Håldimensionering i betongbalkar med fackverksanalogi

Abstract

Examensarbetet gjordes som ett beställningsarbete åt företaget Sitowise Oy. Företaget önskade få en anvisningsmanual som berättar steg för steg beräkningsgången för hur hål kan dimensioneras i betongbalkar med användning av fackverksanalogi. I arbetet har litteratur och rapporter angående ämnet fackverksanalogi studerats och på basis av det har en sammanfattning gjorts.

I fackverksanalogi avbildas konstruktionens inre spänningar som ett fackverk, där tryckkrafterna består av trycksträvor utav betong och dragkrafter består av dragstag utav armeringsjärn. Trycksträvorna och dragstagen ansluter sig i noder. Dimensioneringen sker alltid i brottgränstillstånd och fackverkets delar beräknas enligt jämnviktsekvationer.

I arbetet tas fram möjliga lösningar för håldimensionering av betongbalkar med fackverksanalogi, vilket finns som bilaga 1 och bilaga 2. I arbetet tas även upp en förenklad handberäkningsmetod för hur hål kan dimensioneras i betongbalkar.

Tämä opinnäytetyö on tehty Sitowise Oy:n tilauksesta. Yritykselle oli tarkoitus laatia ohjeistus betonipalkin reikien mitoituksesta ristikkomenetelmällä. Ohjeessa esitetään laskentakulku vaihe vaiheelta. Työssä perehdyttiin ristikkomenetelmää käsittelevään kirjallisuuteen, jonka perusteella tämä opinnäytetyö tehtiin.

Ristikkomenetelmässä rakenteen sisäiset jännitykset on esitetty voimaristikkona, jossa puristusvoimat koostuvat betonisista puristussauvoista ja vetovoimat koostuvat raudoitetuista vetosauvoista. Puristussauvat ja vetosauvat yhdistyvät solmuihin. Mitoitus tapahtuu aina murtorajatilassa ja voimaristikon osien laskenta ratkaistaan tasapainoyhtälöiden avulla.

Työssä esitetään mahdollisia ratkaisuja rei’itysten mitoituksesta ristikkomenetelmää käyttäen, ne löytyvät liitteistä 1 ja 2. Työssä käydään myös läpi, miten rei’ityksiä voidaan mitoittaa yksinkertaistetuilla käsinlaskentamenetelmillä.

The thesis was done as a commission by the company Sitowise Oy. The company wanted an instruction manual that tells step by step the calculation path for how to dimension holes in concrete beams with the use of strut-and-tie modelling. In the thesis, literature and reports of the subject strut-and-tie modelling have been studied and on the basis of this a summery has been made.

In strut-and-tie modelling, the constructions internal stresses are depicted as a truss, where the compressive forces consist of struts and the tensile forces consist of ties that connects to nodes. The ties consist of reinforced steel and the struts consist of concrete. The dimensioning is always done in ultimate limit state and the parts of the truss are calculated according to equilibrium equations.

The thesis shows possible solutions for how to dimension holes in concrete beams using the strut-and-tie modelling and can be found as Appendix 1 and Appendix 2. The thesis also includes a simplified calculation method for how to dimension holes in concrete beams.