FINNWOOD 2.4 -ohjekirja OHJEKIRJA FINNWOOD 2.4 EN 1995-1-1:2004+A1:2008+A2:2014 / RIL 205-1-2017 Metsä Wood www.metsawood.fi
1 Käyttöliittymän esittely FINNWOOD 2.4 ohjelman käyttöliittymä on alla olevan kuvan mukainen. Tarkasteltava rakenne, sen poikkileikkaus ja rakenteeseen lisätyt reiät sekä sivutuet esitetään mittakaavassa kaikkialla käyttöliittymässä. Ohjelman päävalikko sisältää neljä otsikkoa: Tiedosto, Tietokannat, Asetukset ja Ohje. Käyttöliittymän vasemmassa yläreunassa olevat pikakuvakkeet kuvaavat eri rakennetyyppejä, joita ohjelmalla voi mitoittaa. Näitä ovat seuraavat: Lattiapalkki/laatta, Kattopalkki/laatta, Pilari, Harjansuuntainen kattopalkki, Pulpetti-/harjapalkki ja Vapaa rakenne. Samat rakennetyyppivaihtoehdot löytyvät myös RAKENNEMALLIvälilehden Valitse mitoitettava rakenne-otsikon alla olevasta alasvetovalikosta. Rakenneosan mitoitus tehdään Finnwood-ohjelmalla tarkastamalla vasemmalta oikealle kunkin välilehden sisältö. Välilehtien nimet ovat: Tervetuloa, RAKENNEMALLI, Kuormitus, MITOITUS, Reiät ja lovet, Laskentatulokset ja TULOSTE. Finnwood-istunto lopetetaan valitsemalla Tiedosto > Sulje. 2
Finnwood-ohjelman käyttökieli (suomi tai englanti) valitaan ohjelman käynnistämisen yhteydessä näytettävän Finnwood 2.4 lisenssisopimus ikkunan yläreunan valikosta. 3
1.1 Tiedosto-valikon toiminnot Aktiivinen projekti Valitsemalla Tiedosto > Valitse aktiivinen projekti voi määrittää kansion, johon kaikki Finnwood-istunnon aikana tehtävät laskelmat tallennetaan. Valittu polku näytetään Aktiivinen projekti kentässä. 4
1.2 Tiedosto-valikon toiminnot - Uuden laskentamallin luominen Tiedosto-valikon kautta tapahtuu uuden laskelman aloittaminen, olemassa olevan laskelman avaaminen ja laskelman tallentaminen. Alla on esitetty tarkemmat ohjeet uuden laskentamallin luomiseen. Uusi laskentamalli luodaan valitsemalla Tiedosto > Uusi laskelma. Uuden laskentamallin luominen ikkunassa on lista eri rakennetyypeille tehdyistä valmiista laskentamalleista. Näistä valitaan uuden laskelman pohjaksi sopivin. Valmismallit sisältävät oletuksena esimerkiksi mitoitettavalle rakenneosalle ominaiset kuormat, käyttöluokan ja taipumarajan. Jos valmista laskentamallipohjaa ei haluta käyttää, valitaan Peruuta. Laskentamallipohjat on jaoteltu mm. seuraavasti: RAKENNETYYPPI Rakenneosan tyyppi TAI ensiö- tai toisiorakenne Käyttöluokka TAI rakenteen jännevälien/ulokkeiden lukumäärä TAI esikorotettu rakenne Ohjelmaversio 2.4 sisältää seuraavat laskentamallipohjat: 5
HUOM! Lapepalkkirakenteet on toteutettu Metsä Woodin Kerto-QP kattopalkeilla. HUOM! Vapaan rakenteen esimerkkeihin on lisätty versiossa 2.4 nivelellinen pääpilari, johon vaikuttaa tuulikuormaa alasja ylöspäin. 6
Valitun laskentamallin kuvaus ja kuva rakenteesta näkyvät Uuden laskentamallin luominen ikkunan oikeassa reunassa. Uuden Finnwood-laskelman voi aloittaa myös vaihtamalla mitoitettavan rakenteen rakennetyyppiä. Tällöin Uuden laskentamallin luominen ikkunassa näytetään vain kyseisen rakennetyypin laskentamallipohjat. 7
1.2.1 Lisätietoa A-kehän yläpaarre -laskentamallipohjasta Vapaalla rakenteella on kolme valmista laskentamallipohjaa: Hirsitalon kattovasa, A-kehän yläpaarre ja Nivelellinen pääpilari, tuulikuorma alas- ja ylöspäin. Alla on esitetty lisäohjeistusta A-kehän yläpaarteen taipumatarkasteluihin. Finnwood-ohjelman taipumatarkastelu koskee ainoastaan A-kehän yläpaarresauvan taipumaa tukipisteiden välillä ja ulokkeella. Koko A-kehärakenteelle tulee lisäksi tehdä seuraavat taipumatarkastelut: 1. Harjapisteen taipuma (taitteellinen pääkannatin) w fin L 1 / 200 missä L 1 on A-kehän jänneväli 2. Harjan ja alatukipisteen välinen taipuma w net,fin = w max w h L 2 / 300 missä w max on suurin lopputaipuma harjan ja alatukipisteen välillä w h on harjan lopputaipuma ja on harjapisteen ja alatukipisteen välinen jänneväli L 2 8
1.3 Tiedosto valikon toiminnot Avaa laskelma Tiedosto-valikosta löytyy Avaa laskelma, jolla voidaan avata tallennettuja Finnwood-laskelmia. Aiemmilla ohjelmaversioilla tehdyt laskelmat eivät avaudu Finnwood 2.4 ohjelmaversiolla. Aiemmilla versioilla tehdyt laskelmat kannattaa tulostaa PDF muodossa. 9
Tiedosto-valikon toiminnot - Oman laskentamallipohjan luominen Tiedosto-valikon kautta voi luoda tai poistaa omia laskentamallipohjia. Valittu laskentamalli tallennetaan omaksi laskentamallipohjaksi valitsemalla Tiedosto > Omat laskentamallipohjat Syötä laskentamallille nimi ja lyhyt kuvaus ja paina Lisää, niin malli tulee näkyviin OMAT RAKENTEET listaan. 10
1.4 Muut päävalikon toiminnot FINNWOOD 2.4 -ohjelmassa käytössä olevat tietokannat löytyvät Tietokannat-otsikon alta. Tietokantoihin liittyviä asioita on esitetty ohjekirjan kohdassa 9 Poikkileikkaustietokantojen hallinta. Ennen laskentamallin luomista päävalikon Asetukset-otsikon alta määritetään Laskenta-asetukset (esitelty tarkemmin tämän ohjekirjan kohdassa 6.4 Mitoituksen yleiset laskenta-asetukset) ja Yleiset asetukset (tulostuksen esikatselumuoto,.rtf tai.pdf). Ohje-otsikon alta avautuvat Finnwood-ohjekirja sekä Finnwood-ohjelmaversion tiedot ja mahdollisten päivitysten tarkistaminen. Tietoja Finnwoodista -ikkuna näyttää asennetun Finnwood-version tiedot. 11
1.5 Rakenneosien ja kuormitusten koordinaatistojärjestelmä FINNWOOD 2.4 -ohjelmassa on käytössä alla olevan kuvan mukainen koordinaatistojärjestelmä, joka on Eurokoodi 5 - standardin mukainen. Koordinaatistoakselien suunnat X, Y ja Z tarkoittavat globaalikoordinaatistoa, joka pysyy paikallaan rakenteen asennosta riippumatta. Suunnat x, y ja z tarkoittavat paikallista koordinaatistoa, jonka x-akseli kulkee rakenneosan keskiviivaa pitkin alkaen vasemmasta päästä. 12
2 Tervetuloa-välilehti FINNWOOD 2.4 ohjelmassa on Tervetuloa-välilehti. Finnwood ohjelman esite aukeaa painikkeella Esite. Muilla painikkeilla voidaan avata seuraavat toiminnot: - Finnwoodin ohjekirja aukeaa painikkeella Ohje. - Metsä Woodin verkkosivut aukeavat painikkeella Metsä Wood. - Finnwood-ohjelman verkkosivut aukeavat painikkeella Finnwood. HUOM! Verkkosivulinkkien toimiminen edellyttää internet-yhteyttä. 13
3 RAKENNEMALLI-välilehti RAKENNEMALLI-välilehdellä määritetään mitoitettavan rakenteen geometria kuten rakennepituus, jakoväli ja tuentatavat. 3.1 Valmisrakenteiden geometria ja tuentatavat Valmisrakenteilla ( Lattiapalkki/laatta, Kattopalkki/laatta, Pilari, Harjansuuntainen kattopalkki ja Pulpetti- /harjapalkki ) rakenneosan määrittely tapahtuu alla esitetyissä ikkunoissa. Tukimittojen S1, S2, S3 jne. arvot on rajoitettu välille 20 500 mm. Tukimittojen oltava välillä 20 500mm Valmisrakenteiden tuentavaihtoehdot ovat seuraavat: Kiinteä niveltuki (X,Y,Z) Liukuva niveltuki (Y,Z) Liukuva niveltuki (X,Y) Kiinteä tuki (X,Y,Z,RX,RY,RZ) 14
3.2 Vapaan rakenteen geometria ja tuentatavat Vapaan rakenteen geometria määritetään alkioittain alla esitetyistä painikkeista. Näillä painikkeilla lisätään tai poistetaan valittu alkio, tai muutetaan alkion tietoja. Valitse ensin rakenneosa, päätuki, sivuttaistuki tai nivel, jota haluat muokata ja sitten haluttu muokkauspainike. Päätuet Vapaan rakenteen päätukivaihtoehdot ovat seuraavat: Kiinteä niveltuki (X,Y,Z) Liukuva niveltuki (Y,Z) Jousituki Z-suunnassa mahdollinen Jousituki Z-suunnassa mahdollinen Liukuva niveltuki (X,Y) Kiinteä tuki (X,Y,Z,RX,RY,RZ) Jousituki Z-suunnassa mahdollinen Liukuva niveltuki (Y,z) 15
Tuentavaihtoehdoilla, joilla pystysuuntainen jousituki (Z-suunnassa) on mahdollinen, jousitukijäykkyys (N/mm) valitaan seuraavista vaihtoehdoista: - Ääretön, joka tarkoittaa jäykkää tai joustamatonta tukea - Käyttäjän valitsema jäykkyysarvo, joka vastaa tuennan vastaanottamaa voimaa (N) millimetrin pystysuuntaista siirtymää kohden (esim. 1000 N/mm). Sivuttaistuet Vapaalle rakenteelle voidaan lisätä rakenneosan ylä- ja/tai alapuolisia sekä rakenneosien väliin tulevia sivuttaistukia. Sivuttaistukia tarvitaan, kun halutaan määrittää tarkasti rakenteen ylä- ja alapuolelle tulevat epätasaisella jaolla olevat kiepahdustuet. Näin määritettyjen sivuttaistukien huomioiminen kiepahdustarkastelussa on esitetty tämän ohjekirjan kohdassa 6.7.1 Vapaan rakenteen kiepahdustarkastelun asetukset. Sivuttaistukena toimii esimerkiksi rakenneosan ylä- tai alapuolinen poikittaiskoolaus tai levytys. Sivuttaistuet, jotka tulevat rakenneosien väliin, oletetaan samankorkuisiksi kuin itse rakenneosat (palkki, pilari). Kun rakenteeseen vaikuttaa sivuttaiskuormia, TULOSTE-sivulla näytetään näille tuille tulevat kuormat. 16
Esimerkki: Tuet 4 ja 5 toimivat tukina sivuttaiselle tuulikuormalle. Nivelet Vapaalle rakenteelle voidaan lisätä niveliä rakenneosan jatkoskohtiin, joissa momentti (My) ei välity jatkoskohdan yli. 17
3.3 Kerto-Ripa laattojen päätytukien määrittely Kerto-Ripa -laattojen päissä tulee olla yhtenäiset päätypalkit tai välikapuut ripojen välissä. Myös jatkuvien laattojen välituilla tulee olla ripojen välissä välikapuut. Kerto-Ripa -laattojen tyypillisimmät päätytukivaihtoehdot on esitetty alla. Molemmat tuentatapaukset voidaan mitoittaa FINNWOOD 2.4 -ohjelmaversiolla, kun tukimittojen ja jännevälien määrittelyssä otetaan huomioon seuraavat asiat: 1. Tukimitta S1 on rivan kohdalla oleva tukipituus, joka tuentatapauksessa B on pienempi kuin tuen todellinen pituus 2. Jänneväli määritetään tukimitan S1 keskeltä 3. Kun Kerto-Ripa kotelolaatassa ja -avokotelolaatassa on jatkuva päätypalkki ja alalaatta jatkuu päätypalkin ulkoreunaan asti, tulee tukimitan S1 lisäksi määrittää ulokemitta C1 tuentatapauksen B mukaisesti. Kotelo- tai avokotelolaatta, tuentatapaus A Päätytuki, kun laatassa välipuut Kotelo- tai avokotelolaatta, tuentatapaus B Päätytuki, kun laatassa päätypalkki Ripalaatta, tuentatapaus A Päätytuki, kun laatassa välipuut Ripalaatta, tuentatapaus B Päätytuki, kun laatassa päätypalkki HUOM! Muut Kerto-Ripa laattojen tuentatapaukset tulee mitoittaa tapauskohtaisesti Kerto-Ripa elementtien suunnitteluohjeen mukaisesti. 18
4 Reiät ja lovet -välilehti Reiät ja lovet -välilehdellä lisätään rakenteeseen reikiä ja/tai lovia. Painikkeilla Lisää, Poista ja Muuta pääset muokkaamaan aktiivista reikää tai lovea. Valitse ensin reikä tai lovi, jota haluat muokata ja sitten haluttu painike. FINNWOOD 2.4 ohjelmaversio sallii ja mitoittaa pyöreitä ja suorakulmaisia reikiä Kerto -tuotteisiin VTT:n sertifikaatin N:o 184/03 Liite A mukaisesti. Näitä tuotteita ovat Kerto-S (syrjällään), Kerto-Q (syrjällään), kerrannaisliimattu Kerto-S (syrjällään) ja Kerto-QP (syrjällään). HUOM! Kerto-QP (syrjällään) tuotteiden reikämitoitus tehdään kuten Kerto-S tuotteilla. FINNWOOD 2.4 ohjelmaversio sallii ja mitoittaa myös viistettyjä/suorakulmaisia lovia Kerto -, saha- ja liimapuutuotteisiin RIL 205-1-2017 mukaisesti. 19
20
5 Kuormitus-välilehti Kuormitus-välilehdellä määritetään mitoitettavan rakenteen kuormitustiedot (piste-, viiva- ja pintakuormat). Valmisrakenteilla ( Lattiapalkki/laatta, Kattopalkki/laatta, Pilari, Harjansuuntainen kattopalkki ja Pulpetti- /harjapalkki ) peruskuormien määrittely tapahtuu Kuormitustietojen määrittäminen ikkunoissa, jotka avautuvat Peruskuormien määrittäminen -painikkeilla. Mahdollisia lisäkuormia lisätään ja muokataan painikkeilla Lisää..., Poista ja Muuta... Katso myös: 5.1 Lattiapalkin/laatan kuormien määrittely 5.2 Kattopalkin/laatan kuormien määrittely 5.3 Pilarin kuormien määrittely 5.4 Harjansuuntaisen kattopalkin kuormien määrittely 5.5 Pulpetti-/harjapalkin kuormien määrittely 5.6 Kuormitustapaukset ja kuormitusyhdistelmät ikkuna 5.6.1 Vapaan rakenteen Kuormitustapaukset ja kuormitusyhdistelmät ikkuna 5.6.2 Kuormitustapauksen muokkaus/lisäys 5.6.3 Kuormitusyhdistelmän muokkaus/lisäys 21
5.1 Lattiapalkin/laatan kuormien määrittely Tässä ikkunassa määritetään lattiapalkeille tai Kerto-Ripa ala/välipohjalaatoille tulevat tasaiset kuormat (kn/m 2 ). Muita tapauskohtaisia kuormia voi muokata painikkeilla Lisää..., Poista ja Muuta... Omapaino G1 Rakenneosan ja muun lattiarakenteen omapaino [kn/m 2 ]. Huomaa, että mitoitettavan rakenneosan omapaino voidaan ottaa automaattisesti huomioon laskenta-asetuksissa (katso tämän ohjekirjan kohta 6.4 Mitoituksen yleiset laskenta-asetukset). Jos tätä asetusta ei ole valittu, tulee rakenneosan omapaino sisällyttää kuorma-arvoon G1. Varmista tällöin mitoituksen jälkeen, että valitun rakenneosan omapaino vastaa laskennassa käytettyä omapainoa. Kiinteä väliseinäkuorma G2 Kiinteä väliseinäkuorma tarkoittaa rakenteisiin kiinnitettyjen kantamattomien keveiden väliseinien omapainoa [kn/m 2 ]. RIL 205-1-2017 suunnitteluohjeen kohdan 2.3.1.4S mukaisesti, kyseinen omapaino käsitellään tasaisena lattiakuormana, joka on suuruudeltaan vähintään 0,3 kn/m 2. Siirrettävien väliseinien omapaino tulee huomioida tasan jakautuneena hyötykuormana, joka lisätään välipohjan hyötykuormaan. Jos siirrettävän väliseinän omapaino 1,0 kn/m, on hyötykuorman korotus 0,5 kn/m 2. 22
Hyötykuorma Q Hyötykuormalle määritetään kuorma-arvo [kn/m 2 ], kuormaluokka [A-H] ja kuorman liikkuvuus [%]. Alla olevassa taulukossa on esitetty Finnwood-ohjelmassa oletusarvoina käytetyt, RIL 205-1-2017 suunnitteluohjeen taulukon 2.5 mukaiset tasaisten hyötykuormien ominaisarvot kuormaluokittain. Hyötykuorman liikkuvuus on aina 100 %. HUOM! Rakenneosan tarkastelu pistekuormille tulee tehdä tapauskohtaisesti erikseen lisäkuormien avulla. Luokka A Asuin- ja majoitustilat Lattiat: 2.0 kn/m 2 Portaat 2.0 kn/m 2 Parvekkeet 2.5 kn/m 2 Luokka B Toimistotilat Toimistotilat 2.5 kn/m 2 Luokka C Kokoontumistilat C1: Pöytäalueet 2.5 kn/m 2 C2: Kiinteiden istuimien alueet 3.0 kn/m 2 C3: Esteettömät alueet 4.0 kn/m 2 C4: Liikuntatilat ja näyttämöt 5.0 kn/m 2 C5: Tungokselle alttiit alueet 6.0 kn/m 2 Luokka D Myymälätilat D1: Tavalliset vähittäiskaupat 4.0 kn/m 2 D2: Tavaratalot 5.0 kn/m 2 Luokka E Varastotilat Tavaran säilytys ja vastaanottotilat 7.5 kn/m 2 23
5.2 Kattopalkin/laatan kuormien määrittely Tässä ikkunassa määritetään kattopalkeille tai Kerto-Ripa yläpohjalaatoille tulevat tasaiset kuormat (kn/m 2 ). Muita tapauskohtaisia kuormia voi muokata painikkeilla Lisää..., Poista ja Muuta.. Omapaino G1/G2 Rakenneosan ja kattorakenteen omapaino [kn/m 2 ]. G2 on omanpainon arvo ulokkeilla ja G1 tukien välillä. Huomaa, että mitoitettavan rakenneosan omapaino voidaan ottaa automaattisesti huomioon laskenta-asetuksissa (katso tämän ohjekirjan kohta 6.4 Mitoituksen yleiset laskenta-asetukset). Jos tätä asetusta ei ole valittu, tulee rakenneosan omapaino sisällyttää kuorma-arvoihin G1 ja G2. Varmista tällöin mitoituksen jälkeen, että valitun rakenneosan omapaino vastaa laskennassa käytettyä omapainoa. Lumikuorma Qk Lumikuormalle määritetään ominaisarvo maassa Sk [kn/m 2 ], tyyppi, muotokerroin μ ja lumikuorman liikkuva osuus [%]. Ominaisarvo Sk saadaan RIL 205-1-2017 suunnitteluohjeen kuvasta 2.1, joka on esitetty vieressä oikealla. 24
Lumikuorman ominaisarvo maassa (Sk) voidaan määrittää myös apuohjelmalla, joka käynnistyy kyseisen kentän oikeassa reunassa olevalla -painikkeella. Apuohjelma määrittää lumikuorman lähimmän paikkakunnan perusteella. Apuohjelman antama lumikuorma-arvo siirretään lumikuorman määritysikkunaan OK-painikkeella. Samanaikaisesti päivittyy myös lumikuorman Tyyppi-kentän sisältö. Lumikuorman tyyppi voi olla S k < 2.75 kn/m 2 tai S k 2.75 kn/m 2. Lumikuorman tyyppi vaikuttaa kuormitusyhdistelyjen yhdistelykertoimien ψ 0, ψ 1 ja ψ 2 suuruuteen RIL 205-1-2017 suunnitteluohjeen taulukon 2.2 mukaisesti. 25
Lumikuorman muotokerroin μ määritetään RIL 205-1-2017 suunnitteluohjeen kuvista 2.2 ja 2.3. Näistä on esitetty alla yleisimmät tapaukset eli pulpetti-, harja- ja sahakaton muotokertoimet. EN 1991-1-3:2004 standardin mukaisesti lumikuorma on kiinteä muuttuva kuorma. Tästä syystä lumikuorman liikkuvan osuuden oletusarvona on 0 %. Lumikuorman määrittelyissä rakennesuunnittelijalle on kuitenkin jätetty mahdollisuus tarkistaa esimerkiksi moniaukkoisten tai lumiesteillä varustettujen kattorakenteiden kohdalla lumikuorman liikkuvuuden vaikutus. Kattorakenteen ominaislumikuorma S 1 saadaan kertomalla maanpinnan lumikuorma muotokertoimella seuraavasti: S 1 = μ S k S 1 vaikuttaa katon vaakaprojektiolla kuten on esitetty Laskentatietojen määrittäminen ikkunan kuvassa ja alla. 26
Tuulikuormat W1-W4 Tuulikuormalle määritetään ominaisarvot W1-W4 [kn/m 2 ], jotka sisältävät mahdolliset tuulen paine- tai imukertoimet. Tuulikuormat W1 ja W2 vaikuttavat rakenneosan tukien välillä ja tuulikuormat W3 ja W4 ulokkeilla. Näistä kuormat W1 ja W3 ovat tuulenpainetta (alaspäin) ja kuormat W2 ja W4 tuulen imua (ylöspäin). Ominaisarvot W1-W4 määritetään RIL 205-1-2017 suunnitteluohjeen kaavan (2.5.11S) mukaan seuraavasti: W i = c p,net q k (h) missä c p,net on osapinnan nettotuulenpainekerroin, joka on ulkoisen (c pe) ja sisäisen (c pi) tuulenpainekertoimen summa q k (h) on rakennuksen korkeutta h vastaava tuulen nopeuspaine Osapinnan nettotuulenpainekerroin määritetään RIL 205-1-2017 suunnitteluohjeen taulukoista 2.8 ja 2.9, ja tuulen nopeuspaine eri maastoluokissa taulukosta 2.6 ja kuvasta 2.6. Näistä viimeksi mainitut on esitetty alla. HUOM! Tuulikuorman laskentatarkastelu sisältää ainoastaan RIL 205-1-2017 suunnitteluohjeen mitoitustapauksen B, toisin sanoen rakenneosan mitoituksen paikalliselle tuulenpaineelle. 27
5.3 Pilarin kuormien määrittely Tässä ikkunassa määritetään pilarin peruskuormat, joita ovat yläpuolisilta rakenteilta tulevat pystysuuntaiset kuormat ja vaakasuuntainen tuulikuorma. Muita tapauskohtaisia kuormia voi muokata painikkeilla Lisää..., Poista ja Muuta... Pystysuunnan kuormat F (omapaino, hyötykuorma, lumikuorma ja tuulikuorma) Pilarille yläpuolisilta rakenteilta tulevia pystysuuntaisia kuormia F [kn] ovat omapaino, hyötykuorma, lumikuorma ja tuulikuorma. Pystysuunnan kuormien oletetaan sijaitsevan pilarin yläpäässä epäkeskeisyyksillä ez ja ey. Pystysuuntaisten kuormien ominaisarvojen lisäksi määritetään hyötykuorman kuormaluokka [A-H] ja lumikuorman tyyppi, jotka on selitetty tämän ohjekirjan kohdissa Lattiapalkin/laatan kuormien määrittely ja Kattopalkin/laatan kuormien määrittely. Vaakasuunnan tuulikuorma W1 Seinätolpille tai pilareille, joihin tukeutuu vaakasuuntaisen tuulikuorman alaisia rakenteita, määritetään vaakasuunnan tuulikuorman ominaisarvo W1. Tämä kuorma-arvo sisältää mahdolliset paine- ja imukertoimet ja sen laskenta on selitetty tämän ohjekirjan kohdassa Kattopalkin/laatan kuormien määrittely. Epäkeskeisyydet ey ja ez Kaikkien pystysuuntaisten kuormien F oletetetaan tulevan pilarille samoilla epäkeskeisyyksillä ey ja ez. Jokaiselle kuormalle lasketaan epäkeskeisyyden aiheuttamat ekvivalenttiset momenttikuormat, jotka huomioidaan mitoituksessa. Tässä ikkunassa määritetään harjansuuntaisille kattopalkeille tulevat tasaiset kuormat (kn/m 2 ), samoin kuin kattopalkeille ks. kohta 5.2. Muita tapauskohtaisia kuormia voi muokata painikkeilla Lisää..., Poista ja Muuta.. 28
5.4 Harjansuuntaisen kattopalkin kuormien määrittely Tässä ikkunassa määritetään harjansuuntaisille kattopalkeille tulevat tasaiset kuormat (kn/m 2 ), samalla tavalla kuin kattopalkeille, ks. 5.2. Muita tapauskohtaisia kuormia voi muokata painikkeilla Lisää..., Poista ja Muuta.. Harjansuuntaisen kattopalkin kaltevuuskulman määrittäminen Harjansuuntaisen kattopalkin kaltevuuskulma määritetään Rakennetietojen määrittäminen ikkunassa, ks. 3.1. ja kuva alla. 29
5.5 Pulpetti-/harjapalkin kuormien määrittely Tässä ikkunassa määritetään pulpetti-/harjapalkeille tulevat tasaiset kuormat (kn/m 2 ) samalla tavalla kuin kattopalkeille, ks. 5.2. sillä erotuksella, että harjan molempien puolien kuormat määritetään erikseen (vasen puoli/oikea puoli). Muita tapauskohtaisia kuormia voi muokata painikkeilla Lisää..., Poista ja Muuta.. Pulpetti-/harjapalkin lumikuorman muotokertoimen määrittäminen Pulpetti-/harjapalkin lumikuorman muotokerroin μ määritetään RIL 205-1-2017 mukaisesti, ks. 5.2. 30
5.6 Kuormitustapaukset ja kuormitusyhdistelmät ikkuna Kaikille valmisrakenteille (Lattiapalkki/laatta, Kattopalkki/laatta ja Pilari ) on valmiiksi määritetty kuormitustapaukset ja kuormitusyhdistelmät. Nämä tiedot voi tarkistaa kunkin valmisrakenteen osalta Kuormitustapaukset ja kuormitusyhdistelmät ikkunassa. Valmiiksi määritetyt kuormitustapaukset ja -yhdistelmät kattavat valmisrakenteille tulevat peruskuormat RIL 205-1-2017 suunnitteluohjeen mukaisesti, mutta rakennesuunnittelijan on tapauskohtaisesti varmistettava näiden riittävyys. Alla on esitetty esimerkkinä kattopalkin/laatan Kuormitustapaukset ja kuormitusyhdistelmät ikkunan tiedot. Valmiiden kuormatapausten tiedot: kuorman nimi kuorman tyyppi aikaluokka liikkuvuus (MRT ja KRT) Aktiivinen kuormitusyhdistelmä näytetään kuormitusyhdistelmälistalla sinisellä harmaalla pohjalla olevassa ruudussa Kuormitusyhdistelmien tiedot: Juokseva numerointi Mitoituksessa mukana olevat yhdistelmät on merkitty ON Yhdistelmän sisältö siten, että käytetyt K FI-kertoimet, osavarmuusluvut ja yhdistelykertoimet on esitetty termeittäin Yhdistelmän tyyppi (MRT / KRT) Esimerkki: 1.00 1.15 Omapaino + 1.00 1.50 Lumikuorma + 1.00 1.50 0.60 Tuulikuorma (alas) =(K FI osavarmuusluku pysyvien kuormien ominaisarvo) + (K FI osavarmuusluku määräävän muuttuvan kuorman ominaisarvo) + (K FI osavarmuusluku yhdistelykerroin muun muuttuvan kuorman ominaisarvo) HUOM! K FI-kerroin päivittyy kuormitusyhdistelmiin automaattisesti MITOITUS-sivulla valitun seuraamusluokan mukaisesti 31
5.6.1 Vapaan rakenteen Kuormitustapaukset ja kuormitusyhdistelmät ikkuna Valmiiksi määritetyt kuormitustapaukset ja -yhdistelmät ovat kiinteitä, mutta käyttäjä pystyy muokkaamaan niitä muuntamalla valmisrakenteen vapaaksi rakenteeksi. Tämä tapahtuu seuraavasti: Valitaan vapaa rakenne -vaihtoehto pikapainikkeella tai RAKENNEMALLI-välilehden Mitoitettava rakenne-listasta Vastataan esitettyyn kysymykseen Kyllä, niin aktiivisena oleva rakenneosa muutetaan vapaaksi rakenteeksi Alla on esitetty vapaan rakenteen Kuormitustapaukset ja kuormitusyhdistelmät ikkunan tärkeimmät toiminnot: Olemassa olevia kuormitusyhdistelmiä voidaan jättää pois aktiivisena olevan vapaan rakenteen tarkasteluista kaksoisklikkaamalla tekstiä ON. Tällöin yhdistelmä muuttuu tyypiksi - -. Tyyppi - - muutetaan takaisin tyypiksi ON vastaavasti kaksoisklikkaamalla. Painikkeilla Lisää, Muuta ja Poista muokataan aktiivista kuormitustapausta (ylemmät painikkeet) aktiivista kuormitusyhdistelmää (alemmat painikkeet) 32
5.6.2 Kuormitustapauksen muokkaus/lisäys Kuormitustapauksen muokkaaminen tai lisääminen on mahdollista vain vapaalla rakenteella (katso tämän ohjekirjan kohta 5.6.1 Vapaan rakenteen Kuormitustapaukset ja kuormitusyhdistelmät ikkuna). Muokkaaminen tapahtuu seuraavasti: Valitaan kuormitustapauksia koskeva Muuta -painike. Päivitetään Kuorman muutos-ikkunan tiedot. Kuormitustapauksen nimi Kuormitustapauksen tyyppi, joka määrää käytettävän aikaluokan ja yhdistelykertoimet (ψ 0, ψ 1 ja ψ 2) Kuormitustapauksen liikkuvuus jänneväleittäin tai ulokkeittain. Liikkuvuuden voi määrittää erikseen käyttö- (KRT) ja murtorajatilalle (MRT). Uuden kuormitustapauksen lisääminen tehdään vastaavasti kuormitustapauksia koskevalla Lisää -painikkeella. 33
5.6.3 Kuormitusyhdistelmän muokkaus/lisäys Kuormitusyhdistelmän muokkaaminen tai lisääminen on mahdollista vain vapaalla rakenteella (katso tämän ohjekirjan kohta 5.6.1 Vapaan rakenteen Kuormitustapaukset ja kuormitusyhdistelmät ikkuna). Kuormitusyhdistelmän muokkaaminen tapahtuu seuraavasti: Valitaan kuormitusyhdistelmiä koskeva Muuta -painike. Päivitetään Yhdistelmän muokkaus-ikkunan tiedot. Määritetään, onko kyseessä murtovai käyttörajatilayhdistelmä Valitaan kuormitusyhdistelmään sisältyvät kuormitustapaukset yksitellen. Määritetään kullekin kuormitustapaukselle osavarmuusluku ja tätä vastaava yhdistelykerroin Kuorman osavarmuusluvut (RIL 205-1-2017 mukaisesti): Murtorajatilassa yleensä 1.15, 1.35 tai 1.5 Käyttörajatilassa yleensä 1.0 Yhdistelykertoimet ψ 0, ψ 1 tai ψ 2 (RIL 205-1-2017 mukaisesti): Murtorajatilassa yhdistelykerroin ψ 0 Käyttörajatilassa yhdistelykertoimet ψ 1 ja ψ 2 Uuden kuormitusyhdistelmän lisääminen tehdään vastaavasti kuormitusyhdistelmiä koskevalla Lisää -painikkeella. 34
6 MITOITUS-välilehti MITOITUS-välilehdellä määritetään mitoitettavan rakenteen poikkileikkaustyyppi, materiaali, poikkileikkauskoko, käyttöluokka ja seuraamusluokka sekä mitoitukseen liittyvät parametrit ja laskenta-asetukset. Ohjelmaversiossa 2.4 tämän sivun toiminnot on jaoteltu seuraavasti: POIKKILEIKKAUS, MITOITUSASETUKSET ja MITOITUSTULOS. Alla on esitetty POIKKILEIKKAUS-lohkon yläosan ja sivun alapalkin tiedot: Mitoitettavan rakenteen tiedot: Poikkileikkaustyyppi Materiaali (valitaan vain suorakaidepoikkileikkauksilla) Poikkileikkauskoko k/k eli rakenneosien keskeltä keskelle jako Sivun alapalkissa esitetään tiedot: Rakennetyyppi Valittu materiaali, poikkileikkauskoko, k-jako ja pituus TAI Kerto-Ripa laatan tunnus Aktiivisen poikkileikkauksen tiedot näytetään seuraavasti: Suorakaidepoikkileikkaukset: Materiaali Poikkileikkausarvot (A, I y ja W y) Muoto K-jako/kuormitusleveys Leveys Paino Korkeus Pituus Kuva poikkileikkauksesta Kerto-Ripa laatat: Tunnus Pituus Ylä/alalevy Paino Rivat Kuva poikkileikkauksesta 35
Alla on esitetty MITOITUS-välilehden POIKKILEIKKAUS-lohkon alaosan ja MITOITUSASETUKSET-lohkon toiminnot: Mitoitettavan rakenteen laskenta-asetukset ja mitoitusparametrit: Käyttöluokan valinta Seuraamusluokan valinta Yleiset laskenta-asetukset tarkistetaan ikkunasta, joka avautuu RAKENNEMITOITUS-otsikon viereisellä painikkeella Murtorajatilatarkastelut (ksys-kertoimen valinta, nurjahdus- ja kiepahdustarkastelut) Käyttörajatilatarkastelut (taipuma- ja värähtelytarkastelut) Poikkileikkauksen valitseminen: Nuolinäppäimet pienentävät/suurentavat etsittävää arvoa asteittain (k-jako: 25 mm, jänneväli: 100 mm) HUOM! Vain rastitetut tarkastelut huomioidaan mitoituksessa Ohjeteksti muistuttaa käyttäjää tarkistamaan kaikki laskenta-asetukset ennen mitoituksen tekemistä Pulpetti-/Harjapalkin mitoituksessa vain b (profiilin leveys) muuttuu Etsi seuraava sopiva (listan alusta) -painike etsii seuraavan kelpaavan poikkileikkauksen listan alusta Etsi seuraava sopiva (valitusta eteenpäin) painike etsii seuraavan kelpaavan poikkileikkauksen listalta valitusta poikkileikkauksesta eteenpäin Painikkeet Edellinen ja Seuraava etsivät poikkileikkauslistasta edellisen tai seuraavan poikkileikkauskoon Etsi vaadittava k-jako -painike etsii suurimman kelpaavan k-jaon Etsi maksimijänneväli -painike etsii suurimman kelpaavan jännevälin 1-jänneväliselle rakenteelle 36
Alla on esitetty MITOITUS-välilehden MITOITUSTULOS-lohkon sisältö ja välilehden muita toimintoja: Mitoitustulos: Mitoitustulos näkyy välittömästi poikkileikkauksen valitsemisen jälkeen Vihreä ympyrä tarkoittaa, että valittu poikkileikkaus täyttää kyseisen tarkastelun mitoitusehdot Punainen ympyrä tarkoittaa, että valittu poikkileikkaus ei täytä kyseisen tarkastelun mitoitusehtoja KOKONAISKÄYTTÖASTE näyttää mitoittavimman tarkastelun tuloksen -painike (informaatiopainike) tuo näkyviin tietoja seuraavasti: materiaalin ominaisarvot (lujuus- ja jäykkyysarvot) materiaalin tilavuuspainon maksimivoimasuureet maksimi- ja minimitukireaktiot materiaali- tai mitoitustarkastelukohtaiset huomautukset ja lisäohjeet -painike näyttää kaikkien tarkastelujen yksityiskohtaiset tulokset -painike näyttää päämitoituskohtien tulokset HUOM! Keltaisista pystyviivoista vetämällä voi säätää MITOITUS-sivun eri lohkojen leveyttä. Sama toiminnallisuus on Reiät ja lovet-, Kuormitus- ja Laskentatulokset-sivuilla. 37
6.1 Mitoitettavien rakenteiden valinta Mitoitettavien rakenteiden valintamahdollisuudet ovat seuraavat: POIKKILEIKKAUSTYYPIT Suorakaide Kerto-Ripa- ripalaatta Kerto-Ripa- kotelolaatta Kerto-Ripa- avokotelolaatta MATERIAALIT KERTO-S syrjällään KERTO-Q syrjällään KERTO-S lappeellaan KERTO-Q lappeellaan pitkittäin (pintaviilut samansuuntaiset jänneväli(e)n kanssa) KERTO-Q lappeellaan poikittain (pintaviilut poikittain jänneväliin nähden) KERTO-T KERTO-S kerrannaisliimattu syrjällään KERTO-S kerrannaisliimattu lappeellaan KERTO-QP syrjällään KERTO-QP lappeellaan C14 C18 C24 C30 C35 C40 GL24c GL24h GL30c GL30h Standardipilarit (Kuningaspalkki) La P6 (vain käyttöluokka 1) Metsä Wood Spruce-havuvaneri pitkittäin (pintaviilut samansuuntaiset jänneväli(e)n kanssa) Metsä Wood Spruce-havuvaneri poikittain (pintaviilut poikittain jänneväliin nähden) Kerto-Kate pitkittäin (pintaviilut samansuuntaiset jänneväli(e)n kanssa) Kerto-Kate poikittain (pintaviilut poikittain jänneväliin nähden) POIKKILEIKKAUKSET Kun poikkileikkaustyyppi ja materiaali on valittu, näitä vastaava lista poikkileikkauksista luetaan tietokannasta ja näytetään MITOITUS-välilehdellä. Poikkileikkaustietokannat löytyvät päävalikosta, Tietokannat-otsikon alta. Katso myös tämän ohjekirjan kohta 10 Poikkileikkaustietokantojen hallinta. KÄYTTÖLUOKAT 1 2 3 (edellyttää suojakäsittelyä) 1 (suojakäsittely halkeilua vastaan) 38
SEURAAMUSLUOKAT CC3 (KFI=1.1) CC2 (KFI=1.0) CC1 (KFI=0.9) Suuret seuraamukset ihmishenkien menetysten tai hyvin suurten taloudellisten, sosiaalisten tai ympäristövahinkojen takia Keskisuuret seuraamukset ihmishenkien menetysten tai merkittävien taloudellisten, sosiaalisten tai ympäristön vahinkojen takia Vähäiset seuraamukset ihmishenkien menetysten tai pienten tai merkityksettömien taloudellisten, sosiaalisten tai ympäristön vahinkojen takia Seuraamusluokan muuttaminen MITOITUS-sivulla päivittää automaattisesti Kuormitus-sivun kuormitusyhdistelmät. 39
6.2 Kerto-Ripa laattojen mitoitus FINNWOOD 2.4 -ohjelmaversiolla voidaan mitoittaa Kerto-Ripa ripalaattoja, Kerto-Ripa kotelolaattoja ja Kerto-Ripa avokotelolaattoja. Laattojen mitoitus sisältää muuten samat tarkastelut kuin suorakaidepoikkileikkauksilla, mutta kiepahdus- ja nurjahdusmitoitusta ei tehdä, koska laatan rivat oletetaan sivuttaistuetuiksi. Kerto-ripa laattojen rakennetyypinä voi olla lattia- ja kattolaatta sekä vapaa rakenne. Pilarirakenteen käyttö Kerto-Ripa elementeillä on estetty. Kerto-Ripa laatan mitoitus suoritetaan yhdelle ripakaistalle kerrallaan. Rakennesuunnittelijan tulee varmistaa laatan kaikkien ripojen kelpaavuus. Alla on esitetty esimerkki kotelolaatasta, jonka toinen reunaripa on mitoitettavana. Mitoitettava ripakaista näytetään MITOITUS-sivun poikkileikkauskuvassa keltaisella värillä Tunnus: R ripalaatta, H kotelolaatta tai avokotelolaatta Esimerkiksi: R250-2500x25-5(1)x51x225 Kerto-Ripa laattojen H275-2500x25-5(1)x51x225-2500x25 poikkileikkausten nimet on määritetty seuraavasti: H275-2500x31-5(1)x51x200-150/300x44 Tiedot vasemmalta oikealle: elementin kokonaiskorkeus [mm] ylälaatan kokonaisleveys [mm], suositusleveydet 1800 mm ja 2500 mm ylälaatan hiottu paksuus [mm] ripojen lukumäärä (suluissa mitoitettava ripa) ripojen leveys [mm] ripojen korkeus [mm] Kotelolaatan nimessä on lisäksi alalaatan kokonaisleveys [mm], suositusleveydet 1800 mm ja 2500 mm alalaatan hiottu paksuus [mm] Avokotelolaatan nimessä on lisäksi alalaattasoirojen kokonaisleveys [mm], suositus reuna/välirivoilla 150/300 mm alalaattasoirojen hiottu paksuus [mm] Kerto-Ripa elementtien ripakaistojen mitoitus tehdään niiden eurooppalaisen teknisen hyväksynnän (ETA-07/0029) ja sen suunnitteluohjeen mukaisesti mm. seuraavasti: - k sys-kerrointa ei oteta huomioon - Mahdolliset reiät ja aukot tulee tarkistaa erikseen - Tukipainemitoituksen tukimitat määräytyvät tämän ohjekirjan kohdan 3.3 Kerto-Ripa laattojen päätytuen määrittely mukaisesti. Muut tuentatapaukset on tarkistettava erikseen. 40
- Ohjelma laskee laatan geometrian perusteella tarkasteltavalle rivalle tulevan osuuden pintakuormista. Viiva- ja pistekuormia käytettäessä kuormat oletetaan kohdistuvan kokonaisuudessaan tarkasteltavalle rivalle. - Kerto-Ripa elementit koostuvat alla olevan taulukon mukaisista Metsä Woodin tuotteista. Ylä- ja alalaatat hiotaan molemmin puolin (1 mm/puoli) rakenneliimausta varten. Elementin osa Materiaali Käyttö elementeissä Rivat Kerto-S Kaikki elementtityypit Ylälaatta Kerto-Q Kaikki elementtityypit Alalaatta Kerto-Q Kotelolaatat Alalevysoirot Kerto-S Avokotelolaatat HUOM! Finnwood 2.4 ohjelmaversiossa Kerto-Ripa -kotelolaatoilla on mahdollista valita ylälaataksi Kerto-Q levyn sijaan Ei-rakenneliimattu puulevy. Tämä valinta tarkoittaa, ettei ylälaatta toimi osana Kerto-Ripa elementin poikkileikkausta. Materiaalin omapaino otetaan kuitenkin huomioon laskennassa tilavuuspainolla 5,0 kn/m 3. Kerto-Ripa elementin ripakaistan mitoitus ei sisällä pintalaatan taivutuskestävyys-, leikkauskestävyys- ja taipumatarkastelua poikittain ripoihin nähden. Kyseiset tarkastelut voidaan tehdä FINNWOOD 2.4 ohjelmalla seuraavasti: - Kerto-Ripa -elementin rakenneliimattu ylälaatta mallinnetaan nivelellisesti tuettuna, kun ylälaatta on moniaukkoinen. Rakenneliimatulla yhden ripavälin levyisellä laatalla voidaan taipumaa pienentää 23%, kun laattaan vaikuttaa tasainen kuorma, laatan rakennemalli on niveltukinen ja rivat on sidottu alapinnasta toisiinsa enintään 600 mm välein. - Valitse mitoitustilannetta vastaava valmisrakenne eli lattiapalkki/laatta tai kattopalkki/laatta. - Määritä RAKENNEMALLI-välilehdellä rakenneosan jänneväli- ja tukimitat siten, että nämä vastaavat ripojen k-jakoa ja ripaleveyttä. Käytä rakenneosan kuormitusleveytenä poikkileikkauksen leveyttä. - Tarkista Kuormitus-välilehden kuormat, jotta nämä vastaavat tarkastelutilannetta (esimerkiksi yläpuolinen kelluva betonilaatta). - Valitse MITOITUS-sivulla materiaaliksi Kerto-Q lappeellaan poikittain, koska Kerto-Q -ylälaatan pintaviilut ovat poikittain elementin jänneväliin nähden. HUOM! Kerto-Q ylälaatan poikittaissuunnan mitoituksessa käytetään levyn hiomatonta nimellispaksuutta (esim. 27 mm). - Tarkista käyttöluokka ja seuraamusluokka sekä mitoitusasetukset. - HUOM! Ala- ja välipohjaelementeillä Kerto-Ripa elementin ylälaatan tulee täyttää myös värähtelylaskennan taipumakriteeri 0,5 mm. Jos Kerto-Ripa -elementtien päällä ei ole muita kuormaa jakavia kerroksia (esim. askeläänieriste ja kelluva lattiarakenne), taipumakriteeri täyttyy, kun elementin ylälaatan paksuus on t s / 25 eli ripojen keskeltä keskelle etäisyys jaettuna 27:llä. Kerto-Q -ylälaatan poikittaissuunnan laskennallisella paksuudella 27 mm edellä mainittu tarkoittaa, että ripojen keskeltä keskelle välin pitää olla s 675 mm. - HUOM! Kun taipumasta ei ole haittaa, voi Kerto-Ripa -kattoelementtien ylälaatan poikittaissuunnan taipuma olla korkeintaan w fin L/150. - Laatan kokonaiskäyttöaste ja eri laskentatarkastelujen tulokset näkyvät sekä MITOITUS-välilehdellä että TULOSTE-sivulla. - Tallenna laskelma. 41
6.3 Materiaaliarvot ja mitoitukseen liittyviä huomioita MATERIAALIARVOT FINNWOOD 2.4 -ohjelmaversiossa käytetyt materiaaliarvot ovat seuraavien lähteiden mukaiset: - Kerto-T, VTT:n sertifikaatti VTT-C-1781-21-07 - Kerto-S ja Kerto-Q, VTT:n sertifikaatti N:o 184/03 ja VTT:n lausunto VTT-S-05218-08 - Kerto-Ripa laatat, Eurooppalainen tekninen hyväksyntä ETA-07/0029 ja sen erillinen suunnitteluohje (osa A) - Kerto-S kerrannaisliimattu, VTT:n sertifikaatti VTT-C-1588-21-07 - Kerto-QP, VTT:n lausunto VTT-S-05156-11 - Metsä Wood-liimapuu (Kuningaspalkki), VTT:n sertifikaatti N:o 167/02 - Standardipilarit (Kuningaspalkki), VTT:n tutkimusselostus VTT-S04364-12 - Liimapuu, standardi EN 1194 - Liimapuu GL30c ja GL30h, VTT:n tutkimusselostus VTT-S-01554-12 - Sahatavara, standardi EN 338:2017 - Lattia-Wilhelmi P6, standardi EN 312-6 - Metsä Wood Spruce havuvaneri, VTT:n sertifikaatti N:0 4-95 (2008) - Kerto-Kate, VTT:n sertifikaatti VTT-C-4457-21-09 MITOITUKSEEN LIITTYVIÄ HUOMIOITA Metsä Wood Spruce -vanerituotteet Metsä Wood Spruce -havuvanerituotteilla käytetään hiottuja paksuuksia vastaavia materiaaliarvoja ja mitoituslaskenta tehdään näiden hiottujen paksuuksien mukaisesti (hiottu paksuus = nimellispaksuus - 0.5 mm). Tulosteissa näytetään kuitenkin vain nimellispaksuus, jotta laskelmat pätevät sekä hiotuille että nimellispaksuuksille. Finnwood-ohjelman laskelmat pätevät myös erikoishavuvanerituotteille Metsä Wood Spruce WeatherGuard ja Metsä Wood Spruce FireResist. Reikien ja lovien mitoitus (MRT) Reikien mitoittaminen tehdään Kerto -tuotteiden VTT:n sertifikaatin N:o 184/03 Liite A mukaisesti syrjällään oleviin Kerto-tuotteisiin (Kerto-S, Kerto-Q, kerrannaisliimattu Kerto-S ja Kerto-QP). Kerto-QP tuotteiden reikämitoitus tehdään kuten Kerto-S tuotteilla. Vinojen ja suorakulmaisten lovien mitoittaminen tehdään RIL 205-1-2017 mukaisesti Kerto -, saha- ja liimapuutuotteisiin. Tukipainetarkastelu (MRT) Mitoitettavien rakenteiden tukipituudet on rajoitettu välille 20 500 mm. Tukipainetarkastelua ei tehdä levyrakenteilla, joita ovat Metsä Wood Spruce-havuvaneri, Lattia-Wilhelmi P6 ja Kerto- Kate. 42
Kaltevat kattopalkit/laatat Kaltevilla kattopalkeilla tai yläpohjalaatoilla normaalivoimakuormituksen painopisteen oletetaan yhtyvän rakenneosan neutraaliakseliin. Tällöin normaalivoimakuormituksen epäkeskisyys pitää ottaa erikseen huomioon. Mahdollinen normaalivoimakuormituksen epäkeskisyys voidaan huomioida (pistekuorma + taivutusmomentti)- yhdistelmillä, eli siirtämällä normaalivoima neutraaliakselille ja lisäämällä tästä aiheutuva momentti erillisenä kuormana. Pilarit Kerto-Ripa elementtien ja levyrakenteiden ( Metsä Wood Spruce-havuvaneri, Lattia-Wilhelmi P6 ja Kerto-Kate ) käyttö pilarirakenteina on estetty. Taipumatarkastelu (KRT) Alle 200 mm pituisten ulokkeiden ja jännevälien taipumatarkastelu jätetään huomioimatta. Näiden rakenteiden taipuma lasketaan, mutta käyttöasteena on 0%. Niin ikään jos ulokkeen taipuma ylöspäin on alle 20 mm, tämä jätetään huomioimatta mitoituksessa. Värähtelytarkastelu (KRT) Värähtelytarkastelu ei sisällä yläpuolisten lattialevyjen tarkistusta 1 kn:n pistevoiman aiheuttamalle lisätaipumalle. Rakennesuunnittelijan tulee valita käytettävä levypaksuus siten, että ohjeet levypaksuuksista täyttyvät (katso tämän ohjeen kohta 6.9.2 Värähtelytarkastelun Ohje-sivu). Rakennesuunnittelijan tulee mitoittaa värähtelytarkastelussa huomioidut lattialevyt erikseen omapainolle (kuten kelluvat lattiarakenteet ja kiinteät väliseinät) ja hyötykuormalle. Katso myös: 6.4 Mitoituksen yleiset laskenta-asetukset 6.5 Murtorajatilatarkastelun yleiset asetukset 6.6 Nurjahdustarkastelun asetukset 6.7 Kiepahdustarkastelun asetukset 6.8 Taipumatarkastelun asetukset 6.9 Värähtelytarkastelun asetukset 10 Poikkileikkaustietokantojen hallinta 43
6.4 Mitoituksen yleiset laskenta-asetukset FINNWOOD 2.4 -ohjelman käyttämiä yleisiä laskenta-asetuksia voidaan muokata valitsemalla päävalikosta Asetukset > Laskenta-asetukset Ikkuna avautuu myös MITOITUS sivun RAKENNEMITOITUS otsikon viereisellä -painikkeella. Alla on esitetty tämän Asetukset ikkunan sisältö. Muokattavia laskenta-asetuksia ovat: Leikkausmuodonmuutoksen huomioiminen taipumien laskennassa Leikkausmuodonmuutoksen ja -jäykkyyden huomioiminen voimasuureiden laskennassa Rakenneosan omapainon sisällyttäminen automaattisesti laskentaan Leikkausvoiman pienentämisen huomioiminen tukien läheisyydessä Leikkaustarkastelu viistealueella HUOM! Leikkausvoiman pienentämisestä on lisätietoa Info-sivulla LASKENTA-ASETUKSIIN LIITTYVIÄ HUOMIOITA - Vain rastitetut laskenta-asetukset huomioidaan MITOITUS-sivun tarkasteluissa. - Ohjelma käyttää oletusarvoina kaikille rakenteille yllä olevassa kuvassa näkyviä asetuksia. - Kun yleisiä laskenta-asetuksia muutetaan ja painetaan OK, käyttäjä siirretään MITOITUS-sivulle tarkistamaan muut laskenta-asetukset. - Levyrakenteilla tulee leikkausmuodonmuutos aina ottaa huomioon taipumien laskemisessa. Näitä ovat mm. Kerto-Q lappeellaan pitkittäin, Kerto-Q lappeellaan poikittain, Metsä Wood Spruce-havuvaneri pitkittäin, Metsä Wood Spruce-havuvaneri poikittain, Kerto-Kate pitkittäin ja Kerto-Kate poikittain. - Laskennassa automaattisesti huomioitava Kerto-Ripa laattojen omapaino sisältää vain tarkasteltavan ripakaistan painon (kn/m). MITOITUS- ja Tuloste-sivuilla esitettävä koko elementin paino (kg/m 2 ) sisältää myös poikittaisosien omapainon. Poikittaisosien painoksi on arvioitu 10% ylä- ja alalevyjen sekä ripojen painosta. 44
- Leikkausvoiman pienentäminen tukien läheisyydessä tehdään seuraavasti: - Kuormien oletetaan vaikuttavan tukipintaan nähden rakenneosan vastakkaisella puolella. - Pienentäminen tehdään kuormitusyhdistelmien leikkausvoimakäyrään. - Leikkausvoimakäyrä jätetään huomioimatta mitan 0.9xH päässä tuen reunasta seuraavaa poikkeusta lukuun ottamatta. Kun tällä alueella vaikuttaa pistekuorma, leikkausvoimakäyrää pienennetään lineaarisesti. - Omapainon vaikutuksen eliminoimiseksi pienennyskohtana käytetään mittaa 0.9xH tuen reunasta. Parametri H on poikkileikkauksen korkeus tai Kerto-Ripa elementin ripojen korkeus. - Leikkausvoiman pienentäminen otetaan huomioon vain jatkuvilla Kerto-Ripa elementeillä ja vain näiden keski- tai välituilla. 45
6.5 Murtorajatilatarkastelun yleiset asetukset Murtorajatilatarkastelujen yleisessä Asetukset-ikkunassa määritetään kuormien jakoluku k sys, jolla voidaan huomioida kuormien jakautuminen rinnakkaisille rakenneosille. Tämä ikkuna avautuu Murtorajatila (MRT) -otsikon viereisellä -painikkeella. Vaihtoehdot kertoimen arvoksi ja ehdot eri arvojen käyttämiseen selviävät Asetukset-ikkunasta, joka on esitetty alla. Oletusarvona kaikilla valmisrakenteilla on k sys = 1.0. 46
6.6 Nurjahdustarkastelun asetukset Nurjahdustarkastelun Asetukset-ikkunassa määritetään murtorajatilamitoituksen nurjahdukseen liittyvät asetukset. Tämä ikkuna avautuu Nurjahdustarkastelu-otsikon viereisellä -painikkeella. Alla on esitetty ikkunan tärkeimmät tiedot. Nurjahdussuunnat on annettu rakenneosan paikallisessa koordinaatistossa z-suunta tarkoittaa rakenneosan pystysuuntaa y-suunta tarkoittaa rakenneosan sivusuuntaa Tarkastettavat nurjahdussuunnat tulee valita rastilla Info sivulta löytyy lisätietoa nurjahduspituuksien määrittämiseksi Nurjahduspituuden vaihtoehdot: Kertoimen ja tukivälin perusteella määritettävä nurjahduspituus, esimerkiksi Lc = 1.0 x L Nurjahdustukien jakovälin perusteella määritettävä nurjahduspituus [mm], jota käytetään rakenneosan koko pituudella eli kaikilla tukiväleillä ja ulokkeilla Ohjeita nurjahdusparametrien määrittämiseksi Puristussauvan nurjahduspituus Lc riippuu rakenteen tuentatavasta. RIL 205-1-2017 Puurakenteiden suunnitteluohje (Taulukko 6.1S) ja Suomen Rakentamismääräyskokoelma, B10 Puurakenteet 2001 (Taulukko 5.4) antavat seuraavanlaiset ohjeet nurjahduspituuden määrittämiseksi, kun L on sauvan pituus. Lc Tuentatapa 0,7 L Sauva on jäykästi kiinnitetty molemmista päistään 0,85 L Sauva on jäykästi kiinnitetty toisesta ja nivelellisesti toisesta päästään 1,0 L Sauva on nivelöity molemmista päistään 1,0 a Sauva on poikittaistuettu nurjahduksen suunnassa välein a 1,5 L Sauva on jäykästi kiinnitetty toisesta päästä ja toisesta päästä kiinnitetty suunnalleen, muttei asemalleen 2,5 L Sauva on jäykästi kiinnitetty toisesta päästään ja on vapaa toisesta päästään 47
6.7 Kiepahdustarkastelun asetukset Kiepahdustarkastelun Asetukset-ikkunassa määritetään murtorajatilamitoituksen kiepahdukseen liittyvät asetukset. Tämä ikkuna avautuu Kiepahdustarkastelu-otsikon viereisellä -painikkeella. Alla on esitetty ikkunan tärkeimmät tiedot. HUOM! Nämä laskenta-asetukset koskevat vain taivutuksesta My (y-akselin suhteen) tapahtuvaa kiepahdusta. FINNWOOD 2.4 -ohjelmaversio ei laske kiepahdusta taivutuksesta Mz (z-akselin suhteen). Rakenneosan yläpuoliset sivutuet: Yläpuolisia sivutukia tarvitaan, kun rakenneosan yläpinta on puristettu (eli My > 0) Esimerkki: yksijännevälisen palkin yläreuna keskijänteellä Rakenneosan alapuoliset sivutuet: Alapuolisia sivuttaistukia tarvitaan, kun rakenneosan alapuoli on puristettu (eli My < 0) Esimerkki: jatkuvan palkin välituki/välituet ja sen/niiden läheisyys Valinnat: Tehollinen kiepahduspituus ja Rinnakkain olevat palkit. Kyseiset parametrit koskevat vain suorakaidepoikkileikkauksia. Vaihtoehdot sivuttaistuiksi: Kiepahdustukiväli Lk1 / Lk2 [mm] Rakenneosan päätukien tukiväli Rakenneosa on täysin sivuttaistuettu Ensimmäisestä vaihtoehdosta esimerkkinä ovat laudoitus tai poikittaiskoolaus, joiden jakoväli on sama kuin kiepahdustukiväli. HUOM! Kullekin rakenneosalle voi määrittää vain yhdet Lk1- ja Lk2-arvot. HUOM! Sivutukien täytyy pystyä toimimaan niin, että ne siirtävät vaakasuuntaisen kiepahduskuorman jäykistäville rakenteille, toisin sanoen sivutuet on kiinnitetty jostain pisteestä jäykistävään rakenteeseen. 48
RIL 205-1-2017 suunnitteluohjeen mukaisesti suorakaidepoikkileikkauksilla huomioidaan määräävän kuormituksen sijainti, koska tämä vaikuttaa teholliseen kiepahduspituuteen sitä kasvattaen (termillä 2xH) tai pienentäen (termillä -0,5xH). Tehollisen kiepahduspituuden oletusasetuksena on alla esitetty vaihtoehto, joka tarkoittaa, että kuorman tulee vaikuttaa palkin neutraaliakselilla tai rakenteen puristetun reunan tulee olla kuormitettu ainoastaan kiepahdustukien kohdalla sijaitsevilla pistekuormilla. Valintalista on kokonaisuudessaan seuraavanlainen (oletusvalinta tummennettuna): Alla on esitetty tehollisen kiepahduspituuden eri vaihtoehtoja vastaavat esimerkkirakenteet (numeroituna 1-6). 1 Lef1 = Lk1 ja Lef2 = Lk2 Esim. yksijännevälinen palkki, kuormitus vaikuttaa neutraaliakselilla 2 Lef1 = Lk1+2xH ja Lef2 = Lk2 Esim. yksijännevälinen palkki, kuormitus palkin yläpinnassa eli puristetulla reunalla, 2xH-termi on huomioitu kun My>0 3 Lef1 = Lk1 ja Lef2 = Lk2+2xH Esim. ulokkeellinen yksijännevälinen palkki, kuormitus palkin alapinnassa eli vedetyllä reunalla, 2xH-termi on huomioitu kun My<0 49
4 Lef1 = Lk1+2xH ja Lef2 = Lk2+2xH Esim. kaksijännevälinen palkki, kuormitus palkin yläpinnassa (1. jänneväli) ja alapinnassa (2. jänneväli) Molemmissa jänneväleissä kuormitus vaikuttaa sekä rakenteen puristetulla reunalla että vedetyllä reunalla. Positiivinen kenttämomentti aiheutuu ensimmäisen jännevälin kuormasta rakenteen puristetulla reunalla ja toisen jännevälin kuormasta rakenteen vedetyllä reunalla. Negatiivinen tukimomentti aiheutuu ensimmäisen jännevälin kuormasta rakenteen vedetyllä reunalla ja toisen jännevälin kuormasta rakenteen puristetulla reunalla. 2xH-termi otetaan huomioon molemmissa jänneväleissä (My>0 ja My<0). 5 Lef1 = Lk1+2xH ja Lef2 = Lk2-0,5xH Esim. kaksijännevälinen palkki, kuormitus palkin yläpinnassa eli vedetyllä reunalla välituen kohdalla ja sen läheisyydessä sekä puristetulla reunalla muualla rakenteessa, molemmat termit (2xH ja -0,5xH) on huomioitu 6 Lef1 = Lk1-0,5xH ja Lef2 = Lk2+2xH Esim. kaksijännevälinen palkki, kuormitus palkin alapinnassa eli puristetulla reunalla välituen kohdalla ja sen läheisyydessä sekä vedetyllä reunalla muualla rakenteessa, molemmat lisäykset (2xH ja -0,5xH) on huomioitu 50
6.7.1 Vapaan rakenteen kiepahdustarkastelun asetukset Vapaalla rakenteella kiepahdustuennan vaihtoehdot ovat seuraavat: - Kiepahdusväli Lk1 / Lk2 [mm] - Rakenneosan päätukien tukiväli - Rakenneosa on täysin sivuttaistuettu - Lk1 / Lk2 on sama kuin sivu/päätukien tukiväli Yllä esitetyistä viimeisimmän vaihtoehdon sivutukiväli määräytyy rakenteen ylä- ja alapuolisten sivuttaistukien perusteella. Lisätietoa sivuttaistukien määrittämisestä löytyy ohjekirjan kohdasta 3.2 Vapaan rakenteen geometria ja tuentatavat. Muuten vapaan rakenteen kiepahdusasetukset ovat samat kuin valmisrakenteilla. 51
6.8 Taipumatarkastelun asetukset Taipumatarkastelun Asetukset-ikkunassa määritetään käyttörajatilamitoituksen taipumarajat. Tämä ikkuna avautuu Taipumatarkastelu-otsikon viereisellä -painikkeella. Alla on esitetty ikkunan tärkeimmät tiedot. Rakenteen z suunnan taipumaa voi rajoittaa kuudella eri taipumakriteerillä: Wq,inst Muuttuvien kuormien hetkellinen taipuma Wq,fin Muuttuvien kuormien lopputaipuma (sisältäen viruman) Wfin Kokonaiskuorman lopputaipuma (sisltäen viruman ja esikorotuksen) Winst Kokonaiskuorman hetkellinen taipuma Wg, inst Pysyvien kuormien hetkellinen taipuma Wnet, fin Kokonaiskuorman lopputaipuma (sisältäen viruman) Info-välilehdellä esitetään ohjeita taipumarajojen määrittämiseen. Taipumakriteerit ja taipumarajat: Jokainen taipumakriteeri voi sisältää suhteellisen (esim. L/300) ja/tai absoluuttisen (esim. 12 mm) taipumarajan Suhteellinen taipumaraja tarkoittaa jännevälin L suhteen määritettyä raja-arvoa Absoluuttinen taipumaraja tarkoittaa taipuman maksimiarvoa [mm] - - tarkoittaa, että kyseinen taipumakriteeri ei ole käytössä Ulokkeiden taipumaraja on asetettu korotuskertoimilla, joilla kerrotaan yllä olevia taipumarajoja, kun nämä on muutettu mm -rajoiksi. Yksijännevälisellä rakenteella voi taipuman laskemisessa huomioida jännevälin keskikohdalla tehtävän esikorotuksen Wc. RIL 205-1-2017 suunnitteluohjeen kuva 7.1 on ikkunassa helpottamassa taipumarajojen määrittämistä. HUOM! Käyttäjän tulee tällöin lisätä Wfin taipumakriteeriksi ja syöttää tätä vastaava taipumaraja. Oletusarvoina FINNWOOD 2.4 -ohjelmaversion laskentamallipohjilla on RIL 205-1-2017 suunnitteluohjeen taulukossa 7.2 esitetyt pääkannattimien, ulokkeiden tai toisiokannattimien taipumarajat. RIL:n suunnitteluohjeen mukaiset taipumarajat on myös esitetty viereisessä taulukossa. on jänneväli 1) Koskee pelkästään lattioita 2) Koskee suoria ja esikorotettuja rakenteita, mutta ei tukipisteiden välillä kaarevia tai taitteellisia kannattimia 3) Koskee esikorotettuja sekä tukipisteiden välillä kaarevia tai taitteellisia rakenteita 52
6.9 Värähtelytarkastelun asetukset Tässä ikkunassa määritetään värähtelymitoitukseen liittyvät parametrit. Värähtelymitoitus tehdään RIL 205-1-2017 suunnitteluohjeen luvun 7.3 mukaisesti. FINNWOOD 2.4 ohjelma huomioi lisäksi lattiapalkkien jatkuvuuden pistekuorman aiheuttaman taipuman laskemisessa ja ulokepalkit (katso ohjekirjan kohta 6.9.2 Värähtelylaskennan Infosivu). Alla on esitetty suorakaidepoikkileikkausten värähtelylaskennan Asetukset-ikkuna, joka avautuu Värähtelytarkasteluotsikon viereisellä -painikkeella. Ikkunan ensimmäisellä välilehdellä esitetään käytettävät parametrit ja toisella välilehdellä eli Info-sivulla näiden selitykset. Suorakaidepoikkileikkaukset Värähtelytarkastelun Asetukset-ikkuna on erilainen Kerto-Ripa ripalaatoilla, kotelolaatoilla ja avokotelolaatoilla seuraavasti: - Yläpuolinen lattialevy - ja Liittorakennevaikutus -vaihtoehdot puuttuvat, koska laattarakenteet sisältävät rakenneliimatun Kerto-Q pintalaatan. Tämä on automaattisesti huomioitu laskennassa. - Poikittaisjäykisteet -vaihtoehto puuttuu kotelolaatoilta, koska kotelolaattoihin asennetaan tietyt poikittaisjäykisteet valmistuksen yhteydessä. Nämä jäykisteet huomioidaan automaattisesti laskennassa. - Alapuoliset poikittaiskoolaukset -vaihtoehto puuttuu kotelolaatoilta Ripa- ja avokotelolaatta Kotelolaatta 53
6.9.1 Värähtelytarkastelun mitoitusperiaatteet RIL 205-1-2017 suunnitteluohjeen mukaisesti asuin- tai toimistohuoneiston lattiarakenteen värähtelymitoituksen kriteerit ovat seuraavat: - alin ominaistaajuus f1 > 9 Hz - 1 kn:n staattisen pistevoiman aiheuttama lattian suurin hetkellinen painuma lattiapalkin kohdalla δ 0,5mm Pienillä huonetiloilla 0,5 mm:n taipumaa voidaan korotetaan RIL 205-1-2017 suunnitteluohjeen kuvan 7.2 mukaisella kertoimella k. Ulokkeellisen tai ilman ulokkeita olevan lattiapalkin jatkuvuus otetaan huomioon FINNWOOD 2.4 ohjelmassa käyttämällä RIL 205-1-2017 suunnitteluohjeen kaavassa (7.6-FI) ekvivalentteja jännevälejä seuraavasti: - Reunajännevälit 0,90xL - Sisäjännevälit 0,82xL Yllä mainituissa tarkasteluissa ulokkeen viereinen jänneväli tarkastellaan reunajännevälinä. Ulokkeiden värähtelymitoitus tehdään FINNWOOD 2.4 -ohjelmassa seuraavasti: - Yksi- tai kaksiulokkeisen yksijännevälisen palkin alin ominaistaajuus ja pistekuorman aiheuttama taipuma lasketaan VTT:n tutkimusselostuksen nro VTT-S-03733-08 mukaisesti. - Ulokkeellisen kaksi- tai useampijännevälisen palkin, jonka jännevälit ovat yhtä pitkät tai eripituiset, ominaistaajuus lasketaan seuraavasti: - Uloke ja sen viereinen jänneväli (eli ulokepalkki) lasketaan yhtenä rakenteena - Muut jännevälit tarkastellaan erillisinä yksijännevälisinä rakenteina - Kullekin jännevälille ja ulokepalkille näytetään laskennassa saatu ominaistaajuusarvo - Koko rakenteen ominaistaajuus on pienimmän ominaistaajuusarvon mukainen - Ulokkeen päässä vaikuttavan pistekuorman aiheuttaman taipuman laskemisessa otetaan huomioon viereisen jännevälin rakenteiden poikittaisjäykkyys, kun uloketta tarkastellaan palkkina. Ulokkeen viereinen jänneväli voi olla kahdelta tai neljältä reunalta tuettu. Laskettu taipuma-arvo on vähintään jäykkäkantaisen ulokkeen taipuman suuruinen. - Kun ulokkeellisen lattiarakenteen kävelylle altistettu alue ei ulotu ulokkeen päähän saakka, voidaan kuormittamaton ulokkeen pituus jättää huomioimatta. Taipuma ja alin ominaistaajuus lasketaan tällöin lyhennetyn ulokkeen pituudella. - Värähtelytarkastelua ei tehdä alle 200 mm pituisille ulokkeille. 54
6.9.2 Värähtelytarkastelun Info-sivu Värähtelytarkastelun Asetukset-ikkunan Info-sivulla selitetään värähtelytarkastelun parametreja seuraavasti. Pinta-alayksikön massa [kg/m2]: Lattiarakenteen omapainon, kiinteän väliseinäkuorman ja hyötykuorman pitkäaikaisosuuden yhteenlaskettu massa pinta-alayksikköä kohti [kg/m 2 ]. Hyötykuorman pitkäaikaisosuutena on käytetty kuorma-arvoa 30kg/m 2. Massan arvo lasketaan automaattisesti kuormien määrittämisikkunaan syötetyistä kuorma-arvoista (katso Kuormitus - sivu) ja rakenneosan omapainosta, jos se otetaan automaattisesti huomioon laskennassa (katso Laskentaasetukset -ikkuna). Laskennassa käytetty pinta-alayksikön massa esitetään Mitoitus -sivun laskentatulosten lisätiedoissa, jotka tulevat näkyviin i-painikkeella, sekä Tuloste -sivun Värähtelyn laskenta-asetukset -otsikon alla. Pinta-alayksikön massa on käsin määritettävissä värähtelyn Asetukset -ikkunassa, kun lattiapalkki/laatta muutetaan vapaaksi rakenteeksi. Jatkuvat lattiapalkit: Lattiapalkin jatkuvuus otetaan huomioon käyttämällä RIL 205-1-2017 suunnitteluohjeen kaavassa (7.6-FI) ekvivalentteja jännevälejä seuraavasti: - Reunajännevälit 0,90xL - Sisäjännevälit 0,82xL HUOM! Ulokkeen viereinen jänneväli luetaan reunajänneväliksi. Ulokkeiden värähtelymitoitus: Yksi- tai kaksiulokkeisen yksijännevälisen palkin alin ominaistaajuus ja pistekuorman taipuma lasketaan VTT:n tutkimusselostuksen nro VTT-S-03733-08 mukaisesti. Ulokkeellisen kaksi- tai useampijännevälisen palkin, jonka jännevälit ovat yhtä pitkät tai eripituiset, ominaistaajuus lasketaan seuraavasti: - Uloke ja sen viereinen jänneväli (eli ulokepalkki) lasketaan yhtenäisenä rakenteena - Muut jännevälit tarkastellaan erillisinä yksijännevälisinä rakenteina - Kullekin jännevälille ja ulokepalkille näytetään laskennassa saatu ominaistaajuusarvo - Koko rakenteen ominaistaajuus on pienimmän ominaistaajuusarvon mukainen Ulokkeen päässä vaikuttavan pistekuorman aiheuttaman taipuman laskemisessa otetaan huomioon viereisen jännevälin rakenteiden poikittaisjäykkyys, kun uloketta tarkastellaan palkkina. Ulokkeen viereinen jänneväli voi olla kahdelta tai neljältä reunalta tuettu. Laskettu taipuma-arvo on vähintään jäykkäkantaisen ulokkeen taipuman suuruinen. Rivan tyyppi (vain Kerto-Ripa laatat): Kerto-Ripa laatoilla rivan tyyppi (eli sijainti elementissä) vaikuttaa laskennassa käytettävän pistekuorman suuruuteen. Tarkastelut tehdään seuraavasti (pistekuorman suuruus suluissa): a) Laatan väliripa (1.0 kn) b) Reunaripa kahden toisiinsa kiinnitetyn Kerto-Ripa elementin saumassa (0.6 kn) c) Laatan vapaalla reunalla oleva reunaripa (0.5 kn) Tapauksessa a) lattian poikittaissuunnan jäykkyys (EI) B saadaan poikittaisjäykisteiden ja laatan/laattojen sekä yläpuolisen kelluvan rakenteen poikittaisjäykkyyksien summana. Tapauksessa b) lattian poikittaisjäykkyys (EI) B määritetään seuraavasti: - Kerto-Ripa ripalaatalla ja -avokotelolaatalla kelluvan lattiarakenteen, ylälaatan ja 55
poikittaisjäykisteiden yhteenlaskettu poikittaisjäykkyys, kun poikittaisjäykisteet ja ripojen alareunat on kiinnitetty elementtisauman ylitse jatkuvaan vetolautaan - Kerto-Ripa kotelolaatan ja tämän poikittaisjäykisteiden yhteenlasketusta poikittaisjäykkyydestä 10 % ja yläpuolisen kelluvan lattiarakenteen poikittaisjäykkyydestä 100 % Tapauksessa c) Kerto-Ripa -laatta jakaa kuormaa vain elementin välirivan/väliripojen suunnassa, jolloin koko lattian poikittaisjäykkyydestä huomioidaan vain 10 %. Huoneen suurin mitta L [m]: Yläpuolisen huoneen suurin sivumitta, joka vaikuttaa värähtelytarkastelussa käytettävään taipumakriteeriin. Lattiarakenteen leveys B [m]: Lattiarakenteen tukiväli poikittaissuunnassa. Värähtelymitoituksessa neljältä sivulta tuetun lattian poikittaissuunnan B tueksi voidaan olettaa esimerkiksi lattiarakenteeseen ilman joustovaroja kiinnitettävä kiinteä väliseinä tai päätyseinä, johon lattian reunapalkki, poikittaiskoolaukset tai pintalevyt kiinnitetään. Välipohjan tuentatapa: Tuentatapa vaikuttaa alimman ominaistaajuuden laskentaan. Vaihtoehtoina ovat: 2 reunaa tuettu (yhteen suuntaan kantava lattiarakenne) 4 reunaa tuettu (kahteen suuntaan kantava lattiarakenne) HUOM! Kerto-Ripa elementeillä vapaan reunarivan tapauksessa laskenta tehdään aina kahdelta reunalta tuettuna. Tällöin tulee samaa tuentatapaa käyttää myös kyseisen elementin välirivan/väliripojen ja elementtisaumassa olevan reunarivan mitoitustarkasteluissa. Ulokkeen lyhennys [mm]: Kun ulokkeellisen lattiarakenteen kävelylle altistettu alue ei ulotu ulokkeen päähän saakka, voidaan kuormittamaton ulokkeen pituus jättää huomioimatta. Taipuma ja alin ominaistaajuus lasketaan tällöin lyhennetyn ulokkeen pituudella. Värähtelytarkastelua ei tehdä alle 200 mm pituisille ulokkeille. Poikittaisjäykisteet: Poikittaisjäykisteinä käytetään samaa puupoikkileikkausta kuin kantavissa palkeissa. Laskennassa oletetaan, että poikittaisjäykisteen ylä- ja alapuolella on vetolauta (vähintään 22x100 C18) tai levytys, jotka kiinnitetään palkkeihin vähintään naulauksella 2n2.8x75 ja välikapuloihin vähintään naulauksella 2.8x75 k200. Vaihtoehtoina ovat: Ei jäykisteitä 1 jäykistelinja/jänneväli 2 jäykistelinjaa/jänneväli 3 jäykistelinjaa/jänneväli Ohjeet jäykistelinjojen sijainnista on esitetty RIL 205-1-2017 suunnitteluohjeen liitteessä B (kuva B.4.2). Poikittaisjäykisteet Kerto-Ripa laatoilla: Kaikilla Kerto-Ripa elementeillä poikittaisjäykisteet ovat samankokoisia Kerto-S-palkkeja kuin elementtien rivat. Kerto-Ripa ripalaattojen poikittaisjäykisteet mitoitetaan samalla tavalla kuin tavallisten lattiapalkkien poikittaisjäykisteet. Ripalaattojen alapuolella tulee olla vetolauta (vähintään 22x100 C18) tai levytys, jotka kiinnitetään jäykistepalikoihin vähintään naulauksella 2.8x75 k200 ja ripoihin vähintään naulauksella 2n2.8 x75 per ripa. Kerto-Ripa avokotelolaattojen poikittaisjäykisteet kiinnitetään laattojen ylä- ja alalevyihin vähintään naulauksella 56
2.8x75 k200. Puolikotelolaattojen alapuolinen vetolauta (vähintään 22x100 C18) tai levytys kiinnitetään elementin alalevyyn vähintään naulauksella 2n2.8x75 per ripa. Kerto-Ripa kotelolaattojen poikittaisjäykisteet asennetaan elementtien valmistuksen yhteydessä. Kun laatan jänneväli on enintään 8 m, asennetaan yksi poikittaisjäykistelinja laatan keskijänteen kohdalle. Pidemmillä jänneväleillä poikittaisjäykistelinjoja on kolme, jotka sijaitsevat noin laatan neljännespisteissä. Yläpuolinen lattialevy / rakenne: Jos lattiapalkiston yläpuolinen rakenne on lattialevy, joka kiinnitetään palkkeihin, lattiarakenteen jäykkyys kasvaa molemmissa suunnissa. Levyjen pituus- eli asennussuunnan oletetaan olevan poikittain kantavien palkkien pituussuuntaan nähden. Jos lattiapalkiston yläpuolinen rakenne on ponttilaudoitus, joka kiinnitetään poikittain kantavien palkkien pituussuuntaan nähdn, lattiarakenteen jäykkyys kasvaa vain ponttilaudoituksen pituussuunnassa. Lattialevyn tai ponttilaudoituksen (ja myös näiden yläpuolisen kelluvan lattian) lisätaipuma 1 kn:n pistevoimasta saa olla enintään 0,5 mm. Tämä vaatimus täyttyy esimerkiksi, kun vaneri- tai Kerto-Q levyllä t s/25 tai lastulevyllä t s/20. Kaavoissa t on levypaksuus (mm) ja s on palkkijako (mm). Ponttilaudoituksella tarkistetaan yksittäisen laudan taipuma jatkuvana rakenteena. HUOM! Lattialevyn ja ponttilaudoituksen mitoitus värähtelytarkastelussa huomioitaville kelluville rakenteille tulee tehdä erikseen. Levyvaihtoehtoina ovat: Ei huomioida Lastulevy 22 mm (EN 312-6) Havuvaneri 15 mm Havuvaneri 18 mm Havuvaneri 21 mm Kerto-Q 24 mm Kerto-Q 27 mm Kerto-Q 33 mm Kerto-Q 39 mm Kerto-Q 45 mm Kerto-Q 51 mm Kerto-Q 57 mm Kerto-Q 63 mm Kerto-Q 69 mm Ponttilaudoitus 28x95 C18 Liittorakennevaikutus: Yläpuolinen lattialevy voidaan kiinnittää palkkeihin naulaamalla, tai naulaamalla ja liimaamalla. Liimaaminen voidaan tehdä joko työmaalla tai tehtaalla (rakenneliimaus). Kiinnitystavan valinta vaikuttaa siihen, kuinka paljon levyn ja lattiapalkin liittovaikutusta saa hyödyntää laskennassa. Vaihtoehtoina ovat: Ei liittovaikutusta Työmaaliimaus Rakenneliimaus Lattialevy toimii erillisenä rakenneosana molempiin suuntiin Puolet levyn ja lattiapalkin liittovaikutuksesta otetaan huomioon Levyn ja palkin liittovaikutus otetaan täysin huomioon HUOM! Liittorakennevaikutusta ei voi ottaa huomioon, jos lattiapalkiston yläpuolisena rakenteena on ponttilaudoitus. Liittorakennevaihtoehdot puuttuvat myös Kerto-Ripa laatoilta. Kelluva rakenne / poikittaiskoolaus+levytys: Alla listatut rakenteet voidaan huomioida lattian molempien suuntien jäykkyydessä. Tämä edellyttää, että kelluva rakenne on jatkuva molempiin suuntiin (ei liikuntasaumoja). Rakenteen oletetaan olevan täysin irti palkista (ei yhteisvaikutusta). Poikittaiskoolaukselle on laskelmissa käytetty sahatavaran C18 materiaaliarvoja ja esitetyt koot ovat muodossa BxH eli leveys x korkeus (mm). 57
Vaihtoehtoina ovat: Ei kelluvaa rakennetta 40 mm betonilaatta (K20) 50 mm betonilaatta (K20) 60 mm betonilaatta (K20) 70 mm betonilaatta (K20) 80 mm betonilaatta (K20) 18 mm lattialevy (E=4000 N/mm 2 ) 22 mm lattialevy (E=4000 N/mm 2 ) 47x98 k400 + 2x15 mm lattialevy (E=3500 N/mm 2 ) 95x24 k300 + 2x15 mm lattialevy (E=3500 N/mm 2 ) 98x47 k400 + 2x15 mm lattialevy (E=3500 N/mm 2 ) 100x22 k300 + 2x15 mm lattialevy (E=3500 N/mm 2 ) 100x32 k300 + 2x15 mm lattialevy (E=3500 N/mm 2 ) 47x98 k400 + 22 mm lattialastulevy 95x24 k300 + 22 mm lattialastulevy 98x47 k400 + 22 mm lattialastulevy 100x22 k300 + 22 mm lattialastulevy 100x32 k300 + 22 mm lattialastulevy 95x24 k300 + 15 mm havuvaneri 100x22 k300 + 15 mm havuvaneri 100x32 k300 + 15 mm havuvaneri Alapuolinen poikittaiskoolaus: Alla listatut rakenteet voidaan huomioida lattian poikittaissuunnan jäykkyydessä. Esitetyt koot ovat muodossa BxH eli leveys x korkeus (mm). Poikittaiskoolaukselle on laskelmissa käytetty sahatavaran C18 materiaaliarvoja. Vaihtoehtoina ovat: Ei alapuolista poikittaiskoolausta 45x45 k300 45x45 k400 45x45 k600 48x32 k300 48x32 k400 48x32 k600 48x48 k300 48x48 k400 48x48 k600 95x24 k300 95x24 k600 95x24 k400 100x22 k300 100x22 k400 100x22 k600 58
7 Palomitoitus Finnwood 2.4 ohjelma sisältää rakenteen palomitoituksen. Palomitoituksen asetukset määritellään MITOITUS välilehdellä kohdassa PALOMITOITUS, jossa määritetään vaadittava palonkestoaika, palon sijainti rakenteen suhteen, eristys-suojausmenetelmä ym. 7.1 Palomitoituksen asetukset 7.1.1 Rakenteen ja suojaustyypin määrittäminen Vaadittu palonkestoaika, palon sijainti ja suojaustyyppi määritetään Palomitoituksen asetukset ikkunassa valitsemalla 59
- vaadittu palonkestoaika t - palon sijainti - rakennetyyppi - suojaustyyppi 60
7.1.2 Stabiliteettiasetukset Jos rakenteen oletetaan säilyttävän normaalitilanteen stabiliteettiominaisuudet, voidaan käyttää normaalitilanteen stabiliteettiasetuksia myös palotilanteessa kopioimalla em. arvot normaalitilanteen asetusikkunassa: Jos käytetään palotilanteen stabiliteettiominaisuuksia, määritetään ne palotilanteen asetusikkunassa: Taipumarajat sisältävät sallitun taipuman raja-arvot (suhteellinen/absoluuttinen): 7.2 Palotilanteen laskelmat Palotilanteen lähtöarvot ja kertoimet ovat Finnwood tietokannassa: - kerroin k fi - hiiltymisnopeudet ja 0 n - kertoimet k, 2 k, hiiltymisen alkamishetki 3 t, suojauksen murtumishetki ch t ja hiiltymiskiihtymisen f loppumishetki t a - kerroin k 0 - nolla-lujuus kerros d 0 - kerroin k n 61
- kerroin k s - kertoimet k mod, fi and k mod, E, fi Finnwood laskee em. asetuksilla seuraavat arvot: - jäännöspoikkileikkaus - lujuus ja jäykkyys - stabiliteetti - muodonmuutokset Arvoja voi tarkastella MITOITUS välilehdellä: HUOM! Jos rakenteelle tehdään palomitoitus,sen tulokset ovat nähtävissä TULOSTE sivulla (ks. kohta 9), Palomitoitus välilehdellä: 62
8 Laskentatulokset-välilehti Laskentatulokset-välilehdellä näytetään mitoitettavan rakenteen taivutusmomentti-, leikkausvoima- ja taipumakäyrät sekä tukireaktiot kuormitustapauksittain ja -yhdistelmittäin. Puristetuilla rakenteilla (kalteva kattopalkki/laatta tai pilari ) näytetään myös normaalivoimakäyrä. 63
9 TULOSTE-välilehti TULOSTE-välilehdellä näytetään mitoitettavan rakenteen laskentatulokset, tallennetaan laskelma tiedostoon tai tulostetaan se paperille. Alla on esitetty sivun tärkeimmät toiminnot. Näillä painikkeilla Muutetaan projektitietoja Valitaan tulosteen fontti Tässä ruudussa näkyy tulosteen sisältö Laskentatulosteen esitystapa: Laaja tulostusmuoto näyttää kaikki laskentatulokset Lyhyt tulostusmuoto näyttää vain pääkohtien tiedot Tulosteen esittämiä tietoja voi lisätä/poistaa rastittamalla/poistamalla rastin halutun vaihtoehdon kohdalta. Rakennelaskelman tulostus: Esikatselu ja tulostus -painike avaa tulosteen esikatseluun ja mahdollistaa tulosteen tulostamisen ja/tai tallentamisen *.QRP, *.WMF ja *.PDF tiedostomuotoon Tallenna PDF-tiedostoon -painike tallentaa laskelman suoraan *.PDF tiedostomuotoon ja avaa tiedoston esikatselua ja tulostamista varten HUOM! Jälkimmäisessä PDF-tiedostomuodossa rakenteen kuvat ja kuormitukset näkyvät tarkempina 64
9.1 Tulosteen tiedot FINNWOOD 2.4 ohjelman tuloste sisältää mm. seuraavia tietoja. - Ohjelmaversion tiedot - Projektitiedot - Rakennetiedot - Kuormitustiedot Suunnittelija, yritys, nimi/positio, projekti, asiakas ja muu informaatio, jossa käyttäjä voi esittää rakenneosaa koskevia lisätietoja tai ohjeita. Rakennetyyppi, materiaali, poikkileikkaus, käyttöluokka, seuraamusluokka, k-jako/kuormitusleveys, rakenteen mitat ja tuenta, materiaaliarvot, osavarmuusluku, k mod-kertoimet ja k def-kerroin. Kerto-Ripa elementin eri osien koot, määrät ja materiaalit, elementin teholliset jäykkyydet (EI ef,mrt ja EI ef,krt) sekä painoarvio. Uusina tietoina ohjelmaversion 2.4 tulosteissa näytetään suorakaidepoikkileikkausten poikkileikkausarvot A, I y ja W y sekä tilavuuspaino (omapainon laskentaa varten). Ohjelmaversiossa 2.4 lumikuorman tietoja on tarkennettu tulosteen loppuun lisätyllä huomautuksella: - Kuormitusyhdistelmät - Mitoitustiedot Jos valmisrakenteelle määritettyjen kuormitusyhdistelmien jokin kuormatapaus on nolla (esimerkiksi tuulikuorma), sitä ei näytetä kuormitusyhdistelmissä TULOSTE-sivulla. Jokaisen kuormitusyhdistelmän aikaluokkatieto näytetään TULOSTE-sivulla automaattisesti siten, että se vastaa yhdistelmän todellisia kuormatapauksia. Mitoitusstandardi, kokonaiskäyttöaste, mitoitusparametrit, värähtelyn laskenta-asetukset, mitoituksen ääriarvot, ääriarvojen kuormitusyhdistelmät ja voimasuureiden ääriarvot. Esikorotetulla rakenteella näytetään uusi huomautus MITOITUSPARAMETRIT-otsikon ja esikorotustiedon alla. Reikien ja nivelten mitoitustulokset näytetään yhteisen LISÄMITOITUSTULOKSET-otsikon alla. - Tukireaktiot - Huomiot MRTmax, MRTmin, KRTmax ja KRTmin sekä tukireaktiot kuormitustapauksittain (ominaisarvot). Ohjelmaversiossa 2.3 SR1 uusina tukivaihtoehtoina oleville rakenneosien välisille sivutuille esitetään tukireaktiot, kun rakenteeseen vaikuttaa sivuttaiskuormia. HUOMIOT-otsikon alla esitetään mitoitustulosta täydentäviä ja selventäviä huomautuksia. 65
9.2 Tulostetiedoston sisältö FINNWOOD 2.4 ohjelmaversion tulostetiedostossa (esimerkiksi *.PDF) esitetään samat tiedot kuin TULOSTE-sivulla (katso ohjekirjan kohta 8.1 Tulosteen tiedot) ja lisäksi seuraavaa: - Copyright-teksti - Tulosteen alussa esitetään huomautus siitä, että ohjelmassa käytetty rakenteen laskentapituus ei ole rakenteen lopullinen tilausmitta. - Kuva koordinaatistojärjestelmästä - Rakenneosan poikkileikkauskuva - Rakenteen mitta- ja kuormituskuva - Tulosteen lopussa esitetään huomautus siitä, että laskelmissa ei ole huomioitu mm. rakennusaikaisia kuormia tai kosteusolosuhteiden vaikutusta rakenteeseen. Laskelmien pätevyyden osalta esitetään myös vastuuvapauslauseke, jota ei saa poistaa ohjelman tulosteesta. 66
10 Poikkileikkaustietokantojen hallinta Kaikilla FINNWOOD 2.4 ohjelmassa mukana olevalla materiaalilla on oma poikkileikkaustietokantansa. Tietokantoja voi katsoa ja muokata valitsemalla päävalikosta Tietokannat-otsikon ja tämän alta halutun vaihtoehdon: - Suorakaidepoikkileikkaukset - Kerto-Ripa ripalaatat - Kerto-Ripa kotelolaatat - Kerto-Ripa avokotelolaatat Kaikki suorakaidepoikkileikkaukset esitetään yhteisessä Poikkileikkaustietokannat-ikkunassa, kun taas jokaisella Kerto- Ripa elementtityypillä on oma tietokantaikkunansa. Suorakaidepoikkileikkausten tietokantojen sisältöä on selitetty tämän ohjekirjan kohdassa 10.1 ja Kerto-Ripa elementtien tietokantoja kohdassa 10.2. 67
10.1 Suorakaidepoikkileikkausten tietokannat Kaikki suorakaidepoikkileikkaukset ovat katseltavissa Poikkileikkaustietokannat-ikkunassa. Alla on esitetty tämän ikkunan tärkeimmät toiminnot. Poikkileikkausvalikoima: Poikkileikkaukset, joita halutaan käyttää mitoituksessa, valitaan rastittamalla Oletuksena kaikki poikkileikkaukset ovat valittuina Valitse kaikki/poista valinnat painike poistaa rastit kaikista ruuduista tai lisää ne Tietokannan valinta: Aktiivisen tietokannan nimi näytetään painikkeessa Painikkeella avataan Valitse aktiivinen tietokanta -ikkuna, jossa voidaan vaihtaa aktiivista tietokantaa valitsemalla halutun materiaalin nimi listalta Muokattavan tai uuden suorakaidepoikkileikkauksen tiedot: Poikkileikkauksen nimi Poikkileikkauksen muoto, suluissa lukumäärä rinnakkain (1-3 kpl) B [mm], poikkileikkauksen leveys H [mm], poikkileikkauksen korkeus Lisää-painike lisää aktiivisena olevan poikkileikkauksen tietokantaan Muuta-painike päivittää valitun poikkileikkauksen aktiivisilla tiedoilla Poista-painike poistaa valittuna olevan poikkileikkauksen tietokannasta Poikkileikkauslistan järjestystapa: Ensin leveyden, sitten korkeuden mukaan Ensin korkeuden, sitten leveyden mukaan Tietokantojen yhdistäminen: Ylempi painike yhdistää käyttäjän muokkaamat ja luomat poikkileikkauskoot aktiiviseen tietokantaan. Käyttäjälle näytetään kuinka monta poikkileikkausta lisättiin ja kuinka monta jäi lisäämättä. HUOM! Vain kuhunkin tietokantaan sallitut poikkileikkauskoot on mahdollista yhdistää aktiiviseen tietokantaan. Oletuspoikkileikkausvalikoiman palauttaminen: Alempi painike palauttaa aktiivisena olevan tietokannan oletuspoikkileikkausvalikoiman 68
10.2 Kerto-Ripa laattojen poikkileikkaustietokannat Kerto-Ripa ripalaattojen, kotelolaattojen ja avokotelolaattojen tietokantojen muokkaaminen tapahtuu samaan tapaan kuin suorakaidepoikkileikkauksilla (ks. ohjekirjan kohta 9.1). Alla on esitetty esimerkkinä Kerto-Ripa ripalaattojen tietokantaikkuna. Tietokannan järjestystapa: Ensin elementin korkeus, sitten elementin leveys Ensin elementin leveys, sitten elementin korkeus Ensin uuman korkeus, sitten uuman leveys Ensin uuman leveys, sitten uuman korkeus Tarkasteltavan uuman numero FINNWOOD 2.4 ohjelmaversiossa Kerto- Ripa elementtien tietokantaikkunoihin on lisätty uusi Info-sivu. Tällä sivulla esitetään huomioita ja ohjeita koskien Kerto-Ripa elementtien parametrien valitsemista. Tietokantaikkunassa voi valita näkymän joko rakenteesta mittaparametreineen tai mittakaavakuvan aktiivisesta laatasta. Muokattavan tai uuden poikkileikkauksen tiedot: Nimi Uumapalkkien tiedot (materiaali, määrä, mitoitettava uuma, mitat H1, B1, B2 ja B3) Ylälevyn tiedot (materiaali, mitat T1, B, B11, B12, B13 ja B14) Kotelolaatalla ja avokotelolaatalla lisäksi alalevyn tiedot (materiaali, mitta T2, mitat B21 ja B22, tai mitat B21, B22, B31 ja B32) Kotelolaatan lisäparametrit ja rakenteen havainnekuva: 69
Avokotelolaatan lisäparameterit ja rakenteen havainnekuva: FINNWOOD 2.4 ohjelmaversiossa Kerto-Ripa laattojen parametreja on rajoitettu seuraavasti: - Ripojen korkeuden tulee kaikilla laatoilla täyttää ehdot T1 = 19 600 mm ja T2 = 19 600 mm - Ylälaatan leveys on B 2520mm - 2.5 metriä leveiden laattojen ripojen minimimäärä on 3 kpl - Kerto-Q ylä- ja alalaatoilla vapaareunaisen laipan leveys on enintään 20h f, jossa h f on Kerto-Q laatan hiottu paksuus (esim. 25 mm). Tietokantaikkunoissa kyseinen geometriaehto koskee ripa- ja kotelolaattojen parametrejä B11, B12, B21 ja B22 sekä avokotelolaattojen parametrejä B11 ja B12. - Kerto-S alalaattojen vapaareunaisen laipan leveys on enintään 10h f, jossa h f, on Kerto-S laatan hiottu paksuus (esim. 44 mm). Avokotelolaattojen tietokantaikkunassa tämä geometriaehto koskee parametrejä B21 ja B22. FINNWOOD 2.4 ohjelmaversiossa Kerto-Ripa kotelolaatoilla on mahdollista valita ylälevymateriaaliksi Kerto-Q levyjen lisäksi Ei-rakenneliimattu puulevy. Levylle on asetettu pienet lujuus- ja kimmomoduuliarvot, joten se ei toimi osana Kerto-Ripa elementin poikkileikkausta. Materiaalin omapaino otetaan kuitenkin huomioon laskennassa tilavuuspainolla 5,0 kn/m 3. Finnwood-käyttäjän tulee myös tarkistaa, että valittu ei-rakenneliimattu puulevy täyttää paikallisille rasituksille (taivutus, leikkaus ja taipuma) asetetut vaatimukset. 70