Teräsbetonipaalun rakenteellinen mitoitus. Betoniteollisuuden paaluseminaari 19.11.2015 Jukka Haavisto, TTY

Samankaltaiset tiedostot
Teräsbetonipaalujen kantokyky

Teräsbetonipaalun mitoitus PO-2016 mukaan

Betonipaalun käyttäytyminen

Teräsbetonipaalujen kantavuus

Tuotelehti suunnittelijan apuna

Teräsbetonipaalut, mitä uutta? DI Antti Laitakari

Veli-Matti Uotinen

Teräsbetonisten lyöntipaalujen TUOTELEHTI. DI Antti Laitakari

Teräspaalupäivä Teräspaalupäivä 2011

Paalutusohje koulutustilaisuus Ravintola Vaunun auditorio

EK-Kaide Oy. EK-pistoansas Käyttöohje

NCCI 2 päivitys ja ajankohtaista betonirakenteista

SIPOREX-HARKKOSEINÄÄN TUKEUTUVIEN TERÄSPALKKIEN SUUNNITTELUOHJE

SEMKO OY PBOK-ONTELOLAATTAKANNAKE. Käyttö- ja suunnitteluohjeet RakMK mukainen suunnittelu

Elementtipaalulaatat rautateillä

SSAB RRs-paalut RR-PAALUTUSOHJE, MITOITUSTAULUKOT

Vakiopaaluperustusten laskenta. DI Antti Laitakari

Paalutusohje koulutustilaisuus Ravintola Vaunun auditorio

Paaluseminaari 2015 Koepaalutus MetsäFibren Äänekosken työmaalla

Uusi Paalutusohje PO-2016 keskeiset muutokset

Betonipaalujen lyöntikokeet

Eurokoodiaikaan siirtymisen tuskaa + keskustelua havaituista ongelmista ja mahdollisuuksista (Paalujen mitoitus eurokoodiaikana)

Ruukin uusi paalu lujiin teräksiin perustuvat ratkaisut TkT Vesa Järvinen

HJE O KÄYTTÖ

RT

Finnwood 2.3 SR1 ( ) FarmiMalli Oy Urpo Manninen. Copyright 2012 Metsäliitto Osuuskunta, Metsä Wood Varasto, Ovipalkki 3,

SSAB RRs-paalut RR-PAALUTUSOHJE, MITOITUSTAULUKOT

RIL263 KAIVANTO-OHJE TUETUN KAIVANNON MITOITUS PETRI TYYNELÄ/RAMBOLL FINLAND OY

Ruukin teräspaalujen suunnittelu- ja asennusohjeet Paalutusohje 2011 ja Eurokoodien mukaisesti sekä työkalut teräspaalujen suunnitteluun

KÄYTTÖOHJE KALLIOKÄRKI

RIL PO 2011 korjaukset ja lisäykset tekstiin

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

3/20/2017. Teräsputkipaalut. Antti Perälä SSAB

YEISTÄ KOKONAISUUS. 1 Rakennemalli. 1.1 Rungon päämitat

ESIMERKKI 5: Ulkoseinän runkotolppa

FERROMETAL OY:N BETONIRUUVIEN TARTUNTA- VETOKOKEET JA LEIKKAUSKOKEET - Koetulokset

KANSALLINEN LIITE STANDARDIIN. SFS-EN EUROKOODI 3: TERÄSRAKENTEIDEN SUUNNITTELU. Osa 1-1: Yleiset säännöt ja rakennuksia koskevat säännöt

Ympäristöministeriön asetus Eurocode-standardien soveltamisesta talonrakentamisessa annetun asetuksen muuttamisesta

RUDUS OY ELEMENTO - PORRASELEMENTIT

Finnwood 2.3 SR1 ( ) Copyright 2012 Metsäliitto Osuuskunta, Metsä Wood?

Copyright 2010 Metsäliitto Osuuskunta, Puutuoteteollisuus. Finnwood 2.3 ( ) FarmiMalli Oy. Katoksen takaseinän palkki. Urpo Manninen 12.7.

Copyright 2010 Metsäliitto Osuuskunta, Puutuoteteollisuus. Finnwood 2.3 ( ) FarmiMalli Oy. Katoksen rakentaminen, Katoksen 1.

Esimerkkilaskelma. Palkin vahvistettu reikä

BETONITEOLLISUUDEN KESÄKOKOUS Betonirakenteiden suunnittelusta TkT Anssi Laaksonen

Leimet KALLIOKÄRKI KÄYTTÖOHJE

CASE, PO-2011 mukaan mitoitettu paalutukset, Lohjan Sairaala. DI Johan Rosqvist

ESIMERKKI 3: Nurkkapilari

Katso lasiseinän rungon päämitat kuvista 01 ja Jäykistys ja staattinen tasapaino

2 Porapaalujen kärkiosien tekniset vaatimukset 2 KÄYTETTÄVÄT STANDARDIT JA OHJEET... 4

BETONITEOLLISUUDEN PAALUSEMINAARI Uusi Paalutusohje PO-2016 muutokset ja tavoitteet BETONITEOLLISUUDEN PAALUSEMINAARI

KANSALLINEN LIITE (LVM) SFS-EN GEOTEKNINEN SUUNNITTELU Yleiset säännöt: Soveltaminen infrarakenteisiin LIIKENNE- JA VIESTINTÄMINISTERIÖ

(m) Gyproc GFR (taulukossa arvot: k 450/600 mm) Levykerroksia

RKL-, R2KL- ja R3KLkiinnityslevyt

TERÄSBETONISEN MASTOPILARIN PALOMITOITUSOHJE. Eurokoodimitoitus taulukoilla tai diagrammeilla

Tiedolla kohti tehokkaampia betonirakenteita. Betoniteollisuuden kesäkokous Joensuu prof. Anssi Laaksonen

PUHDAS, SUORA TAIVUTUS

RAK-C3004 Rakentamisen tekniikat

Esimerkkilaskelma. Mastopilarin perustusliitos liimaruuveilla

Ruukin paalujen Eurokoodien mukaiset suunnittelu- ja asennusohjeet

Analysoidaan lämpöjännitysten, jännityskeskittymien, plastisten muodonmuutosten ja jäännösjännityksien vaikutus

Betoniteollisuuden paaluseminaari

RIL KAIVANTO - OHJE KOULUTUSTILAISUUS ANKKUREIDEN MITOITUS JA KOEVETO (Aku Varsamäki Sito Oy)

Ovi. Ovi TP101. Perustietoja: - Hallin 1 päätyseinän tuulipilarit TP101 ovat liimapuurakenteisia. Halli 1

ESIMERKKI 6: Yläpohjan jäykistysristikko

1.3 Pilareiden epäkeskisyyksien ja alkukiertymien huomioon ottaminen

T Puurakenteet 1 5 op

Finnwood 2.3 SR1 ( ) FarmiMalli Oy Urpo Manninen. Copyright 2012 Metsäliitto Osuuskunta, Metsä Wood Ikkunapalkki 2,9 m 20.6.

Arvioitu poikkileikkauksessa oleva teräspinta-ala. Vaadittu raudoituksen poikkileikkausala. Raudoituksen minimi poikkileikkausala

Ympäristöministeriön asetus Eurocode standardien soveltamisesta talonrakentamisessa annetun asetuksen muuttamisesta

Ajankohtaista pohjarakenteista. XL Siltatekniikan päivät , Geoasiantuntija Veli-Matti Uotinen

SEMTUN JVA+ MUURAUS- KANNAKKEET

Ruukki Suunnitteluohjeet

JOHDANTO SEINÄKENKIEN TOIMINNAN KUVAUS TUOTEVALIKOIMA VETO- JA LEIKKAUSKAPASITEETIT

Erstantie 2, Villähde 2 Puh. (03) , Fax (03) anstar@anstar.fi Käyttöohje

VEMO-valuankkurit KÄYTTÖOHJE Käyttöseloste nro BY326

Rautatiesilta LIITE 3 1/7

Paalutus kivisillä ja lohkareisilla täyttöalueilla. Pekka Ruuti

YLEISTÄ EUROKOODI MITOITUKSESTA

BETONITUTKIMUSSEMINAARI 2018

Mitoitetaan MäkeläAlu Oy:n materiaalivaraston kaksiaukkoinen hyllypalkki.

MODIX Raudoitusjatkokset

7. Suora leikkaus TAVOITTEET 7. Suora leikkaus SISÄLTÖ

ESIMERKKI 2: Kehän mastopilari

SEMKO OY PBOK-ONTELOLAATTAKANNAKE. Käyttö- ja suunnitteluohjeet Eurokoodien mukainen suunnittelu

2 LUJUUSOPIN PERUSKÄSITTEET Suoran sauvan veto tai puristus Jännityksen ja venymän välinen yhteys 34

Jigi Betonipalkin ja -pilarin laskennan kuvaus

:48:56. FarmiMalli Oy. Nykyisten kattovasojen kannatus. 3D Rakenne

EUROKOODI JA GEOTEKNIIKKA TALONRAKENTAMISESSA

RASITUSKUVIOT (jatkuu)

Yksiriviset urakuulalaakerit Generation C. Tekniset tuotetiedot

HalliPES 1.0 OSA 11: JÄYKISTYS

BETONITEOLLISUUDEN PAALUSEMINAARI

SUORAN PALKIN TAIVUTUS

KÄRJELLÄ KANTAVAN PAALUN NURJAHDUSTARKASTELU

Esityksen sisältö Tuotelehti PO-2016 mukaiseen paalutukseen: - Ohjeita suunnittelijalle Teräsbetonipaaluseminaari

KANTAVUUSTAULUKOT (EN mukaan) Kantavat poimulevyt W-70/900 W-115/750 W-155/840

Eurokoodien mukainen suunnittelu

Finnwood 2.3 SR1 ( ) Copyright 2012 Metsäliitto Osuuskunta, Metsä Wood

KJR-C1001: Statiikka L5 Luento : Palkin normaali- ja leikkausvoima sekä taivutusmomentti

Erään teräsrunkoisen teoll.hallin tarina, jännev. > m

Transkriptio:

Teräsbetonipaalun rakenteellinen mitoitus Betoniteollisuuden paaluseminaari 19.11.2015 Jukka Haavisto, TTY

Sisältö Tutkimusprojekti paalumitoituksesta Tb-paalujen mitoitus Asennusaikainen kestävyys Käytönaikainen kantokyky Tutkimuksen mahdolliset jatkovaiheet 2

Tutkimusprojekti teräsbetonipaalumitoituksesta Betoniteollisuus ry:n paalujaoksen rahoittama Tutkimuksen toteuttaja TTY:n rakennustekniikan laitos, vaativien rakenteiden tutkimusryhmä Projekti käynnistyi alkuvuonna 2015 Tavoitteena kehittää mitoitusmenettelyä sekä luoda taustamateriaalia mitoitusohjeiden uudistustöihin Toteutetaan vaiheittain 3

Tutkimuksen taustaa Kansallinen ohjeistus ei anna nykyisellään riittävästi perusteita rakenteelliseen mitoittamiseen Erot paalujen kantokyvyssä Suomen ja mm. Ruotsin välillä Paalutusohje 2011:n uudistustyö 4

Tutkimuksen rajaus Aksiaalisesti kuormitettu kärjellään kantava tb-paalu PO-2011:ssa esitetyn tavan mukaan määritetään Paalun alkutaipuma Hienorakeisen maan alustaluku Hienorakeisen maan sivuvastuksen ääriarvo 5

PO-2011:n otaksumat JATKAMATON Alkutaipuma JATKETTU Hienorakeisen maan sivupaine-siirtymäyhteys LYHYTAIKAINEN PITKÄAIKAINEN L cr / 300 L cr / 300 L cr / 150 Hienorakeisen maan sivuvastuksen ääriarvo: 6

Esiselvitysvaihe Teräsbetonipaalujen rakenteellisen mitoituksen teorioihin sekä olemassa oleviin suunnitteluohjeisiin perehtyminen Kirjallisuustutkimus Pålkommissionen raportit Suomen paalutusohjeet Peleveiledningen 2012 Kv. tutkimukset 7

Esiselvitysvaihe Tavoitteena: Tunnistaa paalumitoituksessa vaikuttavat ilmiöt Tunnistaa nykyisen paalutusohjeen puutteet ja kehitystarpeet Selvittää millaisilla tutkimusmenetelmillä varsinaista tutkimusongelmaa voidaan lähestyä ja laatia jatkovaiheesta tutkimussuunnitelma Tällä hetkellä ollaan esiselvitysvaiheen loppusuoralla 8

Esiselvitysvaihe - tuloksia Asennuksen aikaiselle momenttikestävyysvaatimukselle ei todettu olevan selkeitä perusteita Reunajännitysten rajoittaminen perustellumpaa Teräsbetonipaalujen rakenteelliselle mitoittamiselle tulisi olla paalutusohjeessa selkeämmät menettelytavat Paalujatkoksen alkuväljyydelle tulisi olla vaatimukset Vaikuttaa suoraan mitoitusmallin alkuepäkeskisyyksiin Rakenteen ja maan vuorovaikutuksessa etenkin osavarmuusluvun käyttöä paalua ympäröivän maan ominaisuuksiin tulisi selkeyttää Asennustyön aiheuttaman väsymisen huomioonotto rakenteellisessa mitoituksessa? 9

Yleistä tb-paalujen mitoituksesta Geotekninen kestävyys Paalua ympäröivän maa- ja kallioperän kyky ottaa vastaan paaluilta tulevat kuormat Varmistetaan esim. loppulyöntiehdoilla, dynaamisilla koekuormituksilla, staattisilla koekuormituksilla Rakenteellinen kestävyys Käytönaikainen kestävyys Poikkileikkauksen N-M -kapasiteetti Stabiliteetin menetys Asennusaikainen kestävyys Lisäksi kestävyys nostoille sekä käyttörajatilan mitoitus 10

Yleistä tb-paalujen mitoituksesta Asennusaikainen kestävyys Käytönaikainen kestävyys Dynaaminen kuormitus Staattinen kuormitus.. millisekunteja kymmeniä vuosia 11

Asennusaikainen kestävyys PO-2011:ssa Suurin sallittu puristusrasituksen aikaansaava keskeinen lyöntivoima asennettaessa Suurin mahdollinen ominaisarvo paalun geotekniselle kestävyydelle 12

Asennusaikainen kestävyys PO-2011:ssa Empiiris-analyyttistä 13

Asennusaikainen kestävyys Toteutusstandardi EN 12699 määrää, että lyöntien aikana paalun betoniin saa kohdistua maksimissaan 0,8*f ck suuruinen puristusjännitys Vetovoima maksimissaan 90% pääterästen nimelliskapasiteetista 10 % ylitys sallitaan mikäli jännityksiä mitataan lyöntien aikana Betonin puristuskapasiteetti nopeille iskuille Väsymisvaikutus Reunajännitykset 14

Reunajännitykset TEOREETTINEN TARKASTELU F c;lyönti F c;lyönti F c;lyönti PO-2011:ssa huomioitu jollain tavalla taivutusmomenttivaatimuksen kautta Reunajännityksen ei tule ylittää betonille sallittua maksimijännitystä Reunajännityksiä muodostuu itse lyönnin lisäksi mm. maassa olevista kivistä ja lohkareista, iskutyynystä, vinosta kalliopinnasta ja paalun käyryydestä ja yläpään vinoudesta Suuret reunajännitysvaihtelut pienentävät maksimilyöntivoimaa Geotekninen kapasiteetti pienenee F c;lyönti = F c;lyönti = JOS LYÖNTIVOIMA VAKIO (MAX. KESK. LYÖNTIVOIMA) 1,5*σ sall 2*σ sall σ sall σ sall σ sall F c;lyönti;max F c;lyönti;max F c;lyönti;max JOS MAX.REUNAJÄNNITYS VAKIO (SALL. REUNAJÄNNITYS) σ sall σ sall σ sall F c;lyönti;max 0,75*F c;lyönti;max 0,5*F c;lyönti;max 15

Reunajännitykset PO-2011:n sallimat reunajännityksen ylitykset keskimääräisestä jännityksestä PTL3: 15 % PTL2: 25 % PTL1: 35 % PO-2011 MAX.REUNAJÄNNITYKSET PTL3 PTL2 PTL1 Paaluttajalla vastuu reunajännitysten pitämisessä sallitulla tasolla Paalutustyön reunajännitysten suuruudesta ei riittävästi tutkittua tietoa 1,15σ ka σ ka 1,25σ ka σ ka 1,35σ ka σ ka 16

Reunajännitysvaihteluja lyöntikokeissa Otanta lyöntikokeista hieman kättä pidempää reunajännitysvaihteluista lyöntien aikana TTY:llä suoritetuista jatkosten ja kalliokärkien lyöntikokeista valittu melko satunnaisesti 20 paalua Eri paalutyyppejä, eri valmistajia, eri lyöjiä Jokaista paalua lyöty 1000 kertaa väh. 28 MPa keskimääräisellä jännityksellä Aivan jokaista lyöntiä mittauslaite ei kyennyt rekisteröimään Paaluissa venymäanturi paalun jokaisella sivulla 17

Reunajännitysvaihteluja lyöntikokeissa Otanta lyöntikokeista hieman kättä pidempää reunajännitysvaihteluista lyöntien aikana Kaikista mittaustuloksista max.reunajännitykset ylittivät keskimääräisen jännityksen n. 30 % keskiarvolla Maksimissaan yksittäisen paalun (1000 lyöntiä) osalta max.reunajännitykset ylittivät keskimääräisen jännityksen n. 50 % keskiarvolla Yksittäisen lyönnin osalta max.reunajännitykset ylitti keskimääräisen suurimmillaan n. 80 % Voidaanko paaluttajalta vaatia pysymistä esim. max 15 % (PTL3) reunajännityksissä keskimääräisestä? 18

Käytönaikainen kantokyky PO-2011:ssa Selkeät ohjeet nurjahdusmurtokestävyyden laskentaan maan murtuessa löytyy Mutta paalupoikkileikkauksen rakenteellisen kapasiteetin laskentaan pelkästään viittaus EN1992:een Maan tukivaikutuksen huomioonottamiselle ei ohjeistusta Mielestämme maan murtoa, stabiliteetin menetystä tai poikkileikkauskapasiteettia ei tulisi käsitellä erikseen vaan kaikki nämä ovat keskinäisessä vuorovaikutuksessa 19

Käytönaikainen kantokyky - periaate 20

Käytönaikainen kantokyky - kapasiteetti 2400 Maahan asennettu paalu ajatellaan maan sivutukemana pilarina Normaalivoimataivutusmomenttiyhteisvaikutus Mitoitetaan määrääviin suuntiin Diagonaalinsuuntainen Sivunsuuntainen Normaalivoima [kn] 2000 1600 1200 800 400 0 0 50 100 150 Taivutusmomentti [knm] 21

Käytönaikainen kantokyky - rasitukset Aksiaalisesti kuormitetulla paalulla ulkoisena kuormana pelkästään normaalivoimaa Taivutusmomentti alkutaipumasta sekä toisen kertaluvun vaikutuksesta Maan tuki pienentää taivutusmomenttia 22

Tutkimuksen jatkovaiheet? Ykkösprioriteetti: Mekaanisen toimintamallin kehittäminen kuormankantokyvyn määrittämiseen Tarkemmasta mallista mahdollisesti konservatiiviset käsinlaskentakaavat Mekaaniseen malliin pohjautuva menettely helposti omaksuttavissa insinöörityössä 23

Tutkimuksen jatkovaiheet? Lisäksi: Lyönnistä aiheutuvan väsymisvaikutuksen huomiointi materiaaliominaisuuksissa Lyöntitapahtuma saattaa heikentää paalujen rakenteellista kapasiteettia Ruotsissa materiaalilujuuksia pienennetään asennuksen heikentävän vaikutuksen takia vähintään 10 % Ilmiön tutkiminen kokeellisesti Paalujen koekuormittaminen kentällä eri jännitystasoilla ja lyöntimäärillä Lyönnissä dynaamisesti kuormitettujen paalujen koekuormittaminen rakennelaboratoriossa Puristus Taivutus Yhteisvaikutus 24