Aukotetun seinäelementin mitoituksen taulukointi

Abstract

Betonirakenteisten seinäelementtien suunnittelussa tulee huomioida esimerkiksi ikkuna- ja oviaukkojen vaikutus mitoituksen kulkuun. Kun seinäelementissä on suuria aukkoja, ei mitoitusta voida tehdä yhtenä seinärakenteena, vaan esimerkiksi ikkunan ylityspalkki pitää mitoittaa tiettyjen ehtojen täyttyessä omana rakenteenaan. Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli tehdä työn tilaajan käyttöön ohjeistus rakenteiden luokitteluun ja mitoitustaulukot seinäelementin eri osien kapasiteettien tarkasteluun. Näiden ohjeiden ja kapasiteettitaulukoiden avulla oli tarkoitus selkeyttää ja tehostaa seinäelementtien suunnittelua tilaajayrityksessä. Aiheeseen perehdyttiin olemassa olevan kirjallisuuden ja suunnittelunormien avulla.

Tähän opinnäytetyöhön on koottu oleellinen seinäelementin pielien mitoitukseen liittyvä ohjeistus. Opinnäytetyössä lukijalle selvennettiin, missä tilanteessa ikkuna- ja oviaukot tulee ottaa mitoituksessa huomioon ja minkälaisina rakenteina eri osat tulee mitoittaa. Työssä on myös esitelty, mitä erilaisia kuormia seinäelementin mitoituksessa tulee huomioida ja miten niiden laskenta ja määrittäminen etenevät.

Rakenneosan mallinnus vaikuttaa oleellisesti lujuuslaskennan kulkuun ja saatuun lopputulokseen. Rakennukseen kohdistuvia kuormia tulee siirtää hallitusti erilaisia seinäelementin rakenneosia pitkin perustuksille. Onkin siis oleellista tietää, paljonko seinäelementin eri osat voivat näitä kuormia siirtää. Nämä kapasiteetit on helppo selvittää työn tuloksena tehdyillä taulukoilla ja kapasiteettikuvaajilla sekä Excel-laskentapohjilla, joiden tukena toimii vielä mitoituksen kulkukaavio. Mitoituksen kulkukaavio, kapasiteettikuvaajat sekä -taulukot (liite 1) ovat tarkoitettu vain tilaajayrityksen käyttöön ja ne on poistettu julkisesta raportista.

Aiheen selvitystä voisi jatkaa esimerkiksi tutkimalla, miten ikkunapalkin mitat vaikuttavat palkin päiden tuentaan. Myös aukon pieleksi jäävän pilarin nurjahduspituuteen vaikuttavia tekijöitä voisi tutkia lisää. Esimerkiksi matalan ikkuna-aukon kohdalla voitaisiin olettaa, että nurjahduspituus määritettäisiinkin aukon korkeuden perusteella eikä elementin korkeuden perusteella. Näin ollen ikkunan pielen pilari kestäisi laskennassa huomattavasti suuremman kuormituksen. Saattaisi olla myös tarpeen selvittää, miten ikkuna-aukon koko tai muoto vaikuttaa pilarin tai erillisen seinärakenteen mitoituksessa huomioitavaan tuentatapaan.

When designing precast concrete wall elements which contain large window or door openings, reveals and other such components may need to be designed as separate parts. Moreover, some conditions must be fulfilled before the design of wall elements with large openings can begin. The purpose of this bachelor´s thesis was to make a design instruction and tables where the designer can check the tabular values for load capacities to separate components. The design instruction and the load capacity tables were made for a company which commissioned this thesis.

This bachelor’s thesis was based on a literature review. The aim was to compile existing information on design standards, and to present it in an easy-to-use form. The main goal of this thesis was to clarify when openings in wall elements should be taken into account and what type of a structure they should be classified as in the process. The theoretical part of this thesis is about the design standards concerning wall elements, and the kinds of loads precast concrete wall elements are typically exposed to. The second and the main part of this thesis was to make a design instruction and load capacity tables for the various components in concrete wall elements. These attachment files are confidential, and they were therefore omitted from the public version of this thesis

The results of this thesis are load capacity tables for reveals and other separate components of the wall element, and Microsoft Excel spreadsheets for designers. To support these tools and design work, a simple design instruction in the form of a route sheet was also created. It allows the designer to proceed step by step. The spreadsheets might need some further developing after they have been tested in real designing work. It might be beneficial to conduct more specific examination on how for example the height of the window opening affects the buckling length of the window column, and more specifically, to calculate the point where the buckling length could be measured based on the height of the window instead of the height of the element.