Teräsrakenteisen hallin liitosten mitoitus, palomitoitus ja stabiliteetti

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli suunnitella teräsrakenteinen halli, joka kuuluu Oulun Energian uuteen biovoimalaitoshankkeeseen. Halli on biomassan vastaanottorakennus, johon kuuluu hallitilojen lisäksi huoltorakennus. Teräsrakenteisten hallien rakennesuunnittelun olennaisia osa-alueita ovat liitosten mitoitus, palomitoitus ja stabiliteetin huomioon ottaminen. Kun nämä osa-alueet huomioidaan suunnittelussa, rakenteet toimivat halutulla tavalla. Opinnäytetyö rajattiin liitosten mitoituksen osalta siten, että tarkasteltavina liitoksina olivat kantavien ja jäykistävien rakenteiden väliset liitokset. Perustusten ja pilareiden välisiä liitoksia ei tässä työssä tarkasteltu. Varsinainen palomitoituslaskenta tehtiin ainoastaan palolle alttiille rakenteille. Pääosa ulkoseinien teräsrakenteista sijoitettiin eristekerroksen ulkopuolelle. Stabiliteetin tarkastelussa kuormien vaikutus siirrettiin siteiden avulla perustuksille. Opinnäytetyön tavoitteena oli laatia konepajasuunnitelmat tilaajalle, Raumaster Oy:lle. Työn tekemisessä hyödynnettiin Tekla Structures –ohjelmaa mallintamisessa ja piirustusten tekemisessä. Rfem-ohjelmalla tehtiin hallista rakennemalli. Malliin syötettiin kuormatiedot ja muodostettiin kuormitusyhdistelyt. Tämän jälkeen rakennemallista saatiin eri rakenneosiin kohdistuvat rasitukset, joiden avulla liitokset voitiin mitoittaa ja tehdä palomitoitus. Monet liitokset olivat kuitenkin sellaisia, että niiden mitoituksessa laskentapohjia täytyi soveltaa. Käsin laskennalla voitiin varmistaa liitosten kestävyys. Liitosten mitoituksessa ja valinnassa oli huomioitava useita työmaateknisiä asioita. Lisäksi liitokset valmistetaan useasta osasta, minkä takia niiden toimintaperiaate oli tunnettava mitoituksen tekemiseksi. Voimat siirtyvät liitoksen eri osien, kuten ruuvien, hitsien ja levyjen, välityksellä toisille rakenneosille, joten suunnittelussa oli oltava tarkkana. Liitosten mallintamisen jälkeen tehtiin konepaja- ja asennuspiirustustukset.