh Nsh := + Fh 1 + Nsh = zf zf Ash := Nsh fyd Ash = 19.25

48 THE DESIGN OF THE CONCRETE BEAM ELEMENT continues 48 Palkin pään raudoitus Pääraudoituksen ankkurointi Rd := Vd Hd := 0.5 Vd d = 540 z := 0.9 d Vs = δh Vs Nso := Rd + Hd 1 + Nso = z 2 Lenkkiraudoitus: Halkaisuraudoitus: Ash := 0.25 Rd fyd Ash =

49 49 COMBINATION STRUCTURES Asuinkerrostalon liittorunko: Kuva Asuinkerrostalon liittorunko

50 Residential houses Multistorey houses Industry / office buildings Multistorey Houses Special projects 50 Continues