RKENNUSTEKNIIKK Portal frame with columns rigidly fixed in the foundations Load cases 2. MSTOJÄYKISTETYN KEHÄN PÄÄPILRIN P MITOITUS Suunnitellaan hallin ulkoseinillä olevat kehän P- pilarit runkoa jäykistäviksi liimapuukehän mastopilareiksi. Eri kuormitustapausten voimasuureet lasketaan yksilaivaisen hallin taulukkokaavojen mukaan. Hallin keskipilari on tuettu alapäästään nivelisesti poikkisuunnassa. Kuormitustapaus : kesä ja tuuli 3 Voimasuureet: Tuulen aiheuttama momentti yksilaivaisen kehän mastopilarille: L := 458 q :=. 5.2 0.5 q2 := 0.2 q Fh := [ 3 ( q + q2) ] L 8 Mdtuuli 8 q L2 := + 2 Fh L Mdtuuli = 3.078 07 L 2 ( 5 q + 3 q2) MdBtuuli := MdBtuuli = 3.078 L 2 MdCtuuli := 5. q MdCtuuli = 3.078 Räystään aiheuttama momentti: F :=. 5.2.0 0.5 0 3 F2 := 0.2 F Lp := 4.580 3 Mdraystas := ( F + F2) Lp Mdraystas = 2.25 Mdraystas = 2.25 Epäkeskisyyslisä: vaakakuormalisä Hde ja tuennan epäkeskisyys e=0 mm Fd := 5.2 (.2gk) Ndp := 0. ( 7500 Fd) Ndp = 2.0 0 4 Ndp Hde := ed := 0 50 Mde := Hde Lp + Ndp ed Mde =.45 0 5 Kuormitustapaus : P- pilarin laskentakuormat Mdp ja Ndp Mdp := Mdtuuli + Mdraystas + Mde Mdp = 5.438 Ndp := Ndp Ndp = 2.0 0 4
RKENNUSTEKNIIKK Load case 40 Pääpilarin P mitoitus: Kuormitustapaus Kokeillaan poikkileikkausta b x h = 40 x 30, aikaluokka C. Lujuudet: fbk := 3 fck := 30 fc :=.3 fck.3 CF := 300 hx fbk fb := CF.3.3 fb = 27.33 Kuormitukset: Ndp = 2.0 0 4 Mdp = 5.438 Mitoitus: Lp = 4.58 0 3 Lo := 2.5 L b := 40 h := 30 := b h := b h2 i := 0.28h Lo λ := i λ = 0.48 ks := 0.8 σc := Ndp Mdp σb := σc ks fc σb + = 0.74 fb OK
RKENNUSTEKNIIKK Load case 2 4 Kuormitustapaus 2: talvi ja paljon lunta Voimasuureet: Fd := 5.2 (.2 gk +. qk) Fd = 8.0 Epäkeskisyyslisä: vaakakuormalisä Hde ja tuennan epäkeskisyys e=0 mm Ndp :=.2 ( 7500 Fd) Ndp =.2 0 5 Ndp Hde := ed := 0 50 Mde := Hde Lp + Ndp ed Mde = 4.2 0 Kuormitustapaus 2: P- pilarin laskentakuormat Mdp ja Ndp Mdp := ( Mde) Mdp = 4.2 0 Ndp := Ndp Ndp =.2 0 5
RKENNUSTEKNIIKK 42 Pääpilarin P mitoitus: kuormitustapaus 2 kokeillaan poikkileikkausta b x h = 40 x 30 aikaluokka B. Lujuudet: Kuormitukset: fbk := 3 CF := 300 hx Ndp =.2 0 5 fck := 30 fbk fb := CF.0.3 fc :=.0 fck.3 fb = 20.872 Mdp = 4.2 0 Mitoitus: Lp = 4.58 0 3 Lo := 2.5 L b := 40 h := 30 := b h := b h2 i := 0.28h Lo λ := i λ = 0.48 ks := 0.8 σc := Ndp Mdp σb := σc ks fc σb + = 0.857 fb OK
RKENNUSTEKNIIKK 43 Load case 3 Kuormitustapaus 3: talvi ja paljon lunta ja tuuli Voimasuureet: Tuulen aiheuttama momentti yksilaivaisen kehän mastopilarille: L := 458 q := 0.8 5.2 0.5 q2 := 0.2 q Fh := [ 3 ( q + q2) ] L 8 Mdtuuli := 8 q L2 + 2 Fh L Mdtuuli =.53 Räystään aiheuttama momentti: F := 0.8 5.2.0 0.5 0 3 Mdraystas := ( F + F2) Lp F2 := 0.2 F Lp := 4.580 3 Mdraystas =.48 Mdraystas =.48 Epäkeskisyyslisä: vaakakuormalisä Hde ja tuennan epäkeskisyys e=0 mm Fd := 5.2(.2 gk +. qk) Ndp := Mde :=.2 ( 7500 Fd) Hde Lp + Ndp ed Ndp =.2 0 5 Fd = 8.0 Ndp Hde := 50 Mde = 4.2 0 ed := 0 Kuormitustapaus 3: P- pilarin laskentakuormat Mdp ja Ndp Mdp := Mdtuuli + Mdraystas + Mde Ndp := Ndp Mdp = 3.8 Ndp =.2 0 5
RKENNUSTEKNIIKK 44 Pääpilarin P mitoitus: kuormitustapaus 3 kokeillaan poikkileikkausta b x h = 40 x 30 aikaluokka C. Lujuudet: fbk := 3 fck := 30 fc :=.3 fck.3 hx := 30 CF := 300 hx fbk fb := CF.3.3 fb = 30.378 Kuormitukset: Ndp =.2 0 5 Mdp = 3.8 Mitoitus: Lp = 4.58 0 3 Lo := 2.5 L b := 40 i := 0.28h h := 30 Lo λ := i := b h λ = 0.48 := b h2 ks := 0.8 σc := Ndp Mdp σb := σc ks fc σb + = 0.45 fb OK
RKENNUSTEKNIIKK 45 Load case 4 Pääpilarin P mitoitus: kuormitustapaus 4 kokeillaan poikkileikkausta b x h = 40 x 30 aikaluokka C. Lujuudet: fbk := 3 fck := 30 fc :=.3 fck.3 CF := 300 hx fbk fb := CF.3.3 fb = 30.378 Kuormitukset: Ndp = 7. 0 4 Mdp = 5.53 Mitoitus: Lp = 4.58 0 3 Lo := 2.5 L b := 40 h := 30 := b h := b h2 i := 0.28h Lo λ := i λ = 0.48 ks := 0.8 σc := Ndp Mdp σb := σc ks fc σb + = 0.872 fb OK
RKENNUSTEKNIIKK 4 Kuormitustapaus 4: talvi ja lunta ja kova tuuli Voimasuureet: Tuulen aiheuttama momentti yksilaivaisen kehän mastopilarille: L := 458 q :=. 5.2 0.5 q2 := 0.2 q Fh := [ 3 ( q + q2) ] L 8 Mdtuuli := 8 q L2 + 2 Fh L Mdtuuli = 3.078 Räystään aiheuttama momentti: F :=. 5.2.0 0.5 0 3 Mdraystas := ( F + F2) Lp F2 := 0.2 F Lp := 4.580 3 Mdraystas = 2.25 Mdraystas = 2.25 Epäkeskisyyslisä: vaakakuormalisä Hde ja tuennan epäkeskisyys e=0 mm Fd := 5.2 (.2 gk + 0.8 qk) Fd = 0.08 Ndp := Mde := 0. ( 7500 Fd) Hde Lp + Ndp ed Ndp = 7. 0 4 Ndp Hde := 50 Mde = 2.5 0 ed := 0 Kuormitustapaus 2: P- pilarin laskentakuormat Mdp ja Ndp Mdp := Mdtuuli + Mdraystas + Mde Ndp := Ndp Mdp = 5.53 Ndp = 7. 0 4
47 RKENNUSTEKNIIKK Middle row columns rigidly fixed in the foundations 3. RUNGON KESKIPILRIEN P8 MITOITUS Kuormitustapaus 3: talvi ja paljon lunta ja tuuli Pilari P8 mitoitetaan hallin poikkisuunnassa molemmista päistään nivelisesti tuettuna, hallin pituussuunnassa mastopilarina. Voimasuureet hallin pituussuunnassa: Pilari 8 Momentti keskilinjan pilarille P8: Lasketaan useampilaivaisen rakennuksen vaakakuormitusten mukaan L := 5000 q := 0.8 5.0 0.5 q2 := 0.2 q Sivuttaistuetun rakenteen 0- momentti: M0 := 8 q L2 Sivusiirtyvän rakenteen -momentit: Yläpään tukireaktiot jaetaan jäykkyyksien suhteessa, keskilinjalla tasajäykkiä P8- pilareita kpl : M0 =.25 0 Vaakavoima tuulesta Fhtuuli := [ 3 ( q + q2) ] L Fhtuuli = 4.5 0 3 8 Räystään vaakavoima: Vaakakuormalisä Hd F := 0.8 5.0.0 0.5 0 3 F2 := 0.2 F Fhräystäs := F + F2 Fhräystäs = 2.4 0 3 Fd := 0.4 (.2 gk +. qk) Fd = 3.2 Ndp8 := ( 5000Fd ) Ndp8 = 5.42 0 5 Ndp8 Hd := Hd = 2.72 0 4 50 Vaakakuormat yhteensä hallin pituussuunnassa pilarille: Fh := Fhtuuli + Fhräystäs + Hd Fh = 2.82 0 4 Vaakakuorma yhtä P8-pilaria kohti, kun kaikki kpl pilareita ovat tasajäykkiä: Fh Fhp := Fhp = 4.7 0 3 Keskilinjan ulkoseinäpilarin momentti M ja keskipilarin momentti M2 M := Fhp L M := M0 + M M = 3.0 M2 := Fhp L M2 := M2 M2 = 2.385
RKENNUSTEKNIIKK 48 Pilarin P8 mitoitus: kuormitustapaus 3 kokeillaan poikkileikkausta b x h = 5x855 aikaluokka C. hx := 855 b := 5 L = 5 0 3 Lujuudet: fbk := 3 CF := 300 hx fck := 30 fbk fb := CF.3.3 fc :=.3 fck.3 fb = 27.55 Kuormitustapaus 3: P8- pilarin laskentakuormat Mdp8 ja Ndp8 Voimasuureet hallin pituussuuntaan: Mdp8 := M2 Mdp8 = 2.385 Ndp8 = 5.42 0 5 Mitoitus: L = 5 0 3 Lo := 2.5 L b := 5 h := 855 := b h := b h2 i := 0.28 h Lo λ := i λ = 50.588 ks := 0.8 σc := Ndp8 Mdp8 σb := σc ks fc σb + = 0.75 fb OK Keskipilarin mitoitus hallin poikkisuuntaan? Pilari on silloin molemmista päistään nivelöity, nurjahduskerroin.0, kuormituksena ainoastaan normaalivoima.
RKENNUSTEKNIIKK End wall wind columns 4. TUULIPILRIN P4 MITOITUS 4 Tuulipilarin P4 mitoitus: Kuormitustapaus 4: talvi ja lunta ja kova tuuli kokeillaan poikkileikkausta b x h = 40x225 aikaluokka C. Lujuudet: hx := 225 b := 40 L := 5.83 0 3 fbk := 3 fck := 30 fc :=.3 fck.3 300 CF fbk := fb := CF.3 fb = 32.007 hx.3 Voimasuureet: Kuormitustapaus 4: P4- pilarin laskentakuormat Mdp4 ja Ndp4 qwd :=. 5.0 0.5 M := qwd L2 M =. Mdp4 := M 8 Mf := 28 qwd L2 Mf =.55 0 qsd := 0.8.8 gd :=.2 0.5 := 5 2. Ndp4 := ( qsd + gd) Ndp4 = 2.52 Mitoitus: L = 5.83 0 3 Lo := 0.8 L b := 40 h := 225 := b h := b h2 Lo i := 0.28 h λ := λ = 7.72 ks := 0.4 i Ndp4 0 3 Mdp4 σc := σb := σc ks fc σb + = 0.52 fb OK
RKENNUSTEKNIIKK Bracing 5. HLLIN PITUUSSUNNTINEN JÄYKISTYS 50 Hallin pituussunntainen jäykistys hoidetaan ristikkorakenteilla kattotasolla vaakasuunnassa ja pilariväleissä pystysuunnassa. Kattotason kokonaisvaakakuormitukseksi oletetaan noin 0 kn, mikä aiheuttaa seinän diagonaalijäykisteeseen noin 30 kn vaakasuoran kuormituksen.