Porrasaukollisen massiivilaatan mitoitus

Abstract

Opinnäytetyössä perehdytään aukkojen mitoittamiseen teräsbetonisissa, yhteen suuntaan sekä ristiin kantavissa, massiivilaatoissa. Pääpainona on tutkia porrasaukon ja portaan vaikutuksia massiivilaattaan.

Porrasaukollinen laatta on helppo toteuttaa aukkoa ympäröivien palkkikaistojen avulla. Palkkikaistojen taivutusmitoitus tehdään aivan samalla tavalla kuin perinteisen suorakaidepalkin mitoitus taivutukselle murtorajatilassa.

Portaiden ja kaiteiden tyypillisiä tapauksia sekä kiinnitystapoja on käyty läpi niiltä osin kuin on katsottu tarpeelliseksi. Portaat ja kaiteet vaativat yleensä laattaan jonkinlaisia lisäraudoitteita, jotta niiden oikeanlainen yhteistoiminta laatan kanssa saadaan taattua.

Yhteen suuntaan kantavien laattojen tukireaktiot, momentit ja taipumat lasketaan perinteisin statiikan keinoin, eikä niitä tässä työssä käydä tarkemmin läpi. Ristiin kantavien laattojen voimasuureiden määrittämiseksi työssä esitetään kolme menetelmää: MBP-menetelmä, myötöviivateoria sekä kaistamenetelmä.

Yhteen suuntaan kantavan laatan mitoitus tehdään laatan pääsuunnassa. Ristiin kantavalla laatalla kumpikin suunta on ”pääsuunta”. Taivutusmitoitus tehdään laskemalla saa-tujen maksimimomenttien perusteella. Tarvittava pääraudoitus määritetään taivutusmitoituksen perusteella.

Työssä on myös käsitelty laatoissa esiintyvien yksityiskohtien, esimerkiksi laatan vapaan reunan, tai laattaan vaikuttavien piste- ja viivakuormien, vaatimia raudoituksia.

Jälkiosassa on esitetty porrasaukollisen laatan palkkikaistojen taivutusmitoituslaskelmat sekä FEM-Designilla tehdyt taipumakuvaajat.

This thesis studies the effects of openings in, one-way and cross bearing, reinforced concrete slabs. The main focus is to study the effects of stairs and stair openings.

Slabs with stair opening are easy to produce using internal beams around the opening. Bending stiffness of internal beams is determined the same way as in conventional rectangular beams, in ultimate limit state.

In the thesis is explained some typical instances of stairs and railings, as well as some methods of their fastening. Stairs and railings usually require some kind of auxiliary reinforcement to ensure correct functioning with the slab.

Reactions of support, torque and bending can be calculated using means of traditional statics. There are three different means to determine the internal forces of cross bearing slabs: the MBP-method, the yield line method and the strip method.

One-way slabs are designed in the load bearing direction of the slab. With cross bearing slab, both directions are load bearing. Bending design is made with the obtained maximum torques. The required main reinforcement is then determined based on the bending design.

This thesis also deals with some details occurring in the slabs, like the required reinforcement for free edges or point and line loads.

There are example calculations of the internal beams at the end of this thesis. There is also the bending graphs of the internal beams that are made with FEM-Design.