Teräsrakenteisten sideliitosten mitoitusohjelma

Tampereen ammattikorkeakoulu Rakennustekniikan koulutusohjelma Talonrakennustekniikka Antti-Jussi Penttilä Opinnäytetyö Teräsrakenteisten sideliitosten mitoitusohjelma Työn ohjaaja DI Risto Lilja Työn tilaaja SS-Teracon Oy,valvojana DI Pasi Koivisto Tampere 4/2009

Tampereen ammattikorkeakoulu Rakennustekniikan koulutusohjelma, Talonrakennustekniikka Penttilä, Antti-Jussi Teräsrakenteisten sideliitosten mitoitusohjelma 31 sivua + 2 liitesivua Huhtikuu 2009 Ohjaaja: DI Risto Lilja Tilaaja: SS-Teracon Oy, DI Pasi Koivisto TIIVISTELMÄ Tehdyn työn aiheena on eurokoodin mukaan yleisimpiä sideliitoksia mitoittava laskentaohjelma. Tämän ohjelman käyttöä helpottamaan tehtiin myös opastusvideo, jonka avulla jokainen voi itse perehtyä ohjelman käyttöön esimerkin mukaisesti. Työ pohjautuu aiemmin tehtyyn opinnäytetyöhön, jossa selvitettiin liitosten laskennan vaiheet ja kaavat. Ohjelman kehittelyssä käytettiin hyväksi yrityksessä aiemmin tehtyjen ohjelmien käyttäjäkokemuksia ja pyrittiin kehittämään käyttötarkoitukseen hyvin soveltuva ohjelma. Tehty ohjelma koostuu aloitussivusta, laskentasivuista ja erilaisista käyttöä palvelevista sivuista. Aloitussivulta voidaan valita haluttu liitostyyppi, jota ollaan laskemassa. Liitostyyppi voidaan myös valita valitsemalla oikea sivu työkirjan sisällä. Liitosta laskettaessa valitaan pääprofiilit sekä syötetään muut liitokseen liittyvät parametrit. Laskennan jälkeen voidaan ottaa tuloste tuloksista tai tallentaa laskenta myöhempää tarkastelua varten. Tallennettu laskenta voidaan myöhemmin ladata uudelleen laskentapohjaan. Laskentaa varten, Exceliin ohjelmoitiin omat laskentafunktiot. Muita lisätoimintoja toteutettiin rakentamalla niistä toimintosarjoja ohjelman sisään. Ohjelman avulla voidaan laskea liitoksen kapasiteetti annettujen arvojen perusteella sekä hyväksikäyttöaste eri kohdissa. Ohjelma laskee myös tarvittavien hitsien paksuuden ja niiden perusteella käytettävien hitsien hyväksikäyttöasteen. Ohjelman tekemä laskenta tarkastettiin moneen kertaan, jotta vältyttiin virheiltä tuloksissa. Suuri vastuu laskennan tuloksista on myös käyttäjällä, jonka täytyy osata syöttää liitoksen kannalta järkeviä lähtötietoja. Käyttäjältä vaaditaan teräsrakentamisen tuntemusta sekä käytettävien parametrien hallintaa. Kyseisten liitostyyppien mitoittamiseen ei ole markkinoilla valmista ohjelmaa, joka mitoittaisi eurokoodin mukaan. Siirryttäessä eurokoodimitoitukseen kaikki aiemmat käytössä olleet ohjelmat vanhenevat. Työn edetessä mieleen tuli monia kehitysideoita ja ajatuksia sekä tämän että uusien ohjelmien kehittämiseen liittyen. Kyseisenlaisia ohjelmia tullaan varmasti kehittämään jatkossakin yrityksen käyttöön, sillä niiden avulla pystytään selvästi nopeuttamaan laskentatyötä. Ohjelmaa ei julkaista tämän raportin yhteydessä, sillä ohjelman ei haluta leviävän yrityksen ulkopuoliseen käyttöön. Avainsanat teräsrakenteet,ohjelmointi,eurokoodi,excel

TAMK University of Applied Sciences Construction Engineering, Building construction Penttilä, Antti-Jussi Dimensioning program for joints of steel braces 31 pages, 2 appendices April 2009 Thesis Supervisor Risto Lilja (MSc) Co-operating Company SS-Teracon Oy, Pasi Koivisto (MSc) ABSTRACT This thesis presents design program that calculates the joints of steel braces according to Eurocode 3. This thesis contains also tutorial video which makes everyone easier to access this program by himself. The work was based on an earlier thesis work, which examined the calculation steps and formulas. The program was used in developing the company in favor earlier programs, the user experience, and sought to develop a purpose appropriate program. The program consists of the various calculation pages and some database. The program calculates the results of the input source on the basis of information. The calculation is based on our own programmed calculation functions. The program calculates capabilities of the joints and the utilization. The user must manage basics of the steel construction. A similar program is not on the market, so the program is not published attached to the report. Keywords steel structures, Excel, Eurocode, programming

ALKUSANAT Viimeinkin pääsin siihen vaiheeseen, että jäljellä oli enää opinnäytetyön tekeminen ennen valmistumista. Kiitokset työni valvojille, joita olivat SS-Teracon Oy:n puolesta DI Pasi Koivisto, DI Reijo Kytömäki ja rak.ins. Olli Hirvonen sekä ohjaaja DI Risto Liljalle Tampereen ammattikorkeakoulusta. Yhteisin ponnistuksin työ on viimein saatu tehtyä. Kiitos myös kaikille opiskelukavereille, jotka myös elivät samassa tilanteessa ja auttoivat jaksamaan. Tampereella huhtikuussa 2009 Antti-Jussi Penttilä

Tampereen ammattikorkeakoulu Rakennustekniikan koulutusohjelma Talonrakennustekniikka Sisällysluettelo 1 Johdanto...6 2 Työn vaiheet...7 2.1 Aiheeseen perehtyminen...7 2.2 Työn eteneminen...9 3 Ohjelman kuvaus...13 4 Laskennan kuvaus...15 5 Ohjelman toimintaperiaate...19 6 Käyttöala ja luotettavuus...21 6.1 Käyttöala...21 6.2 Luotettavuus...22 7 Suhde vastaaviin ohjelmiin...24 8 Kehittämiskohteet ja tutkimusideat...26 9 Lopputulos ja johtopäätökset...30 Lähteet...31 Liitteet...32 Liite 1: Ohjelman näkymä...32 Liite 2: Ohjelman dokumentaatio....33 Liite 3: Ohjelman opastusvideo- CD

1 Johdanto Aikaisemmin teräsrakenteet on Suomessa mitoitettu Rakentamismääräyskokoelman B7:n mukaan, mutta vuoden 2010 aikana on tarkoitus siirtyä kokonaan käyttämään eurokoodimitoitusta. Uudet mitoitusohjeet luovat tarpeen uusille, uusiin suunnitteluohjeisiin pohjautuville laskentaohjelmille. Tämä työ pohjautuu aikaisemmin samalle yritykselle tehtyyn opinnäytetyöhön, jossa on selvitetty yleisimpien sideliitoksien mitoitusperusteet eurokoodeja noudattaen. Aiemmassa työssä on selvitetty kunkin liitostyypin laskennanvaiheet ja eri osaset. Mitoitusohjelma oli tarkoitus laatia jo edellisen opinnäytetyön yhteydessä, mutta laskennan selvitystyö oli eurokoodin hajanaisuuden ja laajuuden takia niin suuritöinen, että mitoitusohjelman tekeminen jäi omaksi projektikseen(backman 2008.) Tämän työn tarkoituksena oli luoda laskentapohja, jonka avulla voidaan laskea yleisimpien teräksisten sideliitosten kestävyydet ja hyväksikäyttöasteet syötettyjen lähtöarvojen perusteella. Ohjelman käytön opastamista varten ohjelmasta laadittiin myös opetusvideo, jonka avulla ohjelmaan tutustumisen ja sen käyttöönoton pitäisi sujua helposti. Opetusvideo julkaistaan tämän raportin liitteissä, liitteenä 3. Ohjelma mitoittaa liitokset eurokoodia, eurokoodin esistandardia sekä putkipalkkikäsikirjan antamia kaavoja hyväksikäyttäen. Työ on toteutettu Excel-alustalle muodostamalla omat funktiot laskennan eri osasista sekä tekemällä työkaluja toimintosarjojen avulla helpottamaan käytettävyyttä. Mitoitusohjelman avulla pyritään helpottamaan suunnittelijoiden siirtymistä eurokoodimitoitukseen. Ohjelman avulla pyritään siirtämään työtä yhä enemmän detaljisuunnittelijoilta teräsrakenteiden mallintajille, jolloin heidän kokonaisvastuunsa projektissa kasvaa ja työstä saadaan monipuolisempaa sekä mielekkäämpää. Liitoksen laskentaan kuluva aika saadaan minimoitua ohjelman avulla. Säästetty aika mahdollistaa eri tapausten välisen vertailun, jolloin pystytään hakemaan käytön ja rakentamisen kannalta paras lopputulos(koivisto 2008).

7 (33) 2 Työn vaiheet 2.1 Aiheeseen perehtyminen Aloituspalaveri Aivan ensimmäiseksi pidettiin aiheesta yhdessä tilaajan kanssa aloituspalaveri, jossa sovittiin aiheen rajaamisesta ja siitä, mitä kaikkea ollaan tekemässä. Palaverissa sovittiin tehtäväksi mitoitusohjelma, joka perustuu Janica Backmanin tekemään opinnäytetyöhön, sekä opastusvideo helpottamaan mitoitusohjelman käyttöönottoa. Yhdessä päätettiin, että työ tullaan toteuttamaan Excel-pohjalle Visual Basic Application -sovellusta eli VBA:ta hyväksikäyttäen. Mahdollisuuksien mukaan ohjelmaan olisi pystyttävä tallentamaan useampi laskenta tapaus, ilman että jokaista tapausta tarvitsisi erikseen tallentaa omaan tiedostoon. Ohjelmasta olisi myös tulostettavissa tarvittaessa dokumentti laskennasta, joka voitaisiin pyydettäessä lähettää myös rakennusvalvontaan. Palaverissa sovittiin myös, että ohjelman tulisi olla ulkoasultaan ja käytettävyydeltään samantyylinen, joihin yrityksessä jo aiemmin on totuttu. Ohjelman tulisi olla helppokäyttöinen ja virheiden syntyminen laskennassa tulisi pystyä minimoimaan. Yhdessä tilaajan kanssa sovittiin, että ohjelmaa ei tulla julkaisemaan opinnäytetyön raportin liitteissä, vaan ohjelma tulee jäämään pelkästään yrityksen sisäiseen käyttöön. Tällä estetään ohjelman leviäminen yleiseen käyttöön. Tällaisen ohjelman tekeminen vaatii kuitenkin paljon panostuksia, jotka on saatava takaisin kilpailuetuna muihin yrityksiin. Vanhoihin ohjelmiin tutustuminen Ohjelman suunnittelu käynnistyi tutustumisella vanhoihin yrityksen käytössä oleviin ohjelmiin. Tarkoituksena oli selvittää, millainen ohjelman tulisi olla käytettävyydeltään ja ulkoasultaan, jotta se palvelisi käyttöä mahdollisimman hyvin. Jo olemassa oleviin ohjelmiin tutustumalla saa jonkinlaisen käsityksen ohjelmien käytettävyydestä ja siitä millaisia vaatimuksia ohjelmalle tulee asettaa. Uuden ohjelman suunnittelussa päätettiin yhdistellä eri ohjelmien hyviä puolia mahdollisuuksien mukaan, ja pyrkiä luomaan tältä

pohjalta entistä parempi käyttöliittymämalli. Tarkoituksena oli saada aikaan malli, jota voitaisiin tulevaisuudessa käyttää yrityksessä hyväksi uusia ohjelmia suunniteltaessa. 8 (33) Käyttäjien toiveet Käyttäjät korostivat, että ohjelman tulisi olla käytöltään helppo, jotta itse laskeminen ei olisi vaikeaa. Sillä kokonaisuuden hallinta kuitenkin vaatii paljon huomiota. Käyttäjät toivoivat myös selkeää käytettävyyttä. Ohjelman tulisi olla kooltaan myös mahdollisimman pieni, sillä se tullaan tallentamaan jokaisen tulevan projektin kansioon valmistumisensa jälkeen. Näkyvissä pitäisi olla laskennan ajan kaikki tarpeellinen, mutta ei mitään ylimääräistä sekoittamassa laskentaa. Käyttöliittymän suunnittelu Käyttöliittymän suunnittelu lähti siitä ajatuksesta, että koko laskennan tulisi näkyä kerralla ruudulla sekä kaikkien välitulosten tulisi olla näkyvissä. Tämän avulla pyritään minimoimaan laskennassa syntyvät virheet, välttämään turhaa taulukon liikuttelua sekä helpottamaan tarvittavien arvojen syöttämistä. Eri liitostyypit yhdisteltiin viiteen eri laskentapohjaan, joissa pienin valinnoin saadaan valittua halutunlainen liitostyyppi laskentaa varten. Parametrien syötön helpottamiseksi liitoksista on nähtävillä kuva, johon parametrit on merkitty. Kuvat vaihtuvat tapauksen mukaan. Jokaista liitostyyppiä varten on tehty oma sivu, jolloin liitoksen valinta ja hallinta helpottuu. VBA:han tutustuminen Laskentarutiinien ja optimointien lisääntyessä rakennemitoituksessa laskelmat siirtyvät taulukkolaskentaohjelmille sekä yksittäisille koodatuille ohjelmille. Tässäkin tapauksessa valittiin käytettäväksi Excel -sovellus, koska sen käyttö on jo tällä hetkellä yleistä yrityksessä rakennemitoitusta tehtäessä. Taulukkolaskennan käyttöliittymä myös on selkeä, tuttu sekä helposti muunneltavissa. Excelissä on vähemmän tunnettu sovellus VBA, joka mahdollistaa mm. omien funktioiden tekemisen taulukkolaskennan käyttöön sekä omien halutunlaisten toimintosarjojen eli makrojen tekemisen. Näiden ominaisuuksien

avulla voidaan helpottaa laskentataulukon tekemistä, käyttöä ja tehdyn taulukon tarkistamista. Omien funktioiden avulla parametrien syöttö saadaan selvemmäksi. 9 (33) Eurokoodimitoitukseen tutustuminen Tärkeänä osana ohjelman tekemisessä oli eurokoodimitoitukseen perehtyminen ohjelman laatimiseen liittyvin osin. Tarkoituksena oli ohjelmanteon yhteydessä tarkistaa, että kaavat on oikein selvitetty, ja mahdolliset virheet tulisivat näin ilmi. Koko ohjelman teon ajan tulikin tarkistaa, että kaavat tulee viimeistään ohjelmaan tehtyä oikein. Ohjelman teon rinnalla tulikin käytyä läpi aikaisemman työn tekemiseen käytetyt lähteet ja ohjeet. Työn yhteydessä käytiin läpi mitoitusohjeet antavat eurokoodit sekä putkipalkkikäsikirjan kaavat tarvittavin osin. Näihin edellä mainittuihin lähdeteoksiin perustuvat kaikki laskentaohjelmassa käytössä olevat kaavat. Useampaan kertaan tarkistamisella pyrittiin minimoimaan ohjelmaan asti eksyvät virheet. Samalla tuli tutustuttua itse liitosten mitoitukseen, mikä helpotti laskennan syöttämistä ohjelmaan. Joitakin yksittäisiä virheitä aikaisemmasta selvitystyöstä löytyi, ja ne saatiin karsittua pois lopullisesta ohjelmasta. 2.2 Työn eteneminen Työtä tehtäessä voidaan edetä monella tavalla, mutta tämän työn työvaiheina ja etenemisjärjestyksenä on käytetty EXCEL2000-kirjan suosittelemaa järjestystä. Alla olevat otsikot perustuvat kirjan suosituksiin(walkenbach 2000, 348). Suunnitelman laatiminen Ensimmäisenä laskentataulukkoa tehtäessä piti miettiä, mitä todella halutaan saada aikaan. Ohjelmalla pitäisi pystyä suorittamaan se tehtävä, mitä varten se on tehty. Ohjelman käyttämisen pitäisi olla mielekästä sekä sen pitäisi tuottaa annetuista tiedoista asialliset tulokset. Käyttäjän pitäisi olla helppo käyttää ohjelmaa ilman, että sen käyttö vaatii suurta perehtymistä varsinaisen taulukon tekemiseen. Mahdollisuuksien mukaan käyttäjän pitäisi olla mahdotonta tai ainakin vaikeaa tuhota tai muotoilla keskeisimpiä kom-

10 (33) ponentteja tai ainakin hänellä pitää olla mahdollisuus palauttaa asiat ennalleen. Mitä vähemmän käyttäjältä vaaditaan oikeiden tulosten tuottamiseksi, sitä parempi. Lisäksi ohjelmaan pitää saada selkeät käyttöohjeet oikeiden tulosten aikaan saamiseksi. Tällä kertaa ohje on tehty videon muotoon, jolloin sen levittäminen yrityksen verkossa on helppoa. Videon avulla on ennen kaikkea helppo havainnollistaa ohjelman käyttöä. Yleisön huomioon ottaminen Laskentapohja luodaan Excel-ohjelmaan, joten kaikilla tulevilla käyttäjillä on hyvät mahdollisuudet päästä käyttämään sitä. Ohjelmassa käytössä olevat perusasettelut ja käyttötapa ovat kaikille käyttäjille jo entuudestaan tutut. Kaikkiin käytön aikana eteen tuleviin ongelmiin on yritetty löytää vastaukset jo etukäteen ja mahdollisuuksien mukaan minimoida eteen tulevat ongelmat. Mahdollisiin ongelmatapauksiin on pyritty antamaan ohjeet käyttöön opastavassa videossa. Taulukoihin on osittain mahdollista käyttäjän tehdä muutoksia ja omia muotoiluja, mutta kaikki laskennan kannalta keskeisimmät solut on lukittu, jolloin muutosten tekeminen tahattomasti on mahdotonta. Työkirjan ulkoasu Työkirjan ulkoasussa on pyritty käyttämään samaa ideaa, mitä yrityksen käytössä olevissa muissakin omissa ohjelmissa on. Tehdyn ohjelman näkymä on raportin liitteenä numero 1. Taulukkoon on asetettu selkeä kuva (kuvio 1.) laskettavasta kohdasta, jolloin käyttäjän on helpompi tietää, mitä parametria hän on milloinkin syöttämässä. Kuvio 1: Liitoksen esitys ohjelmassa

11 (33) Kuvan ympärille on aseteltu käyttäjän syöttämiä tietoja vaatimat parametrit, millä on pyritty siihen, että koko laskenta olisi ilman näytöllä liikkumista näkyvissä kokoajan. Vähemmän tärkeät välitulokset ja muita arvoja on sijoitettu laskentataulukon alareunaan. Taulukon selkeyttämiseksi kaikki laskettavat kapasiteetit on sijoitettu taulukossa samaan kohtaan, joka on kehysten sisässä. Samalla tavalla on esitetty myös laskettujen hitsien tiedot, joista on myös laskettu hyväksikäyttöaste näkyviin. Hitsien hyväksikäyttöaste merkitään tehtäviin konepajakuviin, joten taulukosta ne on tapauskohtaisesti helppo poimia. Tiedot ja kaavat Tiedot laskentataulukossa syötetään soluihin: taulukkoon on merkitty, mikä parametri tulee syöttää. Solun kohdalla on kerrottu, mikä on parametrin nimi, missä yksikössä se tulee syöttää sekä mahdolliset parametria selventävät kommentit. Parametreja syötettäessä käytetään yleisesti käytössä olevia yksiköitä. Kaikki tulosten laskennassa käytettävät kaavat on ohjelmaan itse ohjelmoitu. Näiden itse tehtyjen kaavojen perusteella parametrien syöttö funktioihin ja laskennan lisääminen taulukkoon on saatu mahdollisimman helpoksi. Muotoilujen lisääminen Laskentataulukoihin ei ole lisätty paljon muotoiluja, vaan asiat on pyritty ennemminkin saamaan esiin asettelun keinoin. Kaikki kohdat, joihin käyttäjän tulee syöttää tietoja, on merkitty keltaisella ja aseteltu kuvan lähelle. Käyttäjän syöttämien tietojen ja välitulosten väliin on asetettu punainen rajaus pitämään nämä osiot erillään. Tarvittavat osiot taulukossa on nostettu esiin kehysten avulla muuten vaaleasta taustasta. Taulukon testaus Taulukossa omiin funktioihin perustuvaa laskentaa on tarkastettu koko ohjelman teon ajan. Kaikkien syötettyjen funktioiden laskennan oikeellisuus on tarkastettu, ja funktiot

12 (33) tarkastettiin myös käsin laskemalla. Taulukkoa on testattu myös kokonaisuuksia laskemalla, jolloin mahdolliset yksittäisten arvojen virheet tulisivat esiin. Myös funktioiden laskentaan vaikuttavien ehtolauseiden toimivuutta on testattu syöttämällä funktioihin erilaisia arvoja, raja-arvojen molemmin puolin, jolloin on saatu selville ehtolauseiden toimiminen. Suojauksen lisääminen Taulukon kaikki keskeisimmät osat on suojattu käyttäjän tekemiltä muutoksilta. Käyttäjä voi halutessaan tehdä taulukkoon muotoiluja. Jos käyttäjä jostain syystä tuhoaa jotain, on mahdollista kirjoittaa kaikki laskentafunktiot uudelleen nappia painamalla. Myös solut, joihin käyttäjän ei ole tarpeen koskea, on suojattu muutoksia vastaan. Dokumentointi Ohjelman yhteen laskentataulukkoon on tehty työn dokumentointi, ja se on julkaistu työn liitteenä numero 2. Taulukkoon on merkitty taulukoittain, millaisia toimintosarjoja tai funktioita sivulla käytetään. Tämän avulla ohjelman tietoja voi myöhemmin tutkia, ja miettiä voisiko samoja toimintosarjoja käyttää hyväksi seuraavissa ohjelmissa.

13 (33) 3 Ohjelman kuvaus Tekty ohjelma koostuu kaikkiaan 17 sivusta. Ohjelmassa on ensimmäisenä aloitussivu, jonka kautta pääsee kuvaa klikkaamalla haluamansa liitoksen laskentasivulle. Näitä laskentasivuja on kaikkiaan viisi kappaletta, ja niiden avulla voidaan laskea kahdeksaa eri liitostapausta. Samantapaiset liitokset on pyritty saamaan samalle laskentasivulle mahdollisuuksien mukaan, erot lähinnä johtuvat siteen asemasta eli kyseessä on joko vaakaside tai vinoside. Yksi sivu on varattu tietokannaksi, johon lasketut tapaukset pystytään tallentamaan nappia painamalla talteen, ja sieltä ne pystytään myöhemmin lataamaan käyttöön tarvittaessa. Ohjelmalla pystytään myös tuottamaan valmis laskentaasiakirja joka voidaan sellaisenaan lähettää suoraan rakennusvalvontaan. Myös sen tekemiseen on oma sivunsa. Lisäksi ohjelmassa on sivuja, jotka toimivat käytössä olevien profiilien tietokantoina sekä sivuja, joita on tarvittu valikkojen tekemiseen. Ohjelmasta löytyy myös sivu, johon on taulukoitu laskennassa tarvittavia arvoja sekä muuta tietoa. Jokaisella laskentasivulla on kuva liitosdetaljista, jota ollaan laskemassa. Kuvan yläpuolella on tallenna-, lataa- ja liikkumis-painikkeet sekä kohdat, joihin voi kirjoittaa laskettavan tapauksen tiedot. Kuvan ympärille on ryhmiteltynä kohdat, joihin kussakin laskennassa tarvittavat parametrit tulee syöttää. Alempana erikseen on osiot joissa näkyy laskennan välituloksia sekä muita laskennassa tarvittavia parametreja. Tietokanta sivuille on profiileista kerätty vain tarvittavat mittatiedot, sillä ohjelma laskee itse muut tarvittavat parametrit. Tämän avulla tietokannat saatiin mahdollisimman pieniksi ja ohjelmakaan ei tämän takia kasva järjettömän suureksi. Samalla mahdolliset tietokantaan syötössä tapahtuvat virheet saadaan minimoitua, kun sinne ei syötetä turhia arvoja. Ohjelmassa käytössä olevat valikot on pyritty tekemään mahdollisimman lyhyiksi ja tällä tavalla selkeiksi. Profiileja valittaessa otetaan ensin profiilityyppi ja seuraavasta listasta vasta tarkka profiili. Saman profiilin käyttäminen eri asennoissa on myös tehty helpoksi. Listasta vain valitaan, kumminpäin käytetty profiili on laskennassa.

14 (33) Väärien arvojen syöttäminen ohjelmaan on yritetty tehdä hankalaksi ja laskijalle tietoiseksi. Laskennassa voidaan käyttää helposti vain tietokannassa olevia profiileja, jolloin profiilien mitat tulevat automaattisesti oikein eikä niitä tarvitse erikseen tarkistaa mistään luettelosta. Ohjelmaan siis pystyy syöttämään omia arvoja sekä lisäämään profiileja tarpeen mukaan, mutta silloin se on tietoista käytöstä. Laskentasivulle on pyritty selkeästi merkitsemään, mihin kohtiin käyttäjän tulee antaa tietoja ja mitkä taas tietokone laskee itse. Kohdat, joihin käyttäjän tulee syöttää tietoa, on aiemmista ohjelmista tutulla tavalla merkitty keltaisiksi. Soluissa on valmiina syötettyinä arvoja, jotka ovat keskenään sopivassa suhteessa, minkä mukaan käyttäjän on helppo lähteä haarukoimaan omaa haluamaansa tapausta. Valmiiksi syötetyt arvot toimivat myös esimerkkeinä käyttäjälle. Tuloksista laskentasivulla esitetään kullekin kohdalle laskettu kapasiteetti. Kapasiteetin perusteella ohjelma ilmoittaa myös, mikä on eri kohtien hyväksikäyttöaste sekä sanallisesti, kestääkö liitos. Hyväksikäyttöasteen perusteella käyttäjä pystyy helposti optimoimaan liitokseen käytettävän materiaalin vaadittavalla tarkkuudella tai käyttämään mielestään parasta vaihtoehtoa, joka täyttää liitokselle annetut kriteerit. Ohjelmassa käytetään rakenteiden mitoituksessa yleisesti käytössä olevia yksiköitä. Mitat syötetään ohjelmaan millimetreinä ja pinta-alat neliömillimetreinä. Rasitukset syötetään kilonewtoneina (kn) ja momentit kilonewtonmetreinä (knm). Voimasta syötetään siteen suuntainen voima. Kulma joka ohjelmaan syötetään, on pilarin ja siteen välinen kulma. Excelin omien funktioiden käyttö mitoitusohjelman teossa olisi hankalaa, joten kaikki laskennassa käytössä olevat funktiot on itse tehty. Funktiot on tehty mitoituskaavojen perusteella, joten ne ovat käytettyyn laskentaan sijoittuen mahdollisimman yksinkertaisia. Omien funktioiden avulla parametrien syöttö funktioihin on saatu selvemmäksi kuin normaalisti, sekä itse funktioiden laskenta on helpompi tarkistaa, kun parametrit sijaitsevat koodatussa funktiossa. Kaikki funktioissa käytetyt parametrit voidaan syöttää funktioihin, funktiolle avautuvan tietojensyöttö valintaikkunan kautta.

15 (33) 4 Laskennan kuvaus Tarkoituksena on tallentaa laskentaohjelman tiedosto käytössä olevaan projektikansioon, joka kopioidaan projektipalvelimelle aina, kun aloitetaan uusi projekti. Tällä tavalla projektissa lasketut tapaukset tallentuvat oikeaan paikkaan. Ohjelman sisällä on olemassa tietokanta, johon kaikki samassa projektissa lasketut tapaukset voidaan tallentaa myöhempää käyttöä ja tarkastelua varten. Tällä tavalla tieto arkistoituu oikeaan paikkaan ja on helposti löydettävissä. Laskenta voidaan siis aloittaa valitsemalla projektikansiosta laskentaohjelman tiedosto ja avaamalla tämä tiedosto. Ohjelma aukeaa aloitussivulta, jossa on kuvin esitetty ohjelmalla laskettavissa olevat tapaukset. Aloitussivulla on myös painikkeet, joita painamalla pääsee tarkastelemaan jo aiemmin mahdollisesti laskettuja tapauksia, sekä painikkeet, joita painamalla pääsee tutustumaan profiilitietokantaan ja tarvittaessa lisäämään uusia profiileja. Aloitussivulta pääsee oikeaan laskentataulukkoon valitsemalla kuvan, valitsemalla työkirjan alalaidasta oikean laskentataulukon tai valitsemalla listasta oikean liitostyypin ja painamalla Gopainiketta. Kun oikea liitostyyppi on valittu ja siirrytty oikeaan laskentataulukkoon, voidaan aloittaa tapauksen laskenta. Ensimmäisenä tulee valita onko kyseessä 1-leikkeinen vai 2- leikkeinen liitos, jos tämä valinta on mahdollinen. Seuraavaksi tulee syöttää rasitukset, niiden tyyppi sekä siteen ja pilarin välinen kulma. Eräässä tapauksessa tulee myös syöttää pilarissa vaikuttavat rasitukset, sillä ne vaikuttavat pilarin pinnan kestävyyteen pituussuuntaista levyä laskettaessa. Ohjelmaan on syötetty tavallisimmin käytössä olevat materiaalien lujuusominaisuudet, mutta niitä voi myös muuttaa, ja se kannattaakin tehdä tässä vaiheessa. Ohjelmassa on taulukkoliite-niminen sivu, josta voi tarkistaa materiaalien lujuusominaisuudet sekä niiden muuttumisen esimerkiksi materiaalin paksuuden mukaan. Seuraavana sivulla on syötettynä laskennassa tarvittavien osavarmuuskertoimien arvot, joita voidaan muuttaa normin muuttuessa tai jos jostain muusta syystä niitä halutaan muuttaa. Yleensä niihin ei ole tarpeellista koskea.

16 (33) Pilarin profiilityyppi voidaan valita listasta, minkä jälkeen ohjelma listaa toiseen valikkoon tämän tyyppisen profiilin suositusprofiilit. Profiilien suosituskoot perustuvat eri valmistajien ilmoittamiin suosituskokoihin, eli ne ovat niin sanottuja varastomittoja. Siteen profiilien valinta tapahtuu samalla tavalla. Taulukossa on myös mahdollisuus valita, käytetäänkö kuumavalssattuja vai kylmämuovattuja putkia. Tämän jälkeen voidaan kirjoittaa liitoslevyjen tiedot, kuten niiden paksuudet sekä leveys. Kaikkien levyjen lujuudet oletetaan tässä ohjelmassa samoiksi. Liitoslevyistä tulee myös syöttää tarvittaessa niiden sisäänvetopituus, reiän etäisyys pilarin pinnasta sekä leikkauksen ja vedon rasittamat nettopinta-alat. Yritykseen aiemmin aiheesta tehdyssä opinnäytetyössä on kerrottu, miten nämä pinta-alat lasketaan, ja käyttäjän tulee syöttää nämä tiedot laskentaan. Laskentaa tehtäessä on pyrittävä käyttämään konepajavalmistusta palvelevia mittoja sekä käytettävä todellisia mittoja, jotka voidaan myös järkevästi toteuttaa. Moniin soluista on asetettu valintalaatikko, josta voidaan valita oikeat arvot, jolloin vältytään väärien kokojen ja arvojen käyttämiseltä laskennasta. Näihin soluihin ei voida syöttää muita kuin hyväksyttyjä arvoja. Liitoksesta tulee myös syöttää pulttien reunaetäisyydet, pulttien väliset etäisyydet, pulttien koot, reikien koot ja pultin lujuusluokka. Myös se, osuvatko pulttien kierteet liitoslevyjen leikkaustasoon, tulee huomioida, sillä se vaikuttaa pulttien leikkausjännityspinta-alaan. Myös muut laskennassa tarvittavat parametrit tulee käyttäjän syöttää tässä vaiheessa. Kun kaikki tarvittavat arvot on syötetty tai muutettu halutunlaisiksi, ohjelma laskee automaattisesti kapasiteetit tutkittavissa kohdissa sekä hyväksikäyttöasteet ja ilmoittaa, kestääkö tämä kohta ko. rasituksen. Tämän jälkeen on helppo muutella syötettyjä arvoja ja hakea optimiratkaisua. Osien mitoittamisen jälkeen voidaan ryhtyä mitoittamaan liitoksen hitsejä. Ohjelma laskee automaattisesti käytettyjen osien kokojen, korrelaatiokertoimien sekä rasitusten mukaan tarvittavan laskennallisen hitsin paksuuden. Hitsien laskennassa käytetään komponenttimenetelmää. Koska laskennasta suoraan saataisiin harvoin käytettyjä hitsien paksuuksia, käyttäjän tulee itse syöttää haluamansa hitsien koot niille tarkoitettuun paikkaan, jolloin ohjelma laskee hitsien hyväksikäyttöasteen suhteessa laskennallisen hitsin paksuuteen. Tällä voidaan kasvattaa hitsiä haluttuun kokoon, jolloin hitsin

17 (33) käyttöaste saadaan halutunlaiseksi. Silllä voidaan vaikuttaa hitseille tehtävien tarkastusten määrään. Laskentaan syötettävien arvojen määrä on pyritty minimoimaan, sekä laskentaa on pyritty ehdollistamaan tiettyjen eurokoodin antamien sääntöjen mukaan, jotta käyttäjän täytyy mahdollisimman vähän puuttua laskennan kulkuun ja valita kaavoja. Tämä ei kuitenkaan kokonaan sulje pois sitä, että käyttäjän täytyy ymmärtää mitä hän on laskemassa, ja minkä arvojen muuttelu vaikuttaa mihinkin. Kaikki lasketut tapaukset voidaan tallentaa työkirjan Lasketut -välilehdelle painamalla laskentasivulla yläreunassa olevaa tallenna-painiketta. Ohjelma kirjoittaa lasketun tapauksen tarvittavat arvot muistiin, josta ne voidaan myöhemmin hakea. Kahta samannimistä tapausta ei pysty tallentamaan samaan työkirjaan, mutta mahdollisuus tallentaa vanhan tapauksen päälle on olemassa. Tällöin kuitenkin ohjelma varmistaa, haluaako käyttäjä näin toimittavan. Laskettuja liitoksia voidaan hakea työkirjan tietokannasta valitsemalla tapaus kohdasta haluttu tapaus, sekä painamalla lataa-painiketta. Ohjelmaan on ohjelmoituna toiminta sarja, joka hakee tallennetun laskennan tiedot haluttuun laskentapohjaan. Laskettu liitos voidaan tämän jälkeen tulostaa tai vaihtaa käytettyjä arvoja ja jatkaa laskentaa normaalisti. Ohjelmassa on myös ominaisuutena tulostusmahdollisuus, jota hyödyntämällä tapaus voidaan arkistoida paperiversiona tai lähettää tarvittaessa rakennusvalvontaan. Tulostuksen mallina on käytetty virallista RIL-Rakennelaskelmamallia. Jos ohjelmassa käytössä olevat kaavat jostain syystä käyttäjän toimesta tuhoutuvat tai käyttäjä epäilee muuttaneensa vahingossa jotain niistä, on taulukon kaikki kaavat mahdollista kirjoittaa uudestaan. Ohjelmaan on kirjoitettu toimintosarja, jossa on muistissa solukohtaisesti kaikki tarvittavat kaavat. Jos syöttää arvoja vain niille merkittyihin paikkoihin eikä muuta parametrien arvoja tai koske tulosten laskentaan, kaavat eivät tällöin pääse muuttumaan.

18 (33) Jos halutaan pelkästään tulostaa aiemmin laskettuja tuloksia, tulee toimia, kuten aiemmin on kerrottu. Ensimmäiseksi avataan tiedosto projektikansiosta ja valitaan etusivulta halutun tapauksen laskennassa käytetty liitoksen laskentasivu. Ohjelman lataatoiminnolla voidaan tämän jälkeen ladata haluttu laskentatapaus tietokannasta. Jos käyttäjä ei muista, miten hän on tapauksen nimennyt, on mahdollista mennä lasketutvälilehdelle tarkastelemaan laskettuja tapauksia ja arvioida arvojen perusteella, mikä on haluttu laskentatapaus. Kun haluttu tapaus on saatu ladattua laskentasivulle ja tarvittaessa tehty halutut muutokset, laskentatapaus voidaan tulostaa painamalla tulosta laskenta painiketta. Tällöin ohjelma automaattisesti rajaa Tulosta laskenta -sivulta oikean alueen ja näyttää tapauksen laskennan tulostuksen esikatseluikkunassa. Tämän jälkeen käyttäjä voi valita, haluaako tulostaa tapauksen paperille vai valitseeko tulostukseen pdf:n ja tulostaa laskennan projektin tiedostoon.

19 (33) 5 Ohjelman toimintaperiaate Mitoitusohjelman toiminta perustuu laskentafunktioihin, jotka on itse koodattu VBA:han. Näissä funktioissa käytössä olevia kaavoja pystytään ehdollistamaan laskennasta saatavien tulosten mukaan, jolloin käytössä ovat aina laskennan kannalta oikeat kaavat. Näin myös vältytään siltä, että käyttäjän ei tarvitse laskea monia välituloksia selvittääkseen, mitä kaavoja milloinkin tulee käyttää, vaan ohjelma tekee päätökset. Funktiot on syötetty laskentataulukoihin tietyin soluviittein, jolloin funktioissa on käytössä soluihin syötetyt arvot. Kuviossa 2. on esimerkki siitä, millainen itse ohjelmoidun funktion argumenttisivu on. Kuvio 2: Funktion parametrien syöttö Ohjelma laskee liitoksen kapasiteetit ja hyväksikäyttöasteet näiden perusteella ennalta määrätyissä ja liitoksen mitoittamisen kannalta olennaisissa kohdissa. Myös leikkeisyyden valinta vaikuttaa käytössä oleviin kaavoihin sekä sytyttää tai sammuttaa taulukossa olevat kuvat tarpeen mukaan. Kaikki painiketta painamalla tapahtuvat toimintosarjat on koodattu myös VBA:han. Toimintosarjat ovat kuin käyttäjän tekemiä valintoja ja tapahtumia, mutta tietokone tekee ne ennalta määrätyllä tavalla koodin mukaisesti. Tällä tavoin voidaan saada halutut toimintosarjat yhdellä painikkeen painalluksella tehtäväksi.

20 (33) Näiden toimintosarjojen avulla voidaan tässä ohjelmassa - liikkua laskentataulukosta toiseen - tallentaa laskettu tapaus työkirjan tietokantaan - ladata laskettu tapaus tietokannasta - kirjoittaa kaavat uudelleen soluihin - tulostaa laskennan tuloksista dokumentti. Muuttuvat valikot työssä on toteutettu Excelissä olevan indeksifunktion avulla. Se hakee arvon taulukosta tiettyjen saamiensa osoitetietojen mukaan. Valittaessa profiilityyppivalikosta saa valinta tietyn arvon, jonka avulla indeksifunktio hakee tietokannasta halutut arvot. Kohta, johon nämä arvot on sijoitettu, on taas tietyn valikon valinta-aluetta, josta valikko poimii näyttämänsä arvot. Ohjelmasta löytyy ohjelmoitu hakufunktio profiilien mittojen tietokannasta hakemista varten. Funktio hakee profiilin nimen perusteella oikean kohdan tietokannasta, josta poimii profiilille kuuluvan halutun arvon oikeasta sarakkeesta.

21 (33) 6 Käyttöala ja luotettavuus 6.1 Käyttöala Ohjelman avulla voidaan laskea kahdeksaa eri pilari-side -liitostyyppiä, jotka on tiivistetty tässä ohjelmassa viidelle eri laskentasivulle. Samantyyppisen liitoksen vaaka- ja vinosidelaskenta on tiivistetty samaan laskentapohjaan, lisäämällä pilarin ja siteen välinen kulma yhdeksi muuttujaksi. Myös mahdollisuus tehdä liitos 1- tai 2-leikkeisenä on laitettu laskentataulukossa valintanapin taakse. Oikeastaan ainoana rajoituksena on, että tässä ohjelmassa ruuvien oletetaan olevan vain yhdessä rivissä. Monirivisien ruuviryhmien laskeminen vaatisi monen lisäehdon rakentamista sekä käyttäjältä monia valintoja ennen laskennan aloittamista. Sideliitosten mitoituksessa pärjätään pelkästään käyttämällä hyväksi reunarivin ruuveja. Muuten mitoitus useampirivisissä tapauksissa tapahtuu samalla tavalla kuin muissa kohdissa. Ohjelmalla laskettavissa olevat liitostyypit ovat seuraavat: - siteen liitos pilariin 1- tai 2-leikkeisenä pituussuuntaisella levyllä - siteen liitos pilariin 1- tai 2-leikkeisenä siteeseen sisäänvedetyllä levyllä - vinositeen liitos putkiprofiiliin poikittaissuuntaisella levyllä - vinositeen liitos I-profiiliin - vinositeen liitos I-profiiliin sisäänvedetyillä levyillä. Liitosta mitoitettaessa otetaan huomioon kaikki osat ja mahdollisuudet, miten rikkoutuminen voi tapahtua. Liitos kestää vain sen, mitä sen heikoin osa kestää. Tällä ohjelmalla liitosta mitoitettaessa otetaan huomioon kaikki mahdollisuudet aina pilarin pinnan rikkoutumisesta siteen perusaineen kestävyyteen saakka. Laskennassa tutkittavat tekijät ovat - pulttien kestävyys - levyjen reunapuristuskestävyys - levyjen palamurtumiskestävyys - levyn- ja siteen poikkileikkauksien kestävyys - pilarin pinnan kestävyys

22 (33) - liitosten hitsit. Tällä ohjelmalla kyseisten liitosten mitoitus pitäisi olla helppoa ja nopeaa, mutta se ei sulje pois sitä, että käyttäjän pitää tietää, mitä on laskemassa ja mitä vaikutuksia eri muutoksilla milloinkin on. Käyttäjän tulee hallita ainakin perusteet teräsrakennesuunnittelusta, konepajavalmistuksesta ja muusta suunnitteluun liittyvistä asioista. Vaikka ohjelmalla pystyy laskemaan kaiken kokoisia kappaleita, on hyvä pitää mielessä, mitkä profiilit ja osat ovat valmistuksen ja käytön kannalta järkeviä. Laskennassa pitää myös ottaa huomioon eurokoodin antamat ohjeet esimerkiksi ruuvien reunaetäisyyksistä ja tehdä laskentaa tällä tavoin sallituilla arvoilla. Eräissä kohdissa, joihin käyttäjän tulee syöttää tietoa, on soluihin lisätty valintalaatikko tätä varten, koska silloin käyttäjä pystyy antamaan vain etukäteen määrättyjä arvoja. Tällä tavoin vähennetään virheellisten tapausten laskentaa ja syötetyt arvot pysyvät todellisina ja käytössä olevina. Muutamassa kohdassa myös funktioiden toiminta edellyttää tietyn tyylisiä vastauksia toimiakseen, myös tällöin vain tietyt arvot määrätyissä soluissa ovat hyväksyttyjä. Ohjelmalla pystytään laskemaan sekä kuumavalssattuja että kuumamuovattuja putkia. Laskentataulukossa käyttäjä voi tehdä valinnan, kumpia putkia haluaa käyttää. Oletusarvoisesti ohjelma laskee Suomessa yleisesti käytössä olevilla kylmämuovatuilla putkilla. Muuttamalla solun Rr-arvon nollaksi ohjelma alkaa käyttää kuumavalssattuja putkia, jolloin putken pyöristyssädesäännöt muuttuvat, mikä aiheuttaa muutoksia myös poikkileikkaus arvoihin. Tämän mahdollisuuden vuoksi on helpompi laskea myös vientikohteita, joissa kuumavalssattujen putkien käyttö on yleisempää. Tämän toiminnon avulla putkista ei tarvinnut tehdä niin suurta tietokantaa, vaan laskentatapa vain vaihtuu muutosten myötä. 6.2 Luotettavuus Ohjelman laskennassa käyttämä koodi tarkastetaan, ennen kuin ohjelmaa pystytään hyödyntämään varsinaisessa mitoituksessa. Koodi on pyritty rakentamaan helposti tarkastettavaksi ja mukavaksi lukea, sekä koodia on kommentoitu paljon siihen tutustumisen helpottamiseksi. Koko ohjelmanteon ajan kantavana ajatuksena on ollut rakentaa

23 (33) ohjelmasta sellainen, että sillä ei pysty vahingossa laskemaan vääriä tapauksia, sekä laskentataulukot laskevat numeerisesti oikein. Esimerkiksi hakemalla profiilien mitat tietokannasta estetään olemattomien putkikokojen laskenta, ja jos näistä arvoista poiketaan, se on käyttäjän tietoista toimintaa. Ohjelmaan pystyy siis myös antamaan profiileille omia arvoja, mutta tällöin käyttäjä muuttelee mittoja tietoisesti. Ohjelmaa tehtäessä koodia on pyritty tarkastamaan ja testaamaan. Pitempiä funktioita tehtäessä on näiden tarkistaminen suoritettu laskemalla samat kaavat myös käsin samanaikaisesti. Tämän avulla funktioiden laskenta on jo tekovaiheessa pyritty saamaan oikeaksi. Laskennassa käytettävien ehtojen toiminta on myös pyritty tutkimaan jo tekovaiheessa. Ehtojen toimintaa on testattu laskemalla tiettyjä välituloksia ehtojen molemmin puolin olevilla arvoilla. Ohjelman toimintaa on myös tutkittu laskemalla ohjelmalla ja käsin samoja esimerkki tapauksia ja vertaamalla näistä saatuja tuloksia keskenään. Kun otetaan huomioon, että ohjelma laskee kaiken tarkoilla arvoilla ja käsin laskennassa arvot aina vähän pyöristyvät, molemmista on saatu samat tulokset. Sen perusteella voidaan ohjelman todeta laskevan annettujen kaavojen perusteella oikein. Jos ohjelmassa huomataan virheitä, ne korjataan. Samoin pyritään myös ohjelman käyttöliittymää kehittämään ja parantamaan käyttäjiltä saatujen kokemusten perusteella. Tästä ohjelmasta saatujen hyvien ja huonojen kokemusten pohjalta tullaan myös tekemän uusia ohjelmia, joissa hyödynnetään samaa perusideaa.

24 (33) 7 Suhde vastaaviin ohjelmiin Voimaan tulevan eurokoodin myötä vanhat, vielä käytössä olevat ohjelmat vanhenevat ja menettävät näin asemansa mitoituksessa. Niiden poistuminen luo selvän tarpeen uusille, eurokoodin mukaan mitoittaville ohjelmille. Vanhoja, pieniä laskentaohjelmia on yrityksissä paljon käytössä, mutta näiden B7:n mukaan tehtyjen ohjelmien muuttaminen eurokoodin mukaan mitoittaviksi ei ole kannattavaa. Sillä näihin perustuvassa mitoituksessa on paljon eroavaisuuksia, ja helpommaksi tulee tehdä kokonaan uudet ohjelmat. Tässä raportoidulla ohjelmalla pyritään pääsemään juuri näille markkinoille. Työn tekijällä tai yrityksen edustajilla ei ollut työn tekemisen aikaan tiedossa, että kyseisenlaista ohjelmaa voisi ostaa jostain. Tämä työ on tehty erityisesti yrityksen omaan käyttöön, mutta mikään ei estä yritystä myymästä sitä myös muille. Ohjelmalla pyritään saavuttamaan säästöjä suunnitteluaikaan ja luomaan tällä tavalla paremmat edellytykset osallistua tarjouskilpailuihin. Suunnittelutyön kansainvälistyessä eurokoodin myötä samaa suunnitteluohjetta käytetään yhä useammissa maissa. Tätä ohjelmaa voidaan siis suoraan käyttää ulkomaille tehtävien kohteiden laskennassa, sekä ohjelma voisi olla myös ulkomailla käytössä. Ainoana eroavaisuutena on, että kussakin maassa tulee noudattaa kansallisia liitteitä. Tarkoituksena oli myös itse ohjelman tuottamisen lisäksi tutkia alustan toimivuutta kyseisenlaisten ohjelmien tekemiseen. Tämän ohjelman tekemisen yhteydessä saatiin selville Excelin luomat rajoitteet sekä mahdollisuudet. Tähän työhön tehtyjä työkaluja pystytään pienin muutoksin hyödyntämään muissa, vastaavanlaisissa ohjelmissa. Tarkoituksena onkin tulevaisuudessa laajentaa ohjelmaa laskemaan uusia liitoksia ja yhä suurempia kokonaisuuksia. Tarkoituksena oli saada aikaan alusta, jonka mallia hyväksikäyttäen ja virheistä oppien on helppo tehdä uusia suunnitteluohjelmia ja siten vähentää laskennan ja varsinkin detaljisuunnittelun vaatimaa aikaa koko suunnitteluprojektissa. Nykyään suunnittelun osuus koko projektin aikataulutuksessa on jo väkisin puristettu melko pieneksi, ja se aiheuttaa suunnittelijoille painetta selvitä laskennasta vieläkin nopeammin. Tällöin rakenteiden optimointiin käytettävissä oleva aika jää väkisinkin hyvin pieneksi.

25 (33) Vastaavanlaisia ohjelmia ei ole vielä tullut markkinoille, mutta eurokoodiin siirtymisen määräajan lähestyessä insinööritoimistot sekä konepajat ja materiaaliteollisuus tuovat niitä varmasti käyttöön lähitulevaisuudessa. Laskentaohjelmat tulevat olemaan heidän tuotteillensa räätälöityjä, ja tällä he pyrkivät vauhdittamaan omien tuotteidensa kauppaa. Eurokoodin käyttöön siirtymisen jälkeen vastaavanlaisille ohjelmille on suuremmat markkina-alueet, mikä varmasti nopeuttaa ohjelmien myyntiin tuloa. Tällaisen melko yksinkertaisen ohjelman tekeminen myyntitarkoitukseen ei vaadi suuria taloudellisia resursseja, koska ohjelmat työn tekemiseen löytyvät lähes poikkeuksetta joka koneelta.

26 (33) 8 Kehittämiskohteet ja tutkimusideat Profiilitietokanta Jos samaa laskentapohjaa päädytään käyttämään ohjelmia laajennettaessa ja uusia tehtäessä tulee varmasti ensimmäisenä eteen profiilitietokantojen laajennus. Tässä ohjelmassa on varsin pieni profiilitietokanta, mutta sillä tarkoitettujen liitosten laskentaan riittävä sisältäen kaikki mahdolliset profiilit, joita tarvitaan. Profiilitietokantaa laajennettaessa tulee myös huomioida valikoiden laajentaminen koskemaan myös uusia profiileja. Toisaalta profiilitietokanta ei sido käyttäjää, koska voi halutessaan myös syöttää omia arvoja, sillä ohjelma laskee itse tarvittavat profiilien poikkileikkausarvot mittojen avulla. Valikot Profiileja tietokantaan lisättäessä myös profiileja koskevat valikot täytyy laajentaa koskemaan myös uusia profiileja. Tämä aiheuttaa työtä ja voi olla hankalaa. Jos on tarvetta lisätä paljon uusia profiileja, kannattaakin tutkia mahdollisuuksia, miten valikot voisi toteuttaa helpommin. Valikot voisivat olla selkeämpiä ja helpommin laajennettavissa olevia. Kuvat Liitoksista nähtävissä olevat kuvat voisivat olla selkeämmät ja kooltaan isommat, mutta tällöin koko laskentapohjaa ei saada kerralla näkyviin. Voisi tutkia mahdollisuutta, miten kuvan saisi vaikkapa valitsemalla kuvan suurentumaan ja taas pienentymään haluttaessa. Tämä voisi olla hyödyllistä, jos käyttäjä ei tunne kaikkia käytössä olevia merkintöjä ja joutuu selvittämään näitä kuvan avulla. Käyttöliittymä Käyttöliittymä on pyritty tekemään käytön kannalta mahdollisimman selkeäksi, joten itse näkymä voisi varmaan olla selvempikin. Joissakin kohdin voisi olla aiheellista lisätä tietoja, mutta tarvittavat selitykset pitäisi olla.

27 (33) Koodi Koodi on pyritty tekemään selkeäksi ja helposti tarkistettavaksi, joten paikoitellen se on varmasti vaikeasti tehty. Raportin laatijalla ei ollut aiempaa kokemusta VBAohjelmoinnista, joten valmiiseen koodiin voi olla tyytyväinen. Koodia on pyritty kommentoimaan paljon tarkistamisen ja tutustumisen helpottamiseksi juuri epäselvyyksien välttämiseksi. Paikoitellen moduuleihin on saattanut jäädä tarpeetonta koodia, jota lopullisessa laskennassa ei lopulta tarvita, mutta se ei millään tavalla haittaa laskentaa. On myös koodattuna joitain tarpeettomia funktioita, joita ei myöskään lopulta tarvittu, mutta ne saattavat olla jotain toista laskentaa tehtäessä tarpeen. Funktiot Käytössä olevat funktiot on pyritty tekemään liitoskohtaisiksi, mutta joissain kohdin jouduttiin apumuuttujien laskennassa käyttämään myös toisen liitoksen funktioita, mikä saattaa hiukan sekoittaa. Olisi voinut olla selvempää tehdä funktio aina yhtä liitoksen osan kapasiteettia kohden, jolloin samalla funktiolla olisi käsitelty kaikki kohtaan liittyvä. Tämä tuli mieleen liian myöhään, jolloin oli jo liian myöhäistä alkaa korjata asiaa. Funktiota laskennassa käytettäessä ei voi millään tavalla viitata soluun, jossa funktio on, sillä muuten tapauksesta tulee ns. ristiviite, jota Excel ei hyväksy. Tulosten esitys Tulosten esitys kaavojen yhteydessä paljastui melko hankalaksi toteuttaa. Aluksi tarkoituksena oli sisällyttää kaavat kuvina taulukkoon, mutta se ei onnistunut. Jos kaavat olisi saanut hyvin kuvina näkyviin, olisi ollut helppoa toteuttaa kaavojen näkymisen vaihtuminen. Kaavat on toteutettu kirjoittamalla ne taulukkoon kaikkine vaihtoehtoineen, ja laskijan valintojen mukaan kaavat vaihtuvat oikeiksi. Kaavojen vaihtuminen laskennan mukaan saatiin siis lopulta toteutettua melko hyvin.

28 (33) Työkalut Ohjelmaan on saatu aikaan tarpeelliset työkalut, joita on mahdollista käyttää jälkeenpäin myös muissa ohjelmissa. Excel Excel-ohjelma antaa käyttäjälleen hyvät mahdollisuudet muokata näkymä ja muita tarvittavia osia. Erityisesti Excelin VBA-ominaisuus antaa paljon mahdollisuuksia muokata ja tehdä laskentapohjasta lähes halutunlainen. Excelin vahvuutena käytössä on sen selkeys sekä tunnettuus käyttäjilleen. Tässä työssä paras Excelin ominaisuus oli mahdollisuus tehdä omia funktioita laskennan helpottamiseksi. Tämän projektin puitteissa ei ollut tarkoitus eikä mahdollista muiltakaan osin tutkia muita laskenta-alustoja, mutta olisi voinut olla kannattavaa tutkia mahdollisuuksia toteuttaa mitoitusohjelma Mathcadtai Maple-pohjalle. Niiden käyttöä mitoitusohjelman pohjana ei ole työntekijälle tuttua. Voi olla, että niissä kuvien käyttö ja esimerkiksi tallennusmahdollisuuden tekeminen ei onnistuisi. Profiilien syöttö Tällä hetkellä profiilit pitää valita listasta, mutta tarkoituksena on rakentaa käyttäjälle myös mahdollisuus kirjoittaa haluamansa profiilin koko, jolloin erillinen funktio sijoittaisi profiilin arvot oikeille paikoilleen nimen perusteella. Toisaalta tällöin käyttäjän pitää tietää, millaisia profiileja on tarkoituksenmukaista syöttää laskentaan. Hyvänä voidaan pitää mahdollisuutta laskea sekä kylmämuovattuja että kuumavalssattuja putkia. Ohjelmassa liikkuminen Tällä hetkellä käyttäjän on mahdollista liikkua etusivun kautta kaikille tarpeellisille sivuille valitsemalla kuvan tai haluamansa painikkeen. Haluttu sivu voidaan myös valita taulukon alareunasta, kuten Excelissä normaalistikin. Halutessa voidaan myös valita

29 (33) tarvittavan sivun nimi listasta ja siirtyä nappia painamalla haluttuun taulukkoon. Ohjelmassa liikkumiseen voisi olla kehitettävissä vieläkin parempia tapoja kuin toteutetut. Ohjelmien tekeminen Kyseisten ohjelmapätkien tekemisen opettelu on hyödyllistä ja opettavaista. Sen avulla voi tehdä tulevaisuudessa yrityksen käyttöön paljon uusia sovelluksia nyt kun osaa. Voisi olla kannattavaa selvittää, olisiko tällaisille ohjelmille laajemmalti kysyntää. Voisi olla hyvä yritysidea tehdä näitä ohjelmia tilaustyönä. Vastaavalla tavalla voisi tulevaisuudessa tehdä monenlaisia hyödyllisiä sovelluksia, joista tulee varmasti olemaan käyttäjilleen paljon hyötyä. Kaikkia edellä mainittuja kohtia ja asioita tullaan muokkaamaan parempaan suuntaan käyttäjiltä saatavan palautteen ja kehitysehdotusten myötä. Parhaiten puutteet ja mahdolliset virheet tulevat esille vasta varsinaisen käytön yhteydessä. Kaikkia käyttäjiä onkin ohjeistettu antamaan rohkeasti palautetta ja kertomaan omat mielipiteensä ohjelmaan ja sen käyttöön liittyvistä asioista. Käyttäjiltä saatu palaute ja ohjelman käyttökokemukset tulevat vaikuttamaan suoraan seuraavien ohjelmien ulkonäköön ja käytettävyyteen. Tässä tapauksessa koettiin eduksi, että ohjelmia tekemässä ovat henkilöt jotka ohjelmaa tulevat käyttämään. Näin ohjelma vastaa parhaiten tarpeeseen ja pyrkii ottamaan ja tekemään vain tarpeellisen, mutta olemaan silti tehokkaasti käytettävissä. Solujen kommentointi Excelissä on tarvittaessa helppo lisätä soluun kommentti, jonka pystyy näkemään solun yläreunaan syntyvää merkkikolmiota koskettamalla. Tätä keinoa käyttämällä on helppo lisätä selkeyttäviä kommentteja, jos tuntuu siltä, että ohjelman käyttö sitä vaatii.

30 (33) 9 Lopputulos ja johtopäätökset Opinnäytetyön tuloksena saatiin aikaan kaikki se, mitä pitikin. Opinnäytetyönä tehtiin teräksisiä sideliitoksia mitoittava laskentaohjelma, sekä sen käyttöön opastava video. Ohjelmaa ja sen tekemistä on kuvailtu tässä opinnäytetyön raportissa. Varsinaista ohjelmaa ei tule tämän raportin liitteeksi, vaan se jää pelkästään yrityksen sisäiseen käyttöön toistaiseksi. Raportin liitteenä olevaan opasvideoon tutustumalla saa myös melko selkeän kuvan, millaisesta ohjelmasta on kyse ja miten se toimii. Raportin liitteistä löytyy myös taulukko, johon on merkitty, millaisia toimintosarjoja missäkin taulukossa on ja mitä ne tekevät. Sen avulla saa jonkinlaisen käsityksen siitä, millainen työ ohjelman tekemisessä on ja miten monesta eri osasta ohjelma lopulta koostuu. Ohjelmaa käytettäessä käyttäjän tulee hallita perusasiat teräsrakenteiden mitoittamisesta ja suunnittelusta sekä tuntea eurokoodissa ja putkipalkkikäsikirjassa yleisimmin käytettävät merkinnät. Kaikkia syötettäviä parametreja ei välttämättä ole kaikissa kuvissa esitettynä, vaan ne oletetaan tunnettavan. Ohjelmaa käytettäessä on hyvä käyttää apuna Janica Backmanin aiheesta tekemää opinnäytetyötä käsikirjamaisesti selventämään, mitä milloinkin ollaan laskemassa, ja selvittämään, mitkä asiat vaikuttavat mihinkin, se onnistuu parhaiten laskentakaavoihin tutustumalla ja tuloksia vertailemalla.

31 (33) Lähteet Backman, Janica 2008. Teräsrakenteisten siteiden liitokset. Opinnäytetyö. Tampereen ammattikorkeakoulu. Rakennusosasto. Tampere. Hirvonen, Olli, RI. Haastattelut 17.10.2008-20.3.2009. SS-Teracon Oy. Koivisto, Pasi, DI. Haastattelut 17.10.2008-20.3.2009. SS-Teracon Oy. Kytömäki, Reijo, DI. Haastattelut 17.10.2008-20.3.2009. SS-Teracon Oy. Lilja, Risto, Rakennustekniikan lehtori. Haastattelu 16.2.2009. Tampereen ammattikorkeakoulu. Rautaruukki, Rautaruukin rakenneputket. [www-sivu].[viitattu 5.12.2008]. Saatavissa: http://www.rautaruukki.com/fi SFS-EN 1993-1-1. Eurokoodi 3. 2005. Teräsrakenteiden suunnittelu. Osa 1-1: Yleiset säännöt ja rakennuksia koskevat säännöt. Suomen standardisoimisliitto. SFS-EN 1993-1-5. Eurokoodi 3. 2006. Teräsrakenteiden suunnittelu. Osa 1-5: Levyrakenteet. Suomen standardisoimisliitto. SFS-EN 1993-1-8. Eurokoodi 3. 2005. Teräsrakenteiden suunnittelu. Osa 1-8: Liitosten mitoitus. Suomen standardisoimisliitto. Shepherd, Richard 2006, Excel- Ohjelmointi, Tehokas hallinta, Readme.fi. Jyväskylä: Gummerus kirjapaino Oy. Suomen rakennusinsinöörien liitto RIL Oy 2006, Rakennesuunnittelun asiakirjaohje, Mallipiirustukset ja laskelmat, RIL 229-2-2006. Helsinki: Hakapaino Oy. Vainio, Hannu 2000, Rautaruukin putkipalkkikäsikirja. Rautaruukki Oy. Keuruu: Otavan kirjapaino Oy. Walkenbach, John 2000, Excel 2000, Teknolit Oy. Tampere:Tammer-Paino Oy.