Puuliitoskokeet : Vertailu Eurokoodi-laskelmiin

Abstract

Tiivistelmä

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia puisen palkin lovivaikutusta ja sen vahvistamista rakenneruuvia käyt-täen ja tuottaa niistä opintomateriaalia Savonia-ammattikorkeakoulun käyttöön. Työssä tutkittiin myös puikkoliitoksia ja palkin kestävyyttä ripustuskuormaa vastaan. Kaikissa laskuissa käytettiin apuna Euronormien mukaisia PuuInfon esimerkkilaskelmia, joita sovellettiin tarpeen mukaan. Testit suoritettiin Savonia-ammattikorkeakoulun Opistotien kampuksen laboratoriotiloissa.

Teorialaskut laskettiin käyttämällä Excel –taulukkolaskentaohjelmalla ja kuormituskokeet tehtiin käyttämällä hitsaus-laboratorion hydraulista puristinta. Kuormituskokeissa käytettiin lujuusluokan L40 liimapuuta, kertopuuta (Kerto-S) sekä CLT-levyä, joista tarvittavat koekappaleet rakennettiin. Koekappaleita tehtiin yhteensä kymmenen, joista palk-keja seitsämän ja loput puikkoliitosten koekappaleita. Kaikki koekappaleet valmistettiin puulaboratoriossa käsin pöy-täsirkkeliä, moottorisahaa ja käsityökaluja käyttäen. Kuormituskokeiden jälkeen palkeista sahattiin näytekappaleet, joiden avulla määritettiin puun kosteuspitoisuus. Laskennalliset tulokset laskettiin siten, että materiaaliarvoina käy-tettiin materiaalien lujuuksien ominaisarvoja ilman osavarmuuskertoimia silloin, kun materiaalien lujuuksien keskiarvoja ei ollut saatavilla. Kaikki kuormituskokeet videoitiin ja videot muokattiin liitoskokeiden esittämiseen sopiviksi. Työ tehtiin Win –hankkeen rahoituksella.

Opinnäytetyön tuloksena saatiin Savonia-ammattikorkeakoulun käyttöön opintomateriaalia kuormitusvideoiden ja Excel-laskujen muodossa. Kuormituskokeista saatuja tuloksia verrattiin laskennallisiin arvoihin, joista käy ilmi että ilman ruuvivahvistusta kappaleet kestivät yli laskennallisen tuloksen. Tuloksista ilmenee myös, että ruuvivahviste-tuissa lovetuissa palkeissa palkki murtui pienemmällä kuormalla, kuin mitä ruuvivahvistuksen olisi pitänyt laskennal-lisen kestävyyden perusteella kestää, mikä antaa aihetta jatkotutkimuksiin. Koska palkin loven laskennallinen kapa-siteetti oli suurempi, kuin mitä palkki koekuormituksessa kesti, ovat laskut epävarmalla puolella. Tällaisen tuloksen antoivat lovettujen Kerto-S ja liimapuupalkkien ruuvivahvistetut testit.

Abstract

The purpose of this thesis was to study the effects of a notched wooden beam with and without notch reinforcements and to produce material for Savonia University of Applied Sciences to be used in education. Dowel connections and the shearing of a wooden beam were also studied for illustrative purposes. Example calculations from PuuInfo were applied for theoretical calculations. The stress tests were performed in a laboratory at Savonia University of Applied Sciences.

Theoretical calculations were performed with an Excel spreadsheet and the stress tests were performed with a hydraulic press. GL30c glulam, Lamitated Veneer Lumber (LVL) and Cross Laminated Timber (CLT) materials were used to fabricate the needed test samples. A total of 10 sampels were fabricated consisting of seven beams and and three dowel connection –assemblies. All samples were made in the wood laboratory using a table saw, chainsaw and different handheld tools. After the stress tests, a smaller sample of the beams were taken to determine the moisture percentage of each sample. In theoretical calculations charasteristic values for materials were used without safety coefficients. The studies were funded by the WIN program.

As a result of this thesis educational material for Savonia University of Applied sciences were made in a form of loading test videos and Excel spreadsheets. Loading test results were compared to the theoretical calculations, which conclude that the tests of the non reinforced notch samples exceeded the strength of the theoretical calculation results, but the reinforced samples did not have the strength needed to withstand the theoretical results of the notch reinforcement. Further studies are needed for reinforced samples, because the strength of the joints is indefinite in comparison with the calculations. The tests that gave an indefinite result were Kerto-S and glulam notch reinforcement tests.