TF00BO03 Puuraenteet 1 5 op Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Taivutus Kiepahus Leiaus Veto Puristus Nurjahus Vääntö Yhistett rasituset Puuraenteien urtuistavat esittelvieot Lähe: www.puuino.i
Rasitusuoot Taivutus Taivutusjännits lasetaan = M W issä M = poiileiausta rasittava taivutusoentti W = poiileiausen taivutusvastus Mitoitusehto: Murtorajatilan taivutusjännits ateriaalin itoitustaivutuslujuus issä = taivutuslujuuen oinaisarvo o = aia- ja osteusluoan uunnoserroin = ateriaalin osavaruusluu M jossa = o. Huoioi tarvittaessa ös oovaiutus! M 2
Rasitusuoot Taivutus Suoraaie (b*h) poiileiausen taivutusvastus W lasetaan bh W = 6 2 issä b = poiileiausen leves h = poiileiausen oreus h Jähsoentti 3 bh I = 12 b 3
x 1 1 Mitoitusehot taivutuselle uvan uaisten pääaselien suhteen: Kerroin : 07 suoraulainen poiileiaus 10 uille poiileiausille Kantavat puuraenteet Rasitusuoot Taivutus 4
Rasitusuoot Taivutus iepahus Kiepahusessa taivutettu poiileiaus enettää vaavuutensa siten että sen puristuspuoli nurjahtaa ja äänt sivuun ennen uin poiileiausen taivutusapasiteetti saavutetaan. Kiepahuselle alttiita raenteita ovat palit joien oreuen suhe leveteen on suuri ja varsinin ohutuuaiset I-poiileiauset. Palin iepahus voiaan estää tuealla se läreunastaan riittävän tiheästi ja estäällä aiien annattiien htäaiainen ääntinen (aatuinen). 5
Rasitusuoot Taivutus iepahus Mitoitusehto: crit issä crit on iepahusen aiheuttaan taivutuslujuuen aleneisen huoioiva erroin: 1 crit = 156 075rel un 2 1 rel rel 075 14 075 rel rel 14 crit on 1 ös silloin un palin puristuspuolen sivuttaissiirtinen on estett oo palin pituuelta ja palin iertinen tuilla on estett crit voiaan äärittää ös ärästä (Kuva 6.10 RIL 205-2007 s.52) palin poiileiausen ittojen h ja b seä tehollisen pituuen l e avulla. 6
Rasitusuoot Taivutus iepahus Suhteellinen hoiuus rel taivutusessa: rel = crit issä riittinen taivutusjännits crit lasetaan leisesti stabiilisuusteorian avulla: E I I W l e crit issä tor 005 ja G = heioan = = = M vääntöjäh vahvean = palin crit W 005 = = ssuuntai set io tehollinen E 005 l I e suunnan W soentt suunnan ja liuuerto iet pituus G jähso entti i 005 I tor taivutusva stus 7
Rasitusuoot Taivutus iepahus Suoraaiepalin riittinen taivutusjännits voiaan lasea aavalla: crit = cb h l 2 e E 005 issä: c = 078 havupuusahatavara c = 072 liiapuu GL30cs c = 070 liiapuu GL30c ja GL30hs c = 067 KERTO-Q-LVL c = 058 KERTO-S-LVL ja KERTO-T-LVL uita: c = 078 liiapuu GLxxh c = 071 liiapuu GLxxc 8
Rasitusuoot Taivutus iepahus Palin tehollisen pituuen l e suhe jänneväliin l : Palin tuenta Kuoritusen tppi l e / l *) Vapaasti tuettu Uloe Vaiooentti Tasainen uora Pisteuora esellä Tasainen uora Pisteuora vapaassa päässä Vaiooentti 10 09 08 05 08 20 *) Pali ei pääse iertään tuella ja uoritus vaiuttaa painopisteen oreuella. Poiittaissuuntainen tui puristetulla reunalla välein a: Kuoritus puristetulla reunalla l e = a 2 * h Kuoritus veetllä reunalla l e = a 05 * h Pisteuorat puristetulla reunalla ainoastaan iepahustuien ohalla l e = a 9
Rasitusuoot Leiaus Leiausjännits t lasetaan t = V S I b ; leisesti issä V = poiileiausta rasittava leiausvoia I = poiileiausen jähsoentti b = poiileiausen leves tarasteltavassa ohassa S = tarasteltavan ohan toiselle puolelle jäävän osan staattinen oentti neutraaliaselin suhteen τ = 3 V 2 A ; suoraaiepoiileiaus 10
Rasitusuoot Leiaus Taivutettujen sauvojen haleaat huoioiaan ättöluoassa 1 ättäällä poiileiauselle tehollista levettä b e : b e = cr b issä: b = poiileiausen leves cr = 067 sahatavara cr = 10 liiapuu LVL CLT ja puulevt cr = 10 osteuen siirtistä estävällä pintaäsittelllä äsitelt puu esi. säänestävä 2-ertainen laaus Huo. cr = 10 ättöluoissa 2 ja 3 11
Rasitusuoot Leiaus Mitoitusehto: Murtorajatilan leiausjännits ateriaalin itoitusleiauslujuus t v jossa = v o issä v = leiauslujuuen oinaisarvo o = aia- ja osteusluoan uunnoserroin M = ateriaalin osavaruusluu Mitoitusleiausvoiaa lasettaessa saa tuen lähellä olevien (palin läpintaan vaiuttavien) uorien vaiutusta pienentää. Pisteuora voiaan jättää huoiotta iäli se vaiuttaa lähepänä tuea uin palin oreus h (tai h e läpinnastaan lovetuilla paleilla). v M 12
Rasitusuoot Leiaus Jatuvalla tasaisella uoralla palin leiausvoiaa V voiaan vähentää arvoon V re ao. uvan ja aavan uaisesti. V re = V 1 2h l A L V V re l A /2 h V re V L Päästä lovetuille paleille leiauslujuutta v vähennetään ertoiella v (RIL205-2007). 13
Rasitusuoot Veto Vetojännits t lasetaan t = N A issä N = vetovoia A = poiipinnan ala Mitoitusehto: Murtorajatilan vetojännits ateriaalin itoitusvetolujuus t t issä t = vetolujuuen oinaisarvo o = aia- ja osteusluoan uunnoserroin M jossa = = ateriaalin osavaruusluu Huoioi tarvittaessa ös oovaiutus! t o t M 14
Rasitusuoot Veto Sien suuntainen vetojännits t0 : t 0 t0 Sitä vastaan ohtisuora vetojännits t90 : t90 t90 vol issä vol = V t90 t90 0 V vol 02 sahatavara liiapuu LVL huoioi sauvan oon vaiutusen V 0 = vertailutilavuus = 001 3 V = tilavuus johon jännits vaiuttaa uitenin vähintään 001 3 15
Rasitusuoot Puristus Nurjahtaattoan sauvan puristusjännits c lasetaan N A issä N = puristusvoia A = poiipinnan ala c = Mitoitusehto: urtorajatilan puristusjännits ateriaalin lasentapuristuslujuus c c c jossa c = o M issä c = puristuslujuuen oinaisarvo o = aia- ja osteusluoan uunnoserroin M = ateriaalin osavaruusluu => tarvitaan vain hvin jevillä sauvoilla 16
Rasitusuoot Puristus Tuella ja suurten pisteuorien ohalla aiheuttaa isopaine (tai leiapaine) puun stä vastaan ohtisuoria jännitsiä c90 : c 90 c c90 issä c90 = stä vastaan ohtisuoran puristuslujuuen lasenta-arvo = tuipaineerroin c l c90 e c = c90 l issä l = osetuspinnan pituus puun sien suunnassa l c90e = tehollinen osetuspinnan pituus c90 = uoran sijainnin puun haleaisen ja puristuan suuruuen huoioiva erroin Huo. KERTO-Q srjäpinnalla l c90e = l 17
Rasitusuoot Puristus Tehollinen osetuspinta l c90e : a l l 1 30(15) a l in in 30(15) l l 1 / 2 h l c90e Huo. (15) osee KERTO-LVL:n srjää. Kerroin c90 un l 1 2h: c90 = 125 sahatavara CLT:n lape c90 = 15 liiapuu c90 = 175 liiapuu (palin tui: l 400) c90 = 14 KERTO-LVL lape c90 = 16 KERTO-LVL lape (palin tui) Huo. uussa tapausessa erroin c90 =10 18
Rasitusuoot Puristus Sien suuntainen puristusjännits c0 : c 0 c0 Sitä vastaan vino (0 <a<90 ) puristusjännits ca : c0 c a c0 2 c90 c90 2 sin a cos a ca a 19
Rasitusuoot Puristus nurjahus Hoian puristussauvan itoitus perustuu Eulerin nurjahusaavaan. 2 N E = EA I 2 ; issä = L i c ja i = A Nurjahuspituus L c on valittava Eulerin teoriaa suureasi osa iinnits ei puuraenteissa ole osaan täsin jää: L L c = (07L) 085L L 15L 25L 20
Rasitusuoot Puristus nurjahus Mitoitusehto nurjahuselle: c 0 c c0 Nurjahuserroin c riippuu sauvan hoiuuesta () ja sauvan aluärestä c = 1 2 2 λ rel (saoin c ) 2 = 05 [ 1 β c (λ rel 03) λ rel ] (saoin ) issä: b c = 02 assiivipuu (ärs<l/300) 01 liiapuu LVL (ärs<l/500) rel =suhteellinen hoiuus puristusessa Nurjahuserroin c voiaan äärittää ös ärästä (Kuva 6.9 RIL 205-2007 s.49) sauvan hoiuuen () ja ateriaalin (lujuusluoan) perusteella. 21
Rasitusuoot Puristus nurjahus Suhteellinen hoiuus rel puristusessa : λ rel = co σ ccrit ja λ rel = co σ ccrit ; issä σ ccrit = π2 E 005 2 ja σ λ ccrit = π2 E 005 λ2 istä seuraa: = c o rel ( saoin rel E005 jossa ja rel vastaavat taivutusta -aselin päri (taipuu -suunnassa) ) l λ = c i ; issä l c = nurjahuspituus i = IΤA esi. suoraaiepoiileiaus: I = bh3 12 joten i = h 12 22
Rasitusuoot Puristus nurjahus Nurjahuserroin c riippuu sauvan hoiuuesta () ja sauvan aluärestä Epäesiss on vähintään: L/300 sahatavaralla L/500 liia- ja viilupuulla un sauvaa rasittaa pelästään esinen noraalivoia. Lisäsi on huoioitava asiaalisten uorien epäesiss ja poiittaisten uorien aiheuttaat taipuat seä jännitset (vrt. histett rasituset). 23
Rasitusuoot Vääntö Mitoitusehto väännölle: t tor shape v shape = 12 präpoiileiauselle in 1 015 h b 20 suoraaiepoiil. Esi. suoraaiepoiileiaus b x h ja vääntöoentti T: T t tor = ahb 2 issä hb ja a ao. tauluosta: (STEP1 Puuraenteet 1996. B4/4) h/b 100 150 175 200 250 300 400 600 800 1000 a 0208 0231 0239 0246 0258 0267 0282 0299 0307 0313 0333 24
Rasitusuoot Yhistett taivutus ja veto 1 1 0 0 o t t o t t Mitoitusehot ovat: Kerroin : 07 suoraulainen poiileiaus 10 uille poiileiausille Kiepahusalttiilla sauvoilla taivutuslujuuet ja errotaan iepahusertoiella crit 25
Rasitusuoot Yhistett taivutus ja puristus 1 1 2 0 2 0 o c c o c c Mitoitusehot ovat: Nurjahus ös taristettava! Kerroin : 07 suoraulainen poiileiaus 10 uille poiileiausille Kiepahusalttiilla sauvoilla taivutuslujuuet ja errotaan iepahusertoiella crit 26
Rasitusuoot Yhistett taivutus ja puristus/nurjahus Mitoitusehot ovat: 1 1 0 0 o c c c o c c c Kerroin : 07 suoraulainen poiileiaus 10 uille poiileiausille Kiepahusalttiilla sauvoilla taivutuslujuuet ja errotaan iepahusertoiella crit 27
Rasitusuoot Yhistett leiaus ja vääntö Mitoitusehot ovat: 1 2 2 v v v shape tor t t t 28