CLT-KOE-ELEMENTTIEN KUORMITUSKOKEET TEHTÄVÄJÄKO JA TESTIRYHMÄ KOKONAISUUDESSAAN: SAVONIA OY: Testausmenetelmän valinta ja testijärjestely Kuormitustestit Testitulosten raportointi Teppo Houtsonen Simo Karvonen Panu Lipsanen Sini Miettinen Osmo Miinalainen LAPPIA: Esiselvitykset ja rakennelaskelmat Levyjen valmistaminen ja työstäminen Tulosten tulkinta ja yhteenveto Martti Mylly Matti Yliniemi Juha Kinnunen
CLT-laattojen mitoituksesta Esimerkkitapaus : Rakenteena on yksiaukkoinen välipohjalaatta, jonka jänneväli on 4,50 metriä Välipohjalaatta L-138-3, lamellikerrosten vahvuus 46 mm CLT-levyt on valmistettu C24 lujuusluokan sahatavarasta Kuormitus: omapaino 1,1 kn/m 2 + hyötykuorma 2,0 kn/m 2 Rakenne ja kuormitukset vastaavat normaalia asumiseen tarkoitettua välipohjaa
100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% Käyttörajatilamitoituksen käyttöasteet 0% Taipuma Taipuma Pistekuorma Ominaistaajuus hetkellinen lopullinen taipuma Käyttöaste 71% 76% 95% 70%
25% 20% Murtorajatilamitoituksen käyttöasteet 15% 10% 5% 0% Leikkaus Leikkaus Tukipaine Taivutus kestävyys liimasauma neutraaliakseli kestävyys Käyttöaste 20% 6% 7% 5%
Savonia-ammattikorkeakoulu, ammattikorkeakoulu, CLT-KOE Koe-elementit Pintalamellit Välilamellit A1-A5 C24 C24 B1-B5 C24 C14 C1-C5 C14 C14 Koejärjestely: Sahatavaran lujuusluokka todettiin vusuaalisen lujuuslajittelun perusteella.
Taipuma kuormituksella 14,4kN (sallitun taipuman raja 13,0 mm): -A1-A5: 8,6 mm -B1-B5: 8,5 mm -C1-C5: 8,6 mm Tulokset jäävät laskennallisesta taipuma-arvosta n. 4,5 mm päähän, joten laskennalliset kuormat ovat varmalla puolella
Taipuma kuormituksella 36,0 + 36,0 kn =72,0 kn (murtorajatila): Laskennallinen murtorajatilakuorma on 72,0 kn, jolloin elementin pitäisi saavuttaa murtorajatilan taipuma 59,1 mm (n. 4,6-kertainen sallittuun taipumaan verrattuna): -A1-A5: 45,2 mm -B1-B5: 44,8 mm - C1-C5: 45,8 mm Tulokset eroavat laskennallisesta arvosta n. 14 mm:n verran
Todellinen kuormitus murtorajatilassa : Seuraavaksi selvitettiin todellinen kuormitus murtorajatilassa -A1-A5: 122,6 kn -B1-B5: 108,3 kn -C1-C5: 109,6 kn Tulokset eroavat laskennallisesta arvosta yli 36 kn, joten laskennalliset arvot ovat reilusti varmalla puolella n. 1,5-kertaisesti
HUOMIO: Jokaisella sarjalla 100 kn:nkuormituksella taipuma on noin 60 mm.
KUVAT MURTOTAPAHTUMAN JÄLKEEN, C1 Tyypillinen taivutusmurto testilevyille. Murtuminen ilmeisesti saanut alkunsa toiseksi alimman lamellikerroksen alaosasta (poikittainen vetojännitys).
Erityyppisten CLT-levyjen tarkastelu: yhteenveto => CLT-levyt voitaisiin valmistaa C14 lujuusluokan sahatavarasta, koska laattarakenteiden kuormanjakokyky ja levyjen monikerroksellisuus tasaavat sahatavaran oksaisuudesta johtuvia heikennyksiä. => CLT-levyjen murtorajatilan ominaisarvot (taivutus, puristus, leikkaus) voisivat hyvin olla sahatavaran C14 ominaisarvoja. Mitoituksen kannalta oleellisinta olisi, että käyttörajatilan ominaisarvot (kimmo-ja liukumoduuli) saataisiin mahdollisimman korkeaksi. => Sahatavaran lujuusluokkaa pienentämällä saataisiin valmistuskustannuksia alemmaksi ja näin CLT-rakentamisen kilpailukykyä parannettua. Lisäksi sahatavan saatavuus paranisi. => Normaalikäytössä mitoittavana tekijänä on aina käyttörajatila.