Hybriditeräsrakenteinen liittopalkki
Ramstedt, Jan (2018)
Ramstedt, Jan
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2018
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201803293982
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201803293982
Tiivistelmä
Insinöörityössä tavoitteena oli saada selvitysraportti rakennustuoteteollisuuden yritys X:lle korkealujuusteräksen käytön hyödyistä ja haitoista yrityksen liittopalkki ratkaisussa pitkillä jänneväleillä. Selvitysraportissa keskityttiin liittopalkin ja korkealujuusteräksen käytön teoriaan ja raportin tuloksien perusteella yritys lähtisi selvittämään ratkaisun kannattavuutta taloudellisesti. Tuloksien avulla yritys voisi kehittää tuotettaan eteenpäin ja tarjota uusia ratkaisuja asiakkailleen.
Selvitysraportissa selvitettiin liittopalkin ja korkealujuusterästä sisältävän rakenteen poikkileikkauksen suunnittelussa erityisesti huomioon otettavia seikkoja. Tämä toteutettiin tutkimalla rakennusalan kirjallisuutta ja muita julkaisuja. Raporttia varten toteutettiin myös testilaskelmia hybriditeräs liittopalkeista yrityksen liittopalkkien mitoitusohjelmalla. Laskentatapauksena käytettiin yleisesti kauppakeskuksissa esiintyvää kahdentoista ja kuudentoista metrin jännevälin palkkia, johon oli tuettuna kahdeksan- tai kymmenenmetrisiä ontelolaattoja. Hybridiliittopalkissa teräspoikkileikkauksen ylä- ja alapaarteessa käytettiin S460 tai S600 -laatujen terästä ja uumissa yrityksen käyttämää normaalia S355 teräslaatua.
Testilaskelmien tuloksista todettiin korkealujuusteräksen käytön vähentävän palkin painoa verrattuna perinteiseen ratkaisuun 5-26 prosenttia riippuen palkin korkeudesta. Korkealujuusteräksen
käyttö pienensi erityisesti yläpaarteiden paksuuksia. Yläpaarteissa käytetty korkealujuusteräs lisäsi myös eniten poikkileikkauksen taivutuskestävyyttä. Ohuemmat levynpaksuudet vaikuttivat poikkileikkauksien taivutusjäykkyyteen heikentävästi ja palkeissa esiintyi huomattavia taipumia, joita jouduttaisiin kompensoimaan suurilla esikorotuksilla. Korkealujuusteräksen hitsauksessa on tärkeää noudattaa teräksen tuottajan ohjeita lämmöntuonin ja hitsauslisäaineiden valinnan yhteydessä. Hitsaaminen onnistuu perinteisillä hitsausmenetelmillä. Kahta eri teräslaatua toisiinsa hitsattaessa hitsauslisäaine valitaan vähemmän seostuneemman teräksen mukaan.
Korkealujuusteräksen käytöllä palkin ylälaipassa yrityksen toivoma palkin painon väheneminen saatiin toteutettua. Mitoitusohjelmasta saatuja tuloksista tulee tarkastella kriittisesti, koska ohjelma ei ota huomioon hitsausalueilla tapahtuvaa poikkileikkauksen kestävyyden alenemista.
Selvitysraportissa selvitettiin liittopalkin ja korkealujuusterästä sisältävän rakenteen poikkileikkauksen suunnittelussa erityisesti huomioon otettavia seikkoja. Tämä toteutettiin tutkimalla rakennusalan kirjallisuutta ja muita julkaisuja. Raporttia varten toteutettiin myös testilaskelmia hybriditeräs liittopalkeista yrityksen liittopalkkien mitoitusohjelmalla. Laskentatapauksena käytettiin yleisesti kauppakeskuksissa esiintyvää kahdentoista ja kuudentoista metrin jännevälin palkkia, johon oli tuettuna kahdeksan- tai kymmenenmetrisiä ontelolaattoja. Hybridiliittopalkissa teräspoikkileikkauksen ylä- ja alapaarteessa käytettiin S460 tai S600 -laatujen terästä ja uumissa yrityksen käyttämää normaalia S355 teräslaatua.
Testilaskelmien tuloksista todettiin korkealujuusteräksen käytön vähentävän palkin painoa verrattuna perinteiseen ratkaisuun 5-26 prosenttia riippuen palkin korkeudesta. Korkealujuusteräksen
käyttö pienensi erityisesti yläpaarteiden paksuuksia. Yläpaarteissa käytetty korkealujuusteräs lisäsi myös eniten poikkileikkauksen taivutuskestävyyttä. Ohuemmat levynpaksuudet vaikuttivat poikkileikkauksien taivutusjäykkyyteen heikentävästi ja palkeissa esiintyi huomattavia taipumia, joita jouduttaisiin kompensoimaan suurilla esikorotuksilla. Korkealujuusteräksen hitsauksessa on tärkeää noudattaa teräksen tuottajan ohjeita lämmöntuonin ja hitsauslisäaineiden valinnan yhteydessä. Hitsaaminen onnistuu perinteisillä hitsausmenetelmillä. Kahta eri teräslaatua toisiinsa hitsattaessa hitsauslisäaine valitaan vähemmän seostuneemman teräksen mukaan.
Korkealujuusteräksen käytöllä palkin ylälaipassa yrityksen toivoma palkin painon väheneminen saatiin toteutettua. Mitoitusohjelmasta saatuja tuloksista tulee tarkastella kriittisesti, koska ohjelma ei ota huomioon hitsausalueilla tapahtuvaa poikkileikkauksen kestävyyden alenemista.