LATTIAT - VÄRÄHTELYMITOITUS - Tero Lahtela

LATTIAN VÄRÄHTELY TYYPILLISET VÄRÄHTELYN AIHEUTTAJAT Kävely (yleisin), juokseminen, hyppiminen Pyykinpesukone Liikennetärinä VÄRÄHTELYN AISTIMINEN Kehon tuntemuksina Kasvien lehtien ja esineiden heilumisena Astioiden ja esineiden aiheuttamina ääninä Yleensä kävelijä ei itse tunne aiheuttamaansa värähtelyä Yleensä värähtelyn aistii parhaiten istuva henkilö Lattian tärinä (resonanssi-ilmiö) Lattian notkuminen (taipuma) TYYPILLISESTI TARKASTELTAVAT RAKENTEET Kevyet välipohjat (puu, teräs) Pitkän jännevälin betonilattiat Kelluvat lattiat Korokelattiat

KÄVELYKUORMITUKSEN SYNTYMINEN Lähde: VTT Tiedotteita 2124

2000-LUVUN ALUSSA Lähde: VTT Tiedotteita 2124

VÄRÄHTELYTUTKIMUS RAJA-ARVOT MITOITUKSEEN Määrittäminen vaikeaa (subjektiivisuus) Maailmalla tehty paljon tutkimusta Eri maissa erilaiset EC 5 ei anna suoraa vastausta Kansallinen liite määrittelee Lähde: VTT Tiedotteita 2124

OMINAISTAAJUUDEN MITTAUS

EUROKOODI 5

SUOMEN KANSALLINEN LIITE (Ruotsissa 1,5 mm)

VÄLIPOHJAN VÄRÄHTELY

EC 5 vs. B10 RakMK B10 mukainen T24 48x223 L = 4000 mm EC 5 mukainen C24 48x223 L = 2200 mm Sahatavara LVL Liimapuu I-palkit

PYYKINPESUKONEEN AIHEUTTAMA VÄRÄHTELY PUUKERROSTALOT 90-luvulla pesukoneen värähtelyä pidettiin todella suurena ongelmana puukerrostalossa Tehdyissä asukaskyselyissä pesukoneen aiheuttama värähtely ei kuitenkaan ole noussut esille VTT tutkinut pyykinpesukoneiden aiheuttamaa herätettä ja herätteestä johtuvaa lattian värähtelyä (v. 2003) VTT kehitellyt menetelmiä lattian värähtelyn laskennalliseksi arvioimiseksi sekä raja-arvoja sallituille värähtelytasoille Lähde: VTT RTE50 IR 12/2003

PYYKINPESUKONEEN AIHEUTTAMA VÄRÄHTELY Lähde: VTT RTE50 IR 12/2003

PYYKINPESUKONEEN AIHEUTTAMA VÄRÄHTELY JOHTOPÄÄTÖKSIÄ VTT:n TUTKIMUKSESTA Pesukoneen aiheuttamat herätteet ovat taajuusalueella 5-60 Hz. Taajuusalue on niin laaja, että jonkin lattian ominaistaajuus on lähes varmasti samalla taajuusalueella herätteen kanssa. Tällöin on mahdollista, että pesukoneen linkous aiheuttaa resonanssitilanteen. Tapahtuuko resonanssi vai ei, riippuu pesukoneen merkistä ja tyypistä ja lattian ominaistaajuuksista. Etukäteen ei tiedetä millaisia pesukoneen käyttämät todelliset linkousnopeudet ovat, koska ennen nimellisellä kierrosnopeudella tehtävää loppulinkousta koneet tekevät useita välilinkouksia. Resonanssivärähtelyn vaara on olemassa kaikilla tavanomaisilla lattiaratkaisuilla ja pyykinpesukonetyypeillä. Pesukonetta ei tule sijoittaa keskijänteelle vaan mieluummin lähelle tukevia kantavia rakenteita. Pesukoneen vaihtaminen toiseen malliin tai merkkiin saattaa vaikuttaa värähtelyn tasoon ja pienentää mahdollisesti ilmennyttä ongelmaa. Syynä on herätetaajuuden muuttuminen. Lähde: VTT RTE50 IR 12/2003

LIIKENTEEN AIHEUTTAMA VÄRÄHTELY Lähde: VTT TIEDOTTEITA 2569

VÄLIPOHJAN OMINAISTAAJUUS Matalataajuuslattia f 1 < 9 Hz Erityistarkastelu (kiihtyvyys) Korkeataajuuslattia f 1 9 Hz Taipumatarkastelu 0 Hz 3 Hz 9 Hz f 1 Yhteen suuntaan kantava rakenne f 2 1 2 ( EI) m Kahteen suuntaan kantava rakenne f 2 4 EI 1 1 2 2 ( ) ( EI) 2 m b b ( EI) B m = omapaino [kg/m 2 ] + 30 kg/m 2 (RIL 205 korjaussivu)

VÄLIPOHJAN OMINAISTAAJUUS VÄLIPOHJA Joustava tuki esim. pääp ääpalkki Välipohja Pääpalkki f 2 1, 2 ( EI) m f 2 L 1, L 2 ( EI L ) m (EI) = pääp L ääpalkin ja välipohjan v taivutusjäykkyys pituusyksikköä kohden f 1 Systeemi 1 1 1 f f 2 2 1, 1, L

MATALATAAJUUSLATTIAT Suomessa ei ole mitoitusmenetelmää Lattiat mitoitettava korkeataajuuslattioiksi Johtaa epätaloudelliseen ratkaisuun erityisesti CLT:n tapauksessa Voi johtaa epätaloudelliseen ratkaisuun jopa pientalossa, kun pintalaatta massiivinen Meillä käsikirjoissa esitetyt mitoituskaavat on tehty raskaille betonilattioille (eivät sovellu puulattioille)

VÄLIPOHJAN JÄYKKYYS EI l [Nm 2 /m] EI B [Nm 2 /m] 1 m 1 m

VÄLIPOHJAN JÄYKKYYS Voidaan huomioida poikittaiseen jäykkyyteen

VÄLIPOHJAN JÄYKKYYS

VÄLIPOHJAN JÄYKKYYS Palikat Vetolauta

VÄLIPOHJAN VÄRÄHTELY VÄLIPOHJA VÄLIPOHJA Hetkellinen Hetkellinen taipuma taipuma 1 kn:n kn:n kuorma kuorma δ 0,5 mm mm PINTALEVY PINTALEVY TAI TAI KELLUVA KELLUVA LATTIA LATTIA Hetkellinen Hetkellinen lisätaipuma lisätaipuma 1 kn:n kn:n kuorma kuorma δ 0,5 mm mm (saattaa muuttua tulevaisuudessa) (saattaa muuttua tulevaisuudessa) min 2 F 42 k ( EI) k 4 ( EI) ( EI) B k B 3 F 48 s( EI)

VÄLIPOHJAN VÄRÄHTELY RIL 205:n mitoitusmenetelmää voidaan soveltaa myös moniaukkoiselle rakenteelle (tarkastellaan kentät yksiaukkoisina) Suomessa lattiarakenne EI SAA olla jatkuva huoneistojen välillä (palkkivälipohjassa kansilevy voi olla jatkuva) RIL 205:n ominaistaajuus- ja taipumarajat pätevät myös ulokkeelle Ulokkeen pituus rajoitetaan kävelylle altistetulle alueelle

CLT- VÄLIPOHJAN VÄRÄHTELYMITOITUS L 6000 mm A 100080 80000 mm A 1 2 100040 40000 mm 2 2 1 1 1 0,912 2 2 EA1 t 1100080000 20 1 1 2 2 L Gr b 6000 501000 bh 100080 I A a mm 12 12 3 3 bh 100040 4 I y,2 5333333,3 mm 12 12 9 4 ( I ) 2I I 2509610666,7 5333333,3 1,0210 mm 3 3 2 2 4 y,1 1 1 1 0,9128000080 509610666,7 ef L y,1 y,2

CLT- VÄLIPOHJAN VÄRÄHTELYMITOITUS m = 220 kg/m 2 CLT 240 mm I mm L mm m ef L 9 4 1,02 10 ( 6000 ) ( ) I mm L mm mm ef L 6 4 1,02 10 ( 6000 ) ( ) 6 10 2 ( EIef ) L 110001,0210 1,1210 Nmm ( mm) I mm L mm m ef B 7 4 3,26 10 ( 2400 ) ( ) I mm L mm mm ef B 4 4 3,26 10 ( 2400 ) ( ) 4 8 2 ( EIef ) B 110003,26 10 3,59 10 Nmm ( mm) 7 ( EI ) 1,1210 f1 ef L 9, 2 Hz 9 Hz 2 2 2L m 26 220 30 B 6 m k s ( EI ) 3,5910 8 ef B 4 4 10 ( EIef ) L 1,1210 B 0, 42 (1,0) L min 2 2 FL 10006000 0,18 mm 0,5 10 42 k ( EI ) 420,421,1210 s ef L 3 3 FL 10006000 0, 40 mm 10 48 s( EI ) 4810001,1210 ef L mm OK

PALKKIVÄLIPOHJAN VÄRÄHTELYMITOITUS