PUUKERROSTALO - Stabiliteetti - - Jäykistävät rakenteet Tero Lahtela
JÄYKISTÄVÄT RAKENTEET Tuulikuorma
JÄYKISTÄVÄT RAKENTEET
JÄYKISTÄVÄT RAKENTEET Vaakakuorma Q-pinta M-pinta HUONEISTO HUONEISTO
JÄYKISTÄVÄT RAKENTEET
JÄYKISTÄVÄT RAKENTEET Vaakakuorma BETONI- RAKENNE HUONEISTO HUONEISTO HUONEISTO
JÄYKISTÄVÄT RAKENTEET Vaakakuorma BETONI- RAKENNE
JÄYKISTÄVÄT RAKENTEET
JÄYKISTÄVÄT RAKENTEET Vaakakuorma HUONEISTO HUONEISTO HUONEISTO Porrashuone HUONEISTO HUONEISTO
JÄYKISTÄVÄT RAKENTEET Vaakakuorma HUONEISTO HUONEISTO HUONEISTO Porrashuone HUONEISTO HUONEISTO
JÄYKISTÄVÄT RAKENTEET
JÄYKISTÄVÄT RAKENTEET Vaakakuorma HUONEISTO HUONEISTO HUONEISTO Porrashuone HUONEISTO HUONEISTO
JÄYKISTÄVÄT RAKENTEET Kuva: Metsä Wood
JÄYKISTÄVÄT RAKENTEET
JÄYKISTÄVÄT RAKENTEET
JÄYKISTÄVÄT RAKENTEET
JÄYKISTÄVÄT RAKENTEET
JÄYKISTÄVÄT RAKENTEET
JÄYKISTÄVÄT RAKENTEET 15 mm flooring 55 mm Screed 25 mm Insulation 146 mm CLT (by KLH) 75 mm Void 50 mm Insulation 1 layer of plasterboard
LEVYJÄYKISTYS TAIVUTUS LEIKKAUS LIITOSSIIRTYMÄ Levyjäykiste Levyjäykiste Levyjäykiste
LEVYJÄYKISTYS
LEVYJÄYKISTYS Havuvaneri - paksuviiluinen G mean = 350 N/mm 2 (esim.) - ohutviiluinen G mean = 530 N/mm 2 (esim.) Koivuvaneri OSB - ohutviiluinen G mean = 620 N/mm 2 (esim.) - G mean = 1080 N/mm 2 (esim.) Lastulevy - G mean = 830 N/mm 2 (esim.) Huokoinen kuitulevy Kipsikartonkilevy
LEVYJÄYKISTYS Kestävyys F v,rd Havuvaneri 18 mm (viilu 3 mm) Naula 2,5 x 50 k100 R d = 492 N 36 h 16 γ = + 25 b 25 2 1200 36 2400 16 γ = + = 2,53 25 1200 25 2 Levyn leikkausvoimakestävyys F v, Rd Rd b 492 1200 = = = 2,3 kn γ s 2,53 100 2400
LEVYJÄYKISTYS Siirtymä Havuvaneri 18 mm (viilu 3 mm) Naula 2,5 x 50 k100 K G ser mean = 639 N/mm = 350 N/mm 2 F v,rk 8 12 β = + 2 h 5 5 b 8 12 β = + = 2,8 2 2400 5 5 1200 C v 1 = 2 s h h β + K b bg t 3 ser mean 1 C v = = 563 N/mm 2 100 2400 2400 2,8 + 639 1200 3 1200 350 18 Levyn siirtymä täydellä MRT-kapasiteetilla F 1533 563 v, Rk ω = = = C v 2,7 mm
LEVYJÄYKISTYS Kuormitus Levyjono ottaa leikkausvoiman max V d max V d
LEVYJÄYKISTYS Kuormitus Paarre ottaa momentin Paarre ottaa momentin max M d
MITOITUSOHJELMA Versio 1.0 Levyjäykisteen mitoitusohjelma EC 5 / Suomen kansallinen menetelmä Versio 1.0 12.3.2014 Ohjelman käyttäjän vastuu Ohjelman tekijä ei vastaa ohjelman mahdollisista virheistä ja niistä aiheutuneista vahingoista ohjelman käyttäjälle ja mahdolliselle kolmannelle osapuolelle. Ohjelman käyttäjä käyttää ohjelmaa omalla vastuulla ja on itse vastuussa tulosten oikeellisuudesta.
MALLIKERROSTALO Tuulikuorma
MALLIKERROSTALO
MALLIKERROSTALO Tuulikuorma
MALLIKERROSTALO Lisävaakavoima ei tässä mukana 0,6 H = 9000 6000 6000 3000 q w,k = 1,0 kn/m 2 q d,4 = 6,1 kn/m q d,3 = 4,8 kn/m q d,2 = 4,8 kn/m q d,1 = 2,3 kn/m Σq d,1 + 2 + 3 + 4 = 18 kn/m JÄYKISTESEINÄ 4 JÄYKISTESEINÄ 3 JÄYKISTESEINÄ 2 JÄYKISTESEINÄ 1 2700 2700 2700 2700 2200 500 500 500 500 4050 3200 3200 1550 15000 8400
MALLIKERROSTALO
MALLIKERROSTALO 3200 2400 1000 7000 4200 C v = 20116 2800 4000 2000 7200 4500 4500 9000 7200 F d,1 = 64,8 kn F d,2 = 105,3 kn F d,3 = 81 kn F d,4 = 121,5 kn F d,5 = 145,8 kn F d,6 = 64,8 kn Σq d = 6,1 + 4,8 + 4,8 + 2,3 = 18 kn/m
MALLIKERROSTALO
MALLIKERROSTALO ΣC v = 11132 C v = 5338 C v = 4182 C v = 1612 3200 2400 1000 C v = 20116 C v = 11504 C v = 20116 C v = 11504 C v = 20116 C v = 11504 7000 4200 C v = 20116 2800 4000 2000 C v = 3246 C v = 6494 C v = 4403 ΣC v = 14143 7200 4500 4500 9000 7200 F d,1 = 64,8 kn F d,2 = 105,3 kn F d,3 = 81 kn F d,4 = 121,5 kn F d,5 = 145,8 kn F d,6 = 64,8 kn Σq d = 6,1 + 4,8 + 4,8 + 2,3 = 18 kn/m
MALLIKERROSTALO C v = 11504 4400 7200 C v = 20116 ΣC v = 14143 F d,5 = 146 kn
MALLIKERROSTALO
MALLIKERROSTALO
MALLIKERROSTALO C v = 11504 4400 7200 C v = 20116 ΣC v = 14143 F d,5 = 146 kn
MALLIKERROSTALO B d = 25,3 kn C d = 15,4 kn C v = 11504 Palkin sallittu siirtymä 5 mm ΣC v = 14143 A d = 105,3 kn C v = 20116 F d,5 = 146 kn
MALLIKERROSTALO B d = 25,3 kn C d = 15,4 kn V d = 25,3 kn V d = 15,4 kn F d = 40,7 kn
MALLIKERROSTALO Havuvaneri 18 mm / Naulat 2,5x50 k50 C v = 955 C v = 955 C v = 955 C v = 955 C v = 1245 F v,rd = 4,7 F v,rd = 4,7 F v,rd = 4,7 F v,rd = 4,7 F v,rd = 5,5 B d = 25,3 kn C v = 955 F v,rd = 4,7 C v = 955 F v,rd = 4,7 C v = 955 F v,rd = 4,7 C v = 955 F v,rd = 4,7 C v = 1245 F v,rd = 5,5 C d = 15,4 kn C v = 955 C v = 955 C v = 955 C v = 955 C v = 1245 F v,rd = 4,7 F v,rd = 4,7 F v,rd = 4,7 F v,rd = 4,7 F v,rd = 5,5 C v = 171 C v = 171 C v = 171 C v = 171 C v = 237 F v,rd = 1,2 F v,rd = 1,2 F v,rd = 1,2 F v,rd = 1,2 F v,rd = 1,5 F d = 40,7 kn V d = 15,4 kn V d = 25,3 kn ΣF v,rd = 14,5 kn < 25,3 kn Ei kestä! ΣF v,rd = 17,5 kn > 15,4 kn OK!
MALLIKERROSTALO
MALLIKERROSTALO Esimerkiksi Kerto-Q B d = 25,3 kn C d = 15,4 kn Esimerkiksi Kerto-Q F d = 40,7 kn V d = 25,3 kn V d = 15,4 kn M d = 111 knm
MALLIKERROSTALO C v = 20116 C v = 11504 C v = 11504 2800 4400 F d,4 = 122 kn
MALLIKERROSTALO C v = 20116 C v = 11504 C v = 11504 2800 4400 F d,4 = 122 kn
MALLIKERROSTALO B d = 16,0 kn C d = 10,0 kn C v = 11504 Palkin sallittu siirtymä 5 mm C v = 11504 C v = 20116 A d = 96 kn F d,4 = 122 kn
PUUKERROSTALON JÄYKISTÄVÄT RAKENTEET B d = 16,0 kn C d = 10,0 kn F d = 26,0 kn
PUUKERROSTALON JÄYKISTÄVÄT RAKENTEET Havuvaneri 18 mm / Naulat 2,5x50 k50 C v = 1179 C v = 1179 C v = 1179 F v,rd = 6,5 F v,rd = 6,5 F v,rd = 6,5 B d = 16,0 kn C v = 1179 F v,rd = 6,5 C v = 1179 F v,rd = 6,5 C v = 1179 F v,rd = 6,5 C d = 10,0 kn C v = 1179 C v = 1179 C v = 1179 F v,rd = 6,5 F v,rd = 6,5 F v,rd = 6,5 C v = 228 C v = 228 C v = 228 F v,rd = 1,7 F v,rd = 1,7 F v,rd = 1,7 F d = 26,0 kn V d = 16,0 kn V d = 10,0kN ΣF v,rd = 20,5 > 16,0 kn OK! ΣF v,rd = 20,5 > 10,0 kn OK!
MALLIKERROSTALO
MALLIKERROSTALO F d = 10,0 kn F d = 10,0 kn F d = 10,0 kn F d = 10,0 kn F d = 26,0 kn M d = 44,5 knm
MALLIKERROSTALO C v = 1179 C v = 1179 C v = 1179 B k = 10,7 kn C v = 1179 C v = 1179 C v = 1179 C k = 6,7 kn C v = 1179 C v = 1179 C v = 1179 C v = 228 C v = 228 C v = 228 F k = 17,4 kn V k = 10,7 kn V k = 6,7 kn
MALLIKERROSTALO
MALLIKERROSTALO
MALLIKERROSTALO ω mean ω1+ ω2 + ω3 3,0 + 2,0 + 2,0 = = = 3,5 mm (ilman elementtisaumojen siirtymiä) 2 2 ω 1 = 2,8 mm 3,0 mm ω 2 2,0 mm ω 3 = 1,8 mm 2,0 mm B k = 10,7 kn C k = 6,7 kn F k = 17,4 kn V k = 10,7 kn V k = 6,7 kn
MALLIKERROSTALO ΣC v = 11132 C v = 5338 C v = 4182 C v = 1612 F v,rd = 33 F v,rd = 26 F v,rd = 11 F d = 31 F d = 24,3 F d = 9,3 F d = 67,0 F d = 38,3 F v,rd = 107 F v,rd = 61 C v = 20116 C v = 11504 F d = 81,0 F v,rd = 107 F v,rd = 61 F d = 16,0 F d,7 = 16,0 kn F d = 96,0 F v,rd = 107 F d = 35,3 F v,rd = 61 F d,8 = 35,3 kn F d = 105,3 F v,rd = 107 F d = 18,4 F d = 36,8 F d = 25,0 F v,rd = 20 F v,rd = 40 F v,rd = 27 C v = 3246 C v = 6494 C v = 4403 ΣC v = 14143 F d,1 = 64,8 kn F d,2 = 105,3 kn F d,3 = 81 kn F d,4 = 96,0kN F d,5 = 105,3 kn F d,6 = 80,2 kn F d,4 = 121,5 kn F d,5 = 145,8 kn F d,6 = 64,8 kn Σq d = 6,1 + 4,8 + 4,8 + 2,3 = 18 kn/m
MALLIKERROSTALO
MALLIKERROSTALO R t ρ + d mod k d = 0,5 120 γ M 12 d 350 1,1 18 480 Rd 1, 2 + 12 2,9 350 = Kerto-Q syrjäliitos k k ef ef k 1,7 0,5 120 2,9 800 N 0,03 (20 d a) = 1 1, 0 d 0,03 (20 2,9 100) = 1 = 1, 43 1, 0 2,9 1,7 F d = 7,6 kn/m (naula 2,9x64 k100) F d = 7,6 kn/m (ylimitoitus, välipohjan kuorma ylimääräisenä) F d = 7,6 kn/m 1. KERROS
MALLIKERROSTALO
MALLIKERROSTALO ω = 3,9 mm ω = 2,2 mm ω = 0,9 mm ω = 2,0 mm ω = 3,8 mm ΣC v = 11132 C v = 20116 C v = 11504 C v = 11504 C v = 11504 F k,7 = 10,7 kn F k,8 = 23,5 kn ω = 2,7 mm ω = 3,2 mm ω = 3,5 mm C v = 20116 C v = 20116 C v = 20116 ΣC v = 14143 F k,1 = 43,2 kn F k,2 = 70,2 kn F k,3 = 54 kn F k,4 = 64,0 kn F k,5 = 70,2 kn F k,6 = 53,5 kn Σq k = 4,1 + 3,2 + 3,2 + 1,5 = 12 kn/m
MALLIKERROSTALO Lisävaakavoima ei tässä mukana Σω 11,3 mm 6000 Σq k,4 = 4,1 kn/m ω 1,4 mm JÄYKISTESEINÄ 4 q w,k = 1,0 kn/m 2 Σq k,3 + 4 = 7,3 kn/m JÄYKISTESEINÄ 3 ω 2,4 mm 6000 Σq k,2 + 3 + 4 = 10,5 kn/m ω 3,5 mm 0,6 H = 9000 Σq k,1 + 2 + 3 + 4 = 12 kn/m JÄYKISTESEINÄ 2 ω 4,0 mm 3000 JÄYKISTESEINÄ 1 8400
MALLIKERROSTALO
MALLIKERROSTALO
MALLIKERROSTALO
ANKKUROINTI
ANKKUROINTI 0,9G kj,inf F F 1 F 2 F 3 M-pinta
ANKKUROINTI
ANKKUROINTI
ANKKUROINTI
MALLIKERROSTALO F d = 31 F d = 24,3 F d = 9,3
ANKKUROINTI g k = 0,6 kn/m 2 N k = 1,6 kn/m (US) g k = 2,0 kn/m 2 N k = 7 kn/m (VP) N k = 8,6 kn/m g k = 0,6 kn/m 2 N k = 1,6 kn/m (US) g k = 2,0 kn/m 2 N k = 7 kn/m (VP) N k = 17,2 kn/m g k = 0,6 kn/m 2 N k = 1,6 kn/m (US) g k = 2,0 kn/m 2 N k = 7 kn/m (VP) N k = 25,8 kn/m
ANKKUROINTI 1,6 m F d = 74,2 kn 0,9 25,8 =23,2 kn/m F d = 31 kn M d = 118,7 knm 2,7 m M d = 83,7 knm A d = 10,9 kn 3,2 m B d = 63,3 kn
ANKKUROINTI 1,2 m F d = 55,7 kn 0,9 25,8 =23,2 kn/m F d = 24,3 kn M d = 66,8 knm 2,7 m M d = 65,6 knm A d = 0,5 kn 2,4 m B d = 55,2 kn
ANKKUROINTI
ANKKUROINTI
ANKKUROINTI
ANKKUROINTI
PALOTILANNE
JÄYKISTÄVÄ CLT-LEVY G mean = 690 N/mm 2 Voima siirtyy suoraan lamellilta toiselle
JÄYKISTÄVÄ CLT-LEVY G mean = 690 N/mm 2 G R,mean = 50 N/mm 2 Voima siirtyy poikkikerroksen kautta lamellilta toiselle
JÄYKISTÄVÄ CLT-LEVY
JÄYKISTÄVÄ CLT-LEVY LAMELLIT SYRJÄLIIMATTU δ y,max =4.27 mm δ y,max =1.46 mm
JÄYKISTÄVÄ CLT-LEVY G = 690 N/mm 2 G = 50 N/mm 2 G mean = 370 N/mm 2 Siirtymä 1 1 C = = = 68518,5 N/mm H 2700 LGk t 5000 370 1 100 F k cr???? 100000 ω = = = 1,5 mm (FEM-analyysissä 1,5 mm) C 68518,5 ITÄVALTA Gx, y = 0,75 Gmean = 0,75 690 = 518 N/mm 1, 2 H h 1,2 100000 2700 ω = = = 1, 3 mm LGt 5000 518 100 2
JÄYKISTÄVÄ CLT-LEVY LAMELLIT IRTI δ y,max =18.52 mm δ y,max =12.42 mm
JÄYKISTÄVÄ CLT-LEVY
JÄYKISTÄVÄ CLT-LEVY LAMELLIT SYRJÄLIIMATTU δ x,max =7.56 mm δ x,max =2.36 mm
JÄYKISTÄVÄ CLT-LEVY G = 690 N/mm 2 G = 50 N/mm 2 G mean = 370 N/mm 2 Siirtymä 1 1 C = = = 41111,1 N/mm H 2700 LGk t 5000 370 1 60 F k cr???? 100000 ω = = = 2,4 mm (FEM-analyysissä 2,4 mm) C 41111,1 ITÄVALTA Gx, y = 0,75 Gmean = 0,75 690 = 518 N/mm 1, 2 H h 1,2 100000 2700 ω = = = 2,1 mm LGt 5000 518 60 2
JÄYKISTÄVÄ CLT-LEVY
JÄYKISTÄVÄ CLT-LEVY LAMELLIT SYRJÄLIIMATTU δ y,max =5.65 mm δ y,max =2.58 mm
JÄYKISTÄVÄ CLT-LEVY LAMELLIT IRTI δ y,max =24.56 mm δ y,max =18.33 mm
JÄYKISTÄVÄ CLT-LEVY H k = 50 kn CLT 80 C3s
JÄYKISTÄVÄ CLT-LEVY Paneelileikkaus F = 1,5 50 kn = 75 kn d CLT:n poikkileikkausala A = L t = 5000 80 = 400000 mm brutto A = k L t = 1,0 5000 80 = 400000 mm netto cr Fd 75000 τ d = = = 0,188 N / mm A 400000 netto kmod = 1,1 ( hetkellinen aikaluokka) γ = 1, 25 M fvk, = 3,5 N / mm 3, 5 1,1 fvd, = = 3, 08 N / mm 1, 25 2 Mistä tämä saadaan? 2 2 2 2 F d = 75 kn CLT 80 C3s τ d f vd, 0,188 = = 0, 06 < 1 3, 08 Käyttöaste 6 % OK
JÄYKISTÄVÄ CLT-LEVY Liimasaumojen vääntökestävyys lamellien lappeilla Liimasaumojen määrä levyn paksuuden suunnassa: 2 kpl F d = 75 kn CLT 80 C3s L a ref L a ref 5000 mm = = 25 kpl a ref (pituussuunnassa) 200 mm 2950 mm = 14 200 mm kpl a ref (korkeussuunnassa) a ref = (200x200) n = 2 kpl 25 kpl 14 kpl = 700 kpl M = F H = 75 2,95 = 221, 25 knm d d a ref (yhteensä) 4 4 aref 200 I P = n = 700 = 1,87 10 mm 6 6 τ 6 d ref 221, 25 10 200 Td, 11 I P 2 1,87 10 2 11 4 M a = = = 0,12 N / mm kmod = 1,1 ( hetkellinen aikaluokka) γ = 1, 25 M 2 fvt,, k = 2,5 N / mm ETA 2, 5 1,1 fvt,, d = = 2, 2 N / mm 1, 25 τtd, 0,12 = = 0, 05 < 1 2, 2 f vt,, d Käyttöaste 5 % OK 2 polaarinen jäyhyysmomentti 2
JÄYKISTÄVÄ CLT-LEVY Lamellien leikkauskestävyys Fd 75000 Vd = = = 15000 N / m L 5 t 90, ef = 20 mm vaakasuuntaisen lamellin paksuus (mitoittava suunta) F d = 75 kn (1000x1000) CLT 80 C3s t 0, ef = 60 mm pystysuuntaisten lamellien kokonaispaksuus (30+30) A = 1000 mm t = 1000 20 = 20000 mm netto 90, ef Vd 15000 τ d = = = 0,75 N / mm A 20000 netto kmod = 1,1 ( hetkellinen aikaluokka) γ = 1, 25 M 2 2 fvk, = 8,0 N / mm 8 1,1 fvd, = = 7,04 N / mm 1, 25 2 Mistä tämä saadaan? 2 vaakalamelli 20 mm τ d f vd, 0,75 = = 0,11 < 1 7,04 Käyttöaste 11 % OK
JÄYKISTÄVÄ CLT-LEVY Siirtymä 1 1 C = = = 50169,5 N/mm H 2950 LGk t 5000 370 1 80 cr F k = 50 kn CLT 80 C3s F k 50000 ω = = = 1, 0 C 50169,5 mm
JÄYKISTÄVÄ CLT-LEVY CLT CLT CLT
JÄYKISTÄVÄ CLT-LEVY CLT CLT CLT
JÄYKISTÄVÄ CLT-LEVY