Raskaaseen kuormitukseen, hitsausliitoksia varten teräs- ja betonirakenteiden välille Versio: FI 1/2017 Laskentanormi: EC+NA Tekninen käyttöohje
Raskaiden kuormitusten siirtämiseen hitsausliitosten avulla teräs- ja betonirakenteiden välillä Suunnittelu on helppoa, tehokasta ja luotettavaa ilmaisella Peikko Designer : Fastening Plate -ohjelmistolla Laaja hyväksytty vakiotuotevalikoima, joilla voidaan huomioida erikokoiset teräsprofiilit, tarvittavat asennustoleranssit ja kuormitustapaukset. Lukuisat materiaalivaihtoehdot ja -yhdistelmät mahdollistavat räätälöidyn ratkaisun haastaviinkin kohteisiin esimerkiksi teollisuuskohteissa ja meri-ilmastossa JPL- ja P3KL-kiinnityslevyjen avulla luodaan liitos teräs- ja betonirakenteen välille. Ne ovat erityisen sopivia raskaaseen kuormitukseen teollisuuden ja energian tuotannon rakenteissa. Tyssäankkurit mahdollistavat liitokset myös ohuempiin rakenteisiin. P3KL-kiinnityslevyt, joiden pituus voi olla jopa 6 m, ovat erinomainen ratkaisu, kun on tarve tehdä pitkiä liitoksia tai useita liitoksia yhdelle levylle esim. koneperustuksissa. JPL- ja P3KL-kiinnityslevyt helpottavat suunnittelua ja asennusta nopeuttaen ja tehostaen koko rakennusprojektia. www.peikko.fi
Sisällys JPL- ja P3KL-kiinnityslevyt 5 1. Tuotteen ominaisuudet... 5 1.1 Rakenteellinen toiminta... 5 1.2 Käyttöolosuhteet... 6 1.2.1 Kuormitus- ja ympäristöolosuhteet...7 1.2.2 Kiinnityslevyn sijoittaminen...7 1.3 Materiaalit ja mitat... 7 1.3.1 Muunnellut JPL- ja P3KL-kiinnityslevyt...10 1.4 Valmistus... 11 2. Kestävyydet... 11 2.1 Vetokuormitetuille ankkureille tehtävät tarkistukset... 16 2.2 Leikkauskuormitetuille ankkureille tehtävät tarkistukset... 17 2.3 Yhdistetty veto- ja leikkauskuormitus... 18 JPL- tai P3KL-kiinnityslevyjen valitseminen 19 Liite A - Vetovoiman vaatima lisäraudoitus 22 A1: Betonin murtokartioraudoitus... 20 A2: Halkaisuraudoitus... 22 Revision: 001
Sisällys Liite B - Leikkausvoiman vaatima lisäraudoitus 23 B1: Reunaraudoitus... 23 JPL- ja P3KL-kiinnityslevyjen asentaminen 24 JPL- ja P3KL-kiinnityslevyjen asentaminen elementtitehtaalla tai työmaalla... 24 JPL/P3KL-kiinnityslevyyn hitsaaminen... 25 Revision: 001
1. Tuotteen ominaisuudet Kiinnityslevyt ovat teräsosia, jotka on asennettu ennen betonin kovettumista. Rakenteelliset hitsit tehdään hitsaamalla levyyn. Kiinnityslevy siirtää kuormat teräsrakenteelta tartuntojen avulla betonirakenteelle. JPL- ja P3KL-kiinnityslevyt sisältävät aina teräslevyn, johon tartunnat on kiinnitetty. Tartunnat tunnetaan yleisesti myös tyssätappeina, tyssätartuntoina ja valuun upotettuina ankkureina. Kiinnityslevyjä on saatavilla useissa koko- ja materiaaliluokissa. Kuva 1. Kiinnityslevy sisältää teräslevyn ja hitsatut tartunnat. 1.1 Rakenteellinen toiminta Kiinnityslevyt on suunniteltu siirtämään taivutusmomenttien ja normaali- sekä leikkausvoimien aiheuttamat rasitukset betoniin. Laskelmissa oletetaan, että teräslevyn on täysin jäykkä ja pysyy tasona kuormituksessa. Teräslevy siirtää kuormat hitsaamalla kiinnitetyltä profiililta betonissa oleville tartunnoille. Kuva 2. Kuorman jakautumismalli momentin ja normaalivoiman kuormittaessa kiinnityslevyä. N Ed 1 M Ed 2 Selitys: 1. Liitetty teräsprofiili tai -osa 2. Teräslevy 3. Tyssätartunta 4. Betonirakenne C Ed 3 4 Osat 2 ja 3 muodostavat kiinnityslevyn N Ed,1 N Ed,2 N Ed,3 x ɛ s1 ɛ s2 ɛs3 ɛ c x/3 Versio: FI 1/2017 5
Voimat tartunnoissa (N) ja betonissa (C) ovat: N Ed,i = A s ε s,i E s C Ed = 0.5 b x ε c E c Kuva 3. Tartuntakohtaisten leikkausvoimien määrittäminen neljän ankkurin, vinon leikkausvoiman V Ed ja vääntömomentin T Ed kuormittaessa kiinnityslevyä. V Ed V Ed,v /4 V Ed,v V Ed,h /4 V Ed,h V Ed,v /4 V Ed,h /4 V a T Ed V a S 1 V a S 2 V a 1.2 Käyttöolosuhteet Kiinnityslevyjen kestävyydet on laskettu staattisille kuormille. Dynaamisissa tai väsytyskuormituksissa suurempia varmuuskertoimia tulee käyttää tapauskohtaisesti. Ennalta lasketuissa kestävyyksissä (taulukot 5 ja 6) on oletettu, että kiinnityslevyt ovat tarpeeksi kaukana reunoista. Käytännössä pienet reunaetäisyydet voivat rajoittaa kiinnityslevyjen kestävyyksiä ja vaatia lisäraudoitusta. Valmistus- ja asennustoleransseista syntyvä epäkeskisyys (10 % sivun pituudesta, max 20 mm) on huomioitu kestävyyksissä. Suuremmat epäkeskisyydet tulee ottaa huomioon, kun suunnitellaan liitoksia. Tämä voidaan tehdä Peikko Designer ohjelmistolla. Sen voi ladata ilmaiseksi Peikon kotisivujen kautta. 6 JPL- ja P3KL-kiinnityslevyt
1.2.1 Kuormitus- ja ympäristöolosuhteet JPL- ja P3KL-kiinnityslevyt on suunniteltu käytettäväksi sisätiloissa ja kuivissa olosuhteissa. Kiinnityslevyjen suunniteltu käyttöikä kuivissa sisätiloissa (ympäristöluokka X0) on 50 vuotta. Käytettäessä kiinnityslevyjä muissa olosuhteissa, ympäristöluokka ja suunniteltu käyttöikä tulee huomioida soveltuvan pintakäsittelyn tai raaka-aineiden valinnan avulla. JPL- ja P3KL-kiinnityslevyjä valmistetaan myös ruostumattomista materiaaleista. Katso kappale 1.3. 1.2.2 Kiinnityslevyn sijoittaminen Kiinnityslevyjen tarkka sijainti näkyy rakennepiirustuksista. Levyt tulee kiinnittää niin, että ne eivät pääse liikkumaan valun aikana. Kiinnityslevyt voidaan kiinnittää raudoituksiin tai muottiin naulaamalla, liimaamalla, kaksipuolisella teipillä, puristamalla tai magneetilla teräsmuottiin. Levyn kiinnittämistä helpottavat naulanreiät tehdään erikoistilauksesta. Taulukko 1. Tyssäankkureiden asennusparametrit. Nimellishalkaisija d [mm] 16 19-25 vähimmäiskeskiöetäisyys s min [mm] 80 100 minimireunaetäisyys c min [mm] 50 70 betonirakenteen vähimmäispaksuus h min [mm] h ef + k + c nom = H + c nom c nom = vaadittu betonipeitepaksuus Kuva 4. Parametrit h ef, k, c nom, h, c, s. 1.5 h ef h ef h k c nom s c 1.3 Materiaalit ja mitat Taulukko 2. Vakiokiinnityslevyjen materiaalit. Tyypit: levymateriaali standardi tartunnan materiaali standardi JPL S355J2 (musta teräs) EN 10025-2 B500B (musta teräs) EN 10080 JPLR 1.4301 (ruostumaton teräs) EN 10088-2 B500B (musta teräs) EN 10080 JPLH 1.4401 (haponkestävä teräs) EN 10088-2 B500B (musta teräs) EN 10080 JPLRr 1.4301 (ruostumaton teräs) EN 10088-2 Gr 500 (ruostumaton teräs) BS 6744 P3KL S355J2 (musta teräs) EN 10025-2 SD1 (musta teräs) EN ISO 13918 P3KLR 1.4301 (ruostumaton teräs) EN 10088-2 SD1 (musta teräs) EN ISO 13918 P3KLH 1.4401 (haponkestävä teräs) EN 10088-2 SD1 (musta teräs) EN ISO 13918 SD1: f yk 350 N/mm², f uk 450 N/mm², A 5 15 % Versio: FI 1/2017 7
Kiinnityslevyjä on saatavana myös muina materiaalilaatuina. Tällöin kyseessä on muunneltu kiinnityslevy. Katso kohta 1.3.1. Lisätietoja saat Peikon myynnistä. Vakiokiinnityslevyjen pintakäsittely: suojamaalaus 40 µm. Epoksimaalaus ja sinkitys tilauksesta. Ruostumattomia kiinnityslevyjä (JPLR/JPLRr/JPLH, P3KLR/P3KLH) ei maalata. Taulukko 3. JPL-kiinnityslevyjen mitat [mm], tappien määrät (n x, n y ) ja massat [kg]. JPL BxL-H B L H t h ef s 1 s 2 d n x n y Massa mm mm mm mm mm mm mm mm kg JPL 150x150-220 150 150 220 25 216 90 90 16 2 2 6.0 JPL 150x200-220 150 200 220 25 216 100 120 20 2 2 8.4 JPL 200x200-220 200 200 220 25 216 120 120 20 2 2 10.4 JPL 150x250-220 150 250 220 25 216 100 190 20 2 2 9.9 JPL 200x250-220 200 250 220 25 216 120 190 20 2 2 12.4 JPL 250x250-220 250 250 220 25 216 190 190 20 2 2 14.8 JPL 200x300-280 200 300 280 25 276 120 200 25 2 2 16.8 JPL 300x300-280 300 300 280 25 276 200 200 25 2 2 22.7 JPL 300x500-280 300 500 280 30 276 200 133 25 2 4 45.3 JPL 400x400-280 400 400 280 30 276 300 300 25 2 2 42.6 JPL 500x500-280 500 500 280 30 276 400 400 25 2 2 63.8 JPL 500x800-280 500 800 280 30 276 400 175 25 2 5 107 JPL 600x600-280 600 600 280 30 276 500 500 25 2 2 89.7 B ±3 s 1 ±5 t H ±5 Ød n Y s 2 ±5 L ±3 d h n x k h ef 8 JPL- ja P3KL-kiinnityslevyt
Taulukko 4. P3KL-kiinnityslevyjen mitat [mm], tappien määrät (n x, n y ) ja massat [kg/m]. P3KL BxL-H B L H t h ef s 1 s 2 d n x n y Massa mm mm mm mm mm mm mm mm ~kg/m P3KL 300xL2-220 300 L2 220 25 210 100 200 20/22 1) 3 3...10 67.3 P3KL 400xL2-220 400 L2 220 25 210 150 200 20/22 1) 3 3...10 86.9 P3KL 500xL2-220 500 L2 220 25 210 200 200 20/22 1) 3 3...10 107 P3KL 600xL2-220 600 L2 220 25 210 250 200 20/22 1) 3 3...10 126 L2 = 600/800/1000/1200/1400/1600/1800/2000 mm 1) 20 ja 22 ovat vaihtoehtoisia tyssäankkureiden halkaisijoita. s 1 ±5 B ±3 s 1 ±5 H ±5 h ef Ød l a t n y s 2 ±5 k L ±3 d h n x Versio: FI 1/2017 9
1.3.1 Muunnellut JPL- ja P3KL-kiinnityslevyt JPL- ja P3KL-kiinnityslevyjä voidaan muunnella niin, että ne tarjoavat optimoidun ratkaisun eri tarpeisiin. Suomen Betoniyhdistyksen käyttöseloste ei koske muunneltuja levyjä. Kestävyydet voidaan tarkistaa Peikko Designer ohjelmistolla. Ominaisuuksia, joita voidaan muunnella ovat: 1. Levyn mitat: Paksuus t: 25/30/35/40/45/50/60/70/80 mm Leveys B: 150 2000 mm Pituus L: 150 6000 mm 2. Tyssätartunnat Ankkureiden määrä ja sijainti Halkaisija Ød: 16/19/20/22/25mm Pituus L a : 50 600 mm 3. Reiät: Reikien määrä ja sijainti Reikien halkaisijat 4. Teräslaatu: Yleisesti saatavissa olevissa teräslaaduissa Lisätietoja Peikon myynnistä = valitun tapin mukaan = voidaan valita listasta = voidaan muuttaa B ±3 s 1 ±5 t Ød n Y s 2 ±5 L ±3 H ±5 h ef L a d h n x k Muunnellut JPL/P3KL-kiinnityslevyt tulee nimetä niin, etteivät ne sekoitu vakio JPL/P3KL-kiinnityslevyihin. Tuotantoa varten tarvitaan valmistuskuva, jossa näytetään levyn mitat, tappien koot ja paikotukset sekä materiaalit. Lisätietoja kiinnityslevyjen muuntelemisesta on saatavilla Peikon myynnistä tai teknisestä asiakaspalvelusta. Tuotteen nimeäminen: JPL/P3KL MODIFIED [projektikohtainen yksilöivä numero tai nimi] Esimerkkejä: JPL MODIFIED 1234 P3KL MODIFIED 30x600x2000+30d25-350 10 JPL- ja P3KL-kiinnityslevyt
1.4 Valmistus Levyt leikataan mekaanisesti tai polttoleikkaamalla. Leikkauksen mittatoleranssit EN ISO 9013-442 mukaisesti, vakiolevyille mittojen B ja L maksimitoleranssi ± 3 mm. Tartuntojen hitsaus suoritetaan kaaritapitus-, MAG- tai vastustapitushitsaamalla. Kaaritapitushitsaus tehdään nostosytytyksellä käyttäen keraamista rengasta tai suojakaasua. Tartuntojen sijainnin toleranssi on ± 5 mm ja kaltevuuden toleranssi ± 3º. Kiinnityslevyn kokonaiskorkeuden H toleranssi on ± 5 mm. JPL/P3KL-kiinnityslevyjen suunniteltu käyttöikä kuivissa sisätiloissa (ympäristöluokka X0) on 50 vuotta. Vaativammat olosuhteet voivat vaatia huolellista pintakäsittelyä, kuumasinkitystä tai ruostumattomia/haponkestäviä levyjä. Peikko Groupin tuotantoyksiköt ovat ulkoisen laadunvalvonnan alaisia ja tarkastuslaitokset, mm. Inspecta Sertifiointi, VTT Expert Services, Nordcert, SLV, TSUS ja SPSC, auditoivat ne säännöllisesti tuote- ja tuotantohyväksyntöjen mukaan. Tuotteet on merkitty Inspectan merkillä, Peikko Groupin tunnuksella, tuotteen tyyppitunnuksella ja valmistusvuodella ja viikolla. 2. Kestävyydet JPL/P3KL-kiinnityslevyjen suunnittelukonseptissa viitataan seuraaviin standardeihin: CEN/TS 1992-4-1:2009, Design of fastenings for use in concrete. Part 4-1: General CEN/TS 1992-4-2:2009, Design of fastenings for use in concrete. Part 4-2: Headed fasteners EN 1992-1-1:2004, Design of concrete structures: General rules and rules for buildings EN 1993-1-1:2005, Design of steel structures: General rules and rules for buildings EN 1993-1-8:2005, Design of steel structures: Part 1-8: Design of joints Versio: FI 1/2017 11
Kuva 5. Kuormien suunnat. B y V Rd T Rd M Rd,L L x +N Rd -N Rd +N Rd M Rd,B H V Rd M Rd,L = M Rd,x M Rd,B = M Rd,y H -N Rd Oletukset taulukoissa 5 ja 6 esitetyille kestävyyksille: Betonin lujuus vähintään C25/30. Betoni halkeillutta, ilman lisäraudoitusta. Valmistus- ja asennustoleransseista syntyvä epäkeskisyys (10 % sivun pituudesta, enintään 20 mm) on huomioitu kestävyyksissä. Levy on niin kaukana reunasta, että rakenteen reunassa ei tapahdu murtoa. Laskelmat on tehty staattisille kuormille CEN/TS 1992-4-1 2 ohjeiden mukaisesti. Minimikiinnityspinta-alat on laskettu levymateriaalille S355J2+N. Kaikissa tapauksissa kiinnityslevyjen kestävyydet voidaan varmentaa Peikko Designer -ohjelmistolla. Se on suositeltua erityisesti, jos: Voimilla (leikkausvoimat, momentit ja normaalivoima) on yhteisvaikutuksia Reunaetäisyydet mahdollisesti rajoittavat kestävyyksiä Asennustoleranssit ovat suuremmat kuin 10 % sivun pituus, enintään 20 mm. Kiinnityslevy on muunneltu 12 JPL- ja P3KL-kiinnityslevyt
Taulukko 5. Levyjen veto- N Rd, leikkausvoima- V Rd [kn], taivutusmomentti- M Rd ja vääntökestävyydet T Rd [knm] sekä minimikiinnityspinta-ala [mm 2 ] (kpa, laskettu momentille M Rd ), kun vain yksi kuormitus on aktiivinen. JPL BxL-H +N Rd V Rd M Rd,L M Rd,B T Rd Min kpa [kn] [kn] [knm] [knm] [knm] mm x mm JPL 150x150-220 120 142 11.4 11.4 11.2 60 x 60 JPL 150x200-220 127 223 15.3 12.4 21.0 70 x 100 JPL 200x200-220 130 233 16.0 16.0 23.3 110 x 110 JPL 150x250-220 138 235 21.7 13.7 29.5 95 x 160 JPL 200x250-220 142 238 22.7 17.9 30.9 110 x 160 JPL 250x250-220 155 247 25.0 25.0 36.9 160 x 160 JPL 200x300-280 193 352 35.1 24.0 47.2 100 x 200 JPL 300x300-280 209 391 39.1 39.1 61.1 180 x 180 JPL 300x500-280 250 490 65.2 45.6 63.0 190 x 340 JPL 400x400-280 252 404 61.6 61.6 91.6 190 x 190 JPL 500x500-280 298 411 87.3 87.3 122 260 x 260 JPL 500x800-280 372 754 149 109 170 345 x 550 JPL 600x600-280 349 415 117 117 152 340 x 340 Huom: Voimien yhteisvaikutus tulee ottaa huomioon, kun levyyn kohdistuu useampi kuormitus yhtäaikaisesti. Minimi kiinnityspinta-ala riippuu kuormituksen suunnasta ja suuruudesta. Hitsit voidaan ottaa huomioon, kun lasketaan tarvittavia kiinnityspinta-aloja. Kiinnityslevyjen puristuskestävyydet voidaan laskea Peikko Designer -ohjelmistolla. Kuva 6. Hitsit voidaan huomioida minimikiinnityspinta-aloja laskettaessa. B B + 2 B + 2 H + 2 h b Versio: FI 1/2017 13
Taulukko 6. Veto- N Rd ja, leikkausvoimakestävyydet V Rd tappiriviä kohden [kn] sekä minimikiinnityspinta-ala [mm 2 ] (kpa, laskettu vetovoimalle). P3KL B x L H Veto, epäkeskisyys e = 20 mm Leikkaus ilman epäkeskisyyttä (e = 0) Minimi kpa (suunnat: B x L ), *) N Rd,row V Rd,row N Rd,row :lle [kn] [kn] mm x mm P3KL 300xL2-220 37.1 79.0 20 x 20 P3KL 400xL2-220 41.6 88.5 20 x 20 P3KL 500xL2-220 46.1 98.0 140 x 10 P3KL 600xL2-220 50.6 107.6 270 x 10 * Tarvittava kiinnityspinta-ala riippuu teräsprofiilin mitoista, profiilin epäkeskisyydestä, kuormituksen tyypistä ja suunnasta. Tarvittava kiinnityspinta-ala voidaan laskea Peikko Designer -ohjelmistolla. Kuva 7. Arvot taulukossa 6 on annettu yhtä tappiriviä kohden. Koko levyn kestävyys voidaan laskea Peikko Designer -ohjelmistolla. P3KL-kiinnityslevyjen mitat on annettu taulukossa 4. s 2 s 2 V Rd,row H s 2 +N Rd,row H V Ed B e +N Ed +N Rd,row V Rd,row V Rd,row Kuva 8. Enimmäismäärä (n y -1) esilaskettuja kestävyyksiä (katso Taulukko 6), missä n y = tappirivien määrä. +N Ed +N Ed +N Ed +N Ed s 2 H +N Rd,row +N Rd,row +N Rd,row +N Rd,row +N Rd,row 14 JPL- ja P3KL-kiinnityslevyt
Kuva 9. Enimmäismäärä (n y ) esilaskettuja kestävyyksiä (katso Taulukko 6), jos kuorma menee suoraan ankkureille +N Ed +N Ed +N Ed +N Ed +N Ed s 2 H +N Rd,row +N Rd,row +N Rd,row +N Rd,row +N Rd,row Kuva 10. Kuormituksen epäkeskisyys vaikuttaa siihen, miten kuormat jakautuvat ankkureille. Leikkauskestävyyden arvot taulukossa 6 ovat ilman epäkeskisyyttä (e = 0). Kestävyydet eri epäkeskisyyden arvoilla voidaan laskea Peikko Designer -ohjelmistolla. L s 2 e V Ed B s 2 B n x n y V Rd,row V Rd,row V Rd,row V Rd,row V Rd,row L V Ed e V Rd,row V Rd,row V Rd,row V Rd,row V Rd,row n x n y Versio: FI 1/2017 15
2.1 Vetokuormitetuille ankkureille tehtävät tarkistukset Alapuolella esitetyt tarkastukset voidaan tehdä Peikko Designer -ohjelmistolla. Taulukko 7. Vetokuormitetuille tyssätapeille tehtävät tarkistukset. Murtotapa Esimerkki Kuormitetuin ankkuri Ankkuriryhmä Ankkurin teräsmurtokestävyys NNNN h EEEEEEEE NNNN RRRREEEE,ssss = NNNN RRRRRRRR,ssss γγγγ MMMMssss Ankkurin ulosvetomurtokestävyys NNNN h EEEEEEEE NNNN RRRREEEE,pppp = NNNN RRRRRRRR,pppp γγγγ MMMMpppp Betonin kartiomurtokestävyys 1) NNNN gggg EEEEEEEE NNNN RRRREEEE,cccc = NNNN RRRRRRRR,cccc γγγγ MMMMcccc Halkaisumurtokestävyys 2) NNNN gggg EEEEEEEE NNNN RRRREEEE,sssspppp = NNNN RRRRRRRR,sssspppp γγγγ MMMMssssssss Sivustamurtokestävyys 3) NNNN gggg EEEEEEEE NNNN RRRREEEE,cccccccc = NNNN RRRRRRRR,cccccccc γγγγ MMMMcccc 1) Ei vaadita, jos lisäraudoitus toteutetaan liitteen A1 2) Ei vaadita, jos reunaetäisyys kaikkiin suuntiin c 1,5h ef ryhmässä yksittäiselle ankkurille ja c 1,8h ef ryhmässä useammalle kuin yhdelle ankkurille tai jos lisäraudoitus toteutetaan liitteen A2 mukaisesti 3) Ei vaadita, jos reunaetäisyys kaikkiin suuntiin c 0,5h ef 16 JPL- ja P3KL-kiinnityslevyt
2.2 Leikkauskuormitetuille ankkureille tehtävät tarkistukset Alapuolella esitetyt tarkastukset voidaan tehdä Peikko Designer -ohjelmistolla. Taulukko 8. Leikkauskuormitetuille tyssätapeille tehtävät tarkistukset. Murtotapa Esimerkki Kuormitetuin ankkuri Ankkuriryhmä Ankkurin teräsmurtokestävyys VVVV h EEEEEEEE VVVV RRRREEEE,ssss = VVVV RRRRRRRR,ssss γγγγ MMMMssss Betonin reunakestävyys 1) leikkaus reunaa vastaan reunan suuntainen leikkaus vino leikkaus VVVV EEEEEEEE gggg VVVV RRRREEEE,cccc = VVVV RRRRRRRR,cccc γγγγ MMMMcccc Betonin kampeamismurto VVVV EEEEEEEE gggg VVVV RRRREEEE,cccccccc = VVVV RRRRRRRR,cccccccc γγγγ MMMMcccc 1) Ei vaadita, jos reunaetäisyys kaikkiin suuntiin c min(10h ef ;60ø) tai jos lisäraudoitus toteutetaan liitteen B1 mukaisesti Kuva 11. Levyn kestävyyden tarkistaminen a) normaalivoima ja b) taivutusmomentti kuormituksessa. a) b) Versio: FI 1/2017 17
2.3 Yhdistetty veto- ja leikkauskuormitus Kun veto- ja leikkausvoima rasittavat ankkuria samanaikaisesti, yhteisvaikutuksen tulisi täyttää eri murtotavoille olevat seuraavat yhtälöt. Veto- ja leikkausvoiman yhteisvaikutuksen voi helposti tarkistaa Peikko Designer Fastening Plate -ohjelmistolla. TERÄSOSALLE TEHTÄVÄT TARKISTUKSET Tyssäankkurit Kun samanaikainen veto ja leikkaus rasittavat, tulee kussakin ankkurissa täyttyä ehto: β n ² + β v ² 1 CEN/TS 1992-4-2, Eq. (46) missä ββββ NNNN = NNNN EEEEEEEE 1 1 NNNN RRRREEEE and ββββ VVVV = VVVV EEEEEEEE 1 1 VVVV RRRREEEE missä N 1 Ed = V 1 Ed = N Rd = V Rd = aksiaalinen vetovoima kuormitetuimmassa ankkurissa leikkausvoima kuormitetuimmassa ankkurissa ankkurin vetokestävyys ankkurin leikkauskestävyys BETONILLE TEHTÄVÄT TARKISTUKSET Ankkurit ilman lisäraudoitusta Kun samanaikainen veto ja leikkaus rasittavat, tulee täyttyä ehto: β n 1.5 + β v 1.5 1 CEN/TS 1992-4-2, Eq. (48) Ankkurit lisäraudoituksen kanssa Kun samanaikainen veto ja leikkaus rasittavat, tulee täyttyä ehto: β n 2/3 + β v 2/3 1 CEN/TS 1992-4-2, Eq. (49) missä β n = suurin vetovoimasta aiheutuva käyttöaste betonissa β v = suurin leikkausvoimasta aiheutuva käyttöaste betonissa HUOM: Murtotavat β n ja β v ovat ne, joita ei ole katettu lisäraudoituksella 18 JPL- ja P3KL-kiinnityslevyt
JPL- tai P3KL-kiinnityslevyjen valitseminen JPL- tai P3KL-kiinnityslevyn valitseminen Seuraavat seikat on otettava huomioon valittaessa oikeantyyppistä kiinnityslevyä: 1. Kuormituksen tyyppi ja kuormitustapaukset: N Ed, M xed, M yed, V xed, V yed, T Ed. Dynaamisessa-, väsytys- tai maanjäristyskuormituksessa tulee käyttää suurempia varmuuskertoimia. 2. Kuormituksen suunta 3. Teräsprofiilin mitat 4. Teräsprofiilin epäkeskisyys: ex, ey 5. Betonirakenteen mitat ja reunaetäisyydet 6. Betoniluokka 7. Halkeillut/halkeilematon betoni 8. Betonirakenteessa oleva raudoitus ja mahdollisesti tarvittava lisäraudoitus 9. Ympäristöolosuhteet: kuiva sisätila/ulkoilmasto/muu korroosioaltis ympäristö Kuva 12. Peikko Designer : Fastening Plate. Versio: FI 1/2017 19
Liite A - Vetovoiman vaatima lisäraudoitus A1: Betonin murtokartioraudoitus Jos betonin murtokartiokestävyys ylittyy, tule betonin vetokestävyyttä kasvattaa lisäraudoituksella. Periaatteita ripustusraudoituksen toteuttamiseen kiinnityslevyille on esitetty seuraavissa kuvissa. Kuva 13. Lisäraudoitusvaihtoehtoja murtokartion ankkuroimiseksi. +N Ed +N Ed M Ed M Ed d t d t l 1 d s d 2 1 2 1 l 1 d s 2 l 1 l bd +N Ed +N Ed d M Ed d t d s l bd M Ed d t d s d 1 1 l bd 2 missä = ripustusraudoitus, halkaisija d s = betonirakenteen poikittais-/pääraudoitus, halkaisija d t (d t d s ) l 1 = lisäraudoituksen ankkuroitumismatka murtokartioon l 1 4d s l bd = harjateräksen ankkurointipituus. Lisäraudoituksen minimi taivutussäde = 2d s, kun d s 16 mm. Taulukko 9. Ripustusraudoitus (B500B) ankkuria kohti perustuen sileän P3KL tyssätartunnan vetokestävyyteen. Tyssätartunnan varren halkaisija d mm 16 19 20 22 25 Tyssätartunnan vetokestävyys N Rd,s kn 59 83 92 111 143 Vaadittu ripustusraudoituksen poikkileikkausala As mm² 135 190 211 255 329 Valittu raudoitus (ankkuria kohti) n ds mm 1 14 1 16 2 12 2 14 2 16 Vaihtoehtoinen raudoitus (ankkuria kohti) n ds mm 2 10 2 12 3 10 4 10 3 12 20 JPL- ja P3KL-kiinnityslevyt
Liite A - Vetovoiman vaatima lisäraudoitus Taulukko 10. Ripustusraudoitus (B500B) ankkuria kohti perustuen JPL:n harjaterästyssätartunnan vetokestävyyteen. Tyssätartunnan varren halkaisija d mm 16 20 25 Tyssätartunnan vetokestävyys N Rd,s kn 79 123 193 Vaadittu ripustusraudoituksen poikkileikkausala A s mm² 182 284 444 Valittu raudoitus (ankkuria kohti) n ds mm 2 12 2 14 3 14 Vaihtoehtoinen raudoitus (ankkuria kohti) n ds mm 4 8 4 10 4 12 Kuva 14. Kiinnityslevyn lisäraudoitus (ripustusraudoitus ja poikittaisraudoitus), kun ankkurit ovat kaukana reunasta (c 1,5 h ef ). Versio: FI 1/2017 21
Liite A - Vetovoiman vaatima lisäraudoitus A2: Halkaisuraudoitus Jos halkaisukestävyys ylittyy, tulee kriittisiin (sivu- ja levynpuoleisiin) pintoihin lisätä raudoitusta vastustamaan halkaisuvoimaa ja rajoittamaan halkeamia. Esimerkki halkaisuraudoituksesta ja tappirivikohtaisista lisäraudoitusmääristä JPL- ja P3KL-kiinnityslevyille on esitetty alla. Olemassa olevaa raudoitusta voidaan käyttää halkaisuraudoituksena, jos sitä ei ole käytetty täysin muihin tarkoituksiin ja käyttöaste jää alle 1. Tarvittavat halkaisuraudoituksen pinta-ala A s voidaan määrittää seuraavasti: AAAA ssss = 0,5 NNNN EEEEEEEE [mmmmmmmm 2 ] ffff yyyyyyyy /γγγγ MMMMssss,rrrrrrrr CEN/TS 1992-4-2, Eq. (17) missä N Ed = halkeamalinjalla olevien ankkureiden suunnitteluvetovoimien summa [N] f yk = raudoituksen myötölujuuden ominaisarvo 500 N/mm 2 γ Ms,re = lisäraudoitusteräksen teräsmurron osavarmuuskerroin = 1,15 Taulukko 11. Halkaisuraudoitus per ankkuririvi (B500B). P3KL sileä tyssäankkuri [mm] A s [mm²] Valittu lisäraudoitus JPL tyssätty harjateräsankkuri [mm] A s [mm²] Valittu lisäraudoitus Ø 16 67 1 Ø 10 Ø 16 91 1 Ø 12 Ø 19 95 1 Ø 12 Ø 20 142 1 Ø 14 Ø 20 105 1 Ø 12 Ø 25 222 2 Ø 12 Ø 22 128 1 Ø 14 Ø 25 165 1 Ø 16 Raudoituksen sijoittaminen: Halkaisuraudoitus täytyy sijoittaa tasaisesti betonielementin kriittiseen reunaan*, sen levynpuoleiselle ja sivupinnoille * Vedetyn ankkurin keskilinjan etäisyys betonirakenten reuna < 1,8h ef. Kuva 15. Halkaisuraudoitus (Pos. ja ) N Ed 1.8h ef 1.5hef Raudoitusvyöhyke c nom Halkaisuraudoitus tulee sijoittaa tehokkaan raudoitusvyöhykkeen sisälle (etäisyys vedetystä ankkurista 1,5 h ef 1 l bd h ef l bd Pos. on sivupinnan raudoitus, joka on kriittisen reunan kanssa yhdensuuntainen Pos. on levynpuoleisen pinnan raudoitus, joka on kriittisen reunan kanssa yhdensuuntainen HUOM: Kohtisuorat reunat tulee tarkastella itsenäisesti (eli A s reunaa kohti) l bd 2 Asennusteräkset 22 JPL- ja P3KL-kiinnityslevyt
Liite B - Leikkausvoiman vaatima lisäraudoitus B1: Reunaraudoitus Jos betonin reunakestävyys ei ole leikkausvoimalle riittävä, tulee kestävyyttä kasvattaa lisäraudoituksella. Esimerkki kiinnityslevyn reunaraudoituksista on esitetty alla. Vaaditut ankkurikohtaiset U-hakojen määrät on esitetty Taulukko 12 ja 13. Taulukko 12. Betonin reunaraudoitus (B500B) sileälle P3KL tyssäankkurille, c nom = 35 mm P3KL Sileä tyssäankkuri [mm] U-haat (ankkuria kohti) [mm] e s [mm] Ø 16 1 Ø 16 50 43 Ø 19 2 Ø 14 70 49 Ø 20 2 Ø 14 70 49 Ø 22 2 Ø 16 70 51 Ø 25 3 Ø 14 70 56 c 1 Taulukko 13. Betonin reunaraudoitus (B500B) tyssätylle JPL harjateräsankkurille, c nom = 35 mm. JPL Harjateräs tyssäankkuri [mm] U-haat (ankkuria kohti) c 1 [mm] e s [mm] Ø 16 2 Ø 14 50 49 Ø 20 2 Ø 16 70 51 Ø 25 3 Ø 16 70 59 Taulukoiden 12 ja 13 raudoitusta voidaan soveltaa suoraan, jos seuraavat ehdot toteutuvat: reunaraudoituksen etäisyys kiinnityslevyn pinnasta e s reunaetäisyys c 1 lisäraudoituksen taivutussäde 2ø (ø 16 mm) Kuva 16. Betonin reunamurtoa vastustavat U-haat ( ). 1 c nom V Ed V Ed e s 1.5c 1 1 c 1 l bd c 1 Versio: FI 1/2017 23
JPL- ja P3KL-kiinnityslevyjen asentaminen JPL- ja P3KL-kiinnityslevyjen asentaminen elementtitehtaalla tai työmaalla Kiinnityslevyt asennetaan suunnitelmien mukaisille paikoille ennen valua tai valun aikana. Kiinnityslevyjen tarkat paikat esitetään rakennesuunnitelmissa. Kiinnityslevyt tulee kiinnittää niin, että ne eivät pääse liikkumaan valun aikana. Kiinnityslevy voidaan asentaa naulaamalla, liimaamalla, kaksipuolisella teipillä tai puristinkiinnityksellä raudoitukseen tai muottiin riippuen kiinnitysmahdollisuuksista. Teräsmuotissa voidaan käyttää magneettikiinnitystä. Kiinnityslevyihin tehdään naulanreiät erikoistilauksesta. Asennuksen aikana kiinnityslevyjen tartuntoja ei saa taivuttaa eikä katkaista. Valutyössä massan vapaa putoamiskorkeus tulee pitää mahdollisimman pienenä, jotta massa ei erottuisi eikä kiinnityslevyyn kohdistuisi suuria sysäyskuormia. Valun aikana on myös huolehdittava, ettei kiinnityslevyn sijainti muutu. Betonimassa on tiivistettävä huolellisesti ja tulee varmistaa, että levyn alle ei jää koloja tai tyhjää tilaa. Käytettäessä sauvatärytintä tiivistämiseen on kiinnitettävä huomiota siihen, että täryttimellä ei siirretä levyä. Kun betoni on kovettunut, kiinnityslevyä voidaan kuormittaa. 24 JPL- ja P3KL-kiinnityslevyt
JPL- ja P3KL-kiinnityslevyjen asentaminen JPL- ja P3KL-kiinnityslevyyn hitsaaminen Normaalitilanteessa teräsprofiili hitsataan kiinnityslevyyn valun jälkeen betonin kovetuttua. Joissakin tapauksissa levyyn hitsaus voidaan tehdä Peikossa ennen valua, jos muotitus sallii sen. Suunnittelijan tulee laatia hitsaussuunnitelma, josta käy ilmi mm. hitsausjärjestys, hitsaajan pätevyysvaatimus ja lisäaineen valinta. Ennen hitsaamista on kiinnityslevyn pinnalta poistettava kaikki hitsiin haitallisesti vaikuttavat aineet: öljyt, rasvat, lika, maalikerrokset ja sinkitys. Hitsauksessa käytetään sellaisia hitsausmenetelmiä ja työtapoja, että saavutetaan riittävä laatutaso hitsausluokan edellyttämän virheettömyyden suhteen. Riittävää laatutasoa edesauttavat mm. seuraavat toimenpiteet: hitsit ja hitsaus on tehtävä symmetrisesti poikkileikkauksen painopisteakselin suhteen hitsaus on tehtävä rakenteen keskeltä reunoihin päin, ellei muihin toimenpiteisiin ole ryhdytty eri rakenneosien vapaaseen liikkeeseen on pyrittävä hitsaustyön aikana niin kauan kuin se on mahdollista mikäli rakenneosien lämmöntarve on erilainen, suoritetaan osien esilämmitys pitäen osat erillään toisistaan lämpötilan ollessa alle 0 C suositellaan hitsattavien kappaleiden esilämmitystä Taulukko 14. Ohjeelliset suositukset hitsauslisäaineille tavallisten teräslaatujen liitoksissa. TERÄSOSAN PERUSAINE S235, S355 1.4301 1.4401 TERÄSOSAAN HITSATTAVAN OSAN PERUSAINE S235, S355 1.4301 1.4401 GMAW: G3Si1 FCAW: T 42 4 M M 1 H10 SMAW: E 42 4 B 42 H5 GMAW: G 23 12 LSi SMAW: E23 12 L R 3 2 GMAW: G 23 12 2 L SMAW: E 23 12 2 L R 3 2 GMAW: G 23 12 LSi SMAW: E23 12 L R 3 2 GMAW: SS308LSi SMAW: E19 9 L R 1 2 GMAW: G 23 12 2 L SMAW: E 23 12 2 L R 3 2 GMAW: G 23 12 2 L SMAW: E 23 12 2 L R 3 2 GMAW: G 23 12 2 L SMAW: E 23 12 2 L R 3 2 GMAW: SS316LSi SMAW: E19 12 3 L R 1 1 GMAW = MIG/MAG (Gas Metal Arc Welding) SMAW = Puikkohitsaus (Shielded Metal Arc Welding) FCAW = Täytelankahitsaus (Flux Core Arc Welding) Sekä rakenteellisten että asennushitsien tekemisessä on otettava huomioon seuraavat seikat: Alhaisissa työskentelylämpötiloissa (< -5 C) tai kosteissa olosuhteissa on hitsattava teräs esikuumennettava +50 C lämpötilaan. Esikuumennus on haurasmurtumavaaran vuoksi sitä tarpeellisempi, mitä järeämpiä osia hitsataan. Hitsattava teräs on puhdistettava jäästä, lumesta, kosteudesta, ruosteesta, maalista, rasvasta tai muusta liasta. Käytetään riittävää hitsaustehoa ja puikkohitsauksessa puikon halkaisija on oltava oikean kokoinen pienaan/hitsattavaan palkoon, railon muotoon ja osan kokoon nähden. Hitsaajalla on oltava asianmukainen pätevyys. Työmaahitsausten osalta tulee noudattaa standardeja EN 1090-2 ja EN 13670 sekä niiden kansallisia liitteitä tai sovellusstandardeja. Versio: FI 1/2017 25
Muistiinpanot 26 JPL- ja P3KL-kiinnityslevyt
Muistiinpanot Versio: FI 1/2017 27
TIETOA PEIKOSTA Peikko on betonirakenteiden kiinnitystuotteisiin ja liittopalkkeihin erikoistunut vuodesta 1965 lähtien toiminut perheyritys. Aikaisemmin yritys tunnettiin nimellä Teräspeikko. Peikon innovatiivisten ratkaisujen avulla asiakkaat voivat helpottaa ja nopeuttaa rakennusprosessiaan. Peikko Groupilla on myyntitoimistot lähes 30 maassa Euroopassa, Kiinassa, Lähi-idässä ja Pohjois-Amerikassa. Suomen liiketoiminnasta vastaa Peikko Finland Oy. Arkkitehdit ja rakennesuunnittelijat, elementtitehtaat, rakennuttajat, rakentajat, lattiaurakoitsijat, konevalmistajat sekä energia-alan ammattilaiset, voivat kaikki hyödyntää Peikon ratkaisuja. Peikon betonielementteihin ja paikallavaluun soveltuvien betoniliitosten ja runkorakenteissa käytettävien liittopalkkien valikoima on laaja. Peikko Groupin ja Peikko Finlandin pääkonttori sekä Suomen tehtaat sijaitsevat Lahdessa. Peikko Group työllistää maailmanlaajuisesti noin 1400 henkeä. Suomessa Peikko Finlandin palveluksessa on noin 250 henkeä. Peikko Group - Concrete Connections since 1965