Liittopilarin pohjalevyn mitoitus ja toiminta

Abstract

Tässä insinöörityössä perehdyttiin yksityiskohtiin, joita liittopilarien pohjalevyjen mitoituksessa pitää huomioida. Pohjalevyjen mitoitus rajattiin liittopilareihin, joidenka profiilit olivat pyöreitä tai suorakaiteita. Mitoituksessa haluttiin selvittää, millaisia kuormia pohjalevyyn kohdistuu, ja miten pohjalevyn paksuuden säätelyllä vaikutetaan sen kestävyyteen ja liitopksen toimintaan.

Insinöörityö tehtiin Ramboll Oy:n Espoon terässuunnitteluyksikölle. Ramboll on vuonna 1945 perustettu suunnittelutoimisto, joka oli erikoistunut radiomastojen suunnitteluun. Vuonna 2003 yrityksestä tuli kansainvälinen suunnittelu- ja konsultointialan yritys, jonka pääkonttori sijaitsee Tanskan pääkaupungissa Kööpenhaminassa.

Aihevalinta perustui siihen, ettei liittopilarien pohjalevyjen mitoituksesta ole paljon aikaisempaa materiaalia, joka käsittelisi sen eroavuuksia yksikomponenttisista teräspilareista tai IPE/HEA-pilareista. Eurokoodeissa tehdyt pohjalevyn mitoitusmenetelmät perustuvat tietyn tyyppisten pilareiden pohjalevyjen mitoitukseen. Insinöörityössä perehdytään eurokoodeissa esitettyyn puristuneen T-osan mitoitukseen, sekä sen soveltuvuuteen suorakaidepilareihin. Lisäksi Insinöörityössä perehdytään liittopilarin ominaisuuksiin ja voimien jakautumiseen. Lopuksi työssä pyritään selvittämään, miten mitoitusmenetelmät soveltuvat pyöreiden liittopilareiden pohjalevyihin.

Työssä perehdyttiin eurokoodeissa esitettyihin kaavoihin ja aikaisemmin tunnettuihin materiaaleihin. Lisäksi työssä vertailtiin laskentatuloksia Excel-laskentapohjan sekä RFEM:n mallin väliltä. Tavoitteena oli ymmärtää, millaisia voimia perustuksiin kohdistuu, ja miten ne voidaan mitoittaa siten, että perustuksen kestävyys olisi varmalla puolella.

The thesis introduces the details that must be taken into account in the dimensioning of the baseplates of composite columns. The dimensioning of the baseplates was limited to the cases of circular and rectangular profiles. The design sought to find out what kind of loads the baseplate is exposed to and how the regulation of the thickness of the baseplate will affect its durability and the behavior of the connection. The study was conducted for the Ramboll Oy's Espoo Steel Design unit.

There is little previous material for the dimensioning of composite columns dealing with the differences between single-component steel columns or IPE / HEA columns. The baseplate design methods used in Eurocodes are based on the design of the baseplates of certain types of columns. The thesis deals with the dimensioning of the compressed T-section shown in Eurocodes and its suitability for rectangular columns. In addition, the study focuses on the characteristics of the composite collumn and the division of powers. Finally, the aim was to find out how design methods apply to the baseplates of circular composite columns.

The study presents the formulas and the previously known materials in the Eurocodes. Additionally, the study compares the computation results between the Excel spreadsheet and the RFEM model. The goal was to understand what kind of forces the foundations face and how they can be dimensioned so that the endurance of he foundationis on the secure side.