Dimensionering av konsolväggar enligt fackverksanalogi
Hedman, Sebastian (2020)
2020
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2020051711838
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2020051711838
Tiivistelmä
Detta examensarbete har gjorts i samarbete med ingenjörsbyrån Pontek, ett företag som är specialiserat inom konstruktions – och broteknik. Arbetet är en del av det pågående projektet Savilahti liikunta- ja tapahtumakeskus i Kuopio Finland.
Examensarbetet handlar om dimensionering av en konsolvägg enligt fackverksanalogi. Dimensioneringen sker i brottgränsstillstånd med dimensionerade krafter. Dimensioneringen följer anvisningar och bestämmelser för Eurokod 2.
Fackverksanalogi går ut på att avbilda en konstruktions inre spänningar i form av ett fackverk som består av trycksträvor, dragstag och knutpunkter. Trycksträvorna utgörs av betong medan dragstagen utgörs av armering och i deras skärningspunkter finns knutpunkterna. Fackverksanalogi används mest till beräkning av diskontinuitetzoner och vid kontroll av FEM-uträkningar. Metoden lämpar sig för dimensionering av konstruktioner vars höjd är stor i förhållande till deras spännvidd eller konstruktioner vars geometri inte är konstant.
Examensarbetet omfattar teori om fackverksanalogi samt dimensioneringsexempel. I arbetets teoridel tas det upp information om fackverksanalogi och där beskrivs hur man skall tillämpa fackverksanalogi vid dimensionering av betongkonstruktioner. I dimensioneringsexemplet förklaras dimensioneringen av en konsolvägg stegvis.
I detta arbete har information huvudsakligen hämtas från Eurokod och betongnormer. Analysen av konstruktionen är gjord med Autodesk Robot Analysis Proffesional 2019. Dimensioneringsberäkningar är delvis gjorda för hand och delvis i form av Excel-tabeller. Tämä opinnäytetyö on tehty yhteistyössä insinööritoimisto Pontekin kanssa. Yhtiön ydinosaamiseen kuuluu rakennustekniikka ja siltatekniikka. Työ on ollut osa käynnissä olevaa projektia Savilahden liikunta- ja tapahtumakeskus Kuopiossa.
Opinnäytetyö kertoo konsoliseinän mitoituksesta ristikkomenetelmällä. Mitoitus tapahtuu murtorajatilassa mitoitettavien kuormien kanssa. Mitoitus on tehty Eurokoodi 2:n ohjeiden ja määräysten mukaisesti.
Ristikkomenetelmässä rakenteen sisäiset jännitteet esitetään ristikkoina jotka koostuvat puristussauvoista, vetosauvoista ja solmu pisteistä. Puristussauvat koostuvat betonista, vetosauvat koostuvat raudoituksesta ja niiden leikkauspisteissä ovat solmupisteet. Ristikkomenetelmää käytetään eniten epäjatkuvuusalueiden laskemiseen ja FEM-laskelmien kontrolloimiseen. Menetelmä soveltuu hyvin mitoittamaan rakenteita joiden korkeus on iso suhteessa pituuteen ja rakenteita joiden geometria ei ole jatkuva.
Opinnäytetyö sisältää teoriaa ristikkomenetelmästä ja mitoitus esimerkki. Opinnäytetyön teoriaosassa esitetään tietoa ristikkomenetelmästä ja miten siitä, käytetään betonirakenteiden mitoittamiseen. Mitoitusesimerkissä esitetään konsoliseinän mitoitus vaiheittain.
Tämä opinnäytetyöhön tietoa on pääasiassa haettu Eurokoodeista ja betoninormeista. Rakenteen analysointi on tehty Autodesk Robot Analysis Professional 2019-ohjelmalla. Mitoituslaskelmat on osittain tehty käsilaskelmilla ja osittain Excel-taulukoilla. This Bachelor’s thesis has been written in collaboration with the structural engineering company Pontek. The company specializes in construction and bridge engineering. The thesis is part of the ongoing project Savilahti liikunta- ja tapahtumakeskus in Kuopio, Finland.
The Bachelor’s thesis is about the dimensioning of a console wall using truss analogy. The dimensioning is made in ultimate limit state with design forces. The dimensioning of the console wall follows Eurocode 2: s instructions and standards.
With truss analogy you develop a truss system to represent the inner stresses in a construction, which consists of struts, ties and nodes. The compressions forces are represented as struts while the tensile forces are represented as ties and in their intersections are the nodes. Truss analogy is mostly used in the calculation of discontinuity zones and control of FEM calculations. The method is suitable in the design of structures, the height of which is big compared to their span or structures, the geometry of which is not consistent.
This thesis contains theory about truss analogy and a dimensioning example. The theoretical part of the thesis comprises of information about truss analogy and how to implement it in the design of concrete structures. In the example the dimensioning of a console wall is explained step by step.
The information in this thesis is mostly based on Eurocodes and concrete norms. The analysis of the structure has been made using Autodesk Robot Analysis Professional 2019. The dimensioning calculations have been partly done by hand and partly in form of excel tables.
Examensarbetet handlar om dimensionering av en konsolvägg enligt fackverksanalogi. Dimensioneringen sker i brottgränsstillstånd med dimensionerade krafter. Dimensioneringen följer anvisningar och bestämmelser för Eurokod 2.
Fackverksanalogi går ut på att avbilda en konstruktions inre spänningar i form av ett fackverk som består av trycksträvor, dragstag och knutpunkter. Trycksträvorna utgörs av betong medan dragstagen utgörs av armering och i deras skärningspunkter finns knutpunkterna. Fackverksanalogi används mest till beräkning av diskontinuitetzoner och vid kontroll av FEM-uträkningar. Metoden lämpar sig för dimensionering av konstruktioner vars höjd är stor i förhållande till deras spännvidd eller konstruktioner vars geometri inte är konstant.
Examensarbetet omfattar teori om fackverksanalogi samt dimensioneringsexempel. I arbetets teoridel tas det upp information om fackverksanalogi och där beskrivs hur man skall tillämpa fackverksanalogi vid dimensionering av betongkonstruktioner. I dimensioneringsexemplet förklaras dimensioneringen av en konsolvägg stegvis.
I detta arbete har information huvudsakligen hämtas från Eurokod och betongnormer. Analysen av konstruktionen är gjord med Autodesk Robot Analysis Proffesional 2019. Dimensioneringsberäkningar är delvis gjorda för hand och delvis i form av Excel-tabeller.
Opinnäytetyö kertoo konsoliseinän mitoituksesta ristikkomenetelmällä. Mitoitus tapahtuu murtorajatilassa mitoitettavien kuormien kanssa. Mitoitus on tehty Eurokoodi 2:n ohjeiden ja määräysten mukaisesti.
Ristikkomenetelmässä rakenteen sisäiset jännitteet esitetään ristikkoina jotka koostuvat puristussauvoista, vetosauvoista ja solmu pisteistä. Puristussauvat koostuvat betonista, vetosauvat koostuvat raudoituksesta ja niiden leikkauspisteissä ovat solmupisteet. Ristikkomenetelmää käytetään eniten epäjatkuvuusalueiden laskemiseen ja FEM-laskelmien kontrolloimiseen. Menetelmä soveltuu hyvin mitoittamaan rakenteita joiden korkeus on iso suhteessa pituuteen ja rakenteita joiden geometria ei ole jatkuva.
Opinnäytetyö sisältää teoriaa ristikkomenetelmästä ja mitoitus esimerkki. Opinnäytetyön teoriaosassa esitetään tietoa ristikkomenetelmästä ja miten siitä, käytetään betonirakenteiden mitoittamiseen. Mitoitusesimerkissä esitetään konsoliseinän mitoitus vaiheittain.
Tämä opinnäytetyöhön tietoa on pääasiassa haettu Eurokoodeista ja betoninormeista. Rakenteen analysointi on tehty Autodesk Robot Analysis Professional 2019-ohjelmalla. Mitoituslaskelmat on osittain tehty käsilaskelmilla ja osittain Excel-taulukoilla.
The Bachelor’s thesis is about the dimensioning of a console wall using truss analogy. The dimensioning is made in ultimate limit state with design forces. The dimensioning of the console wall follows Eurocode 2: s instructions and standards.
With truss analogy you develop a truss system to represent the inner stresses in a construction, which consists of struts, ties and nodes. The compressions forces are represented as struts while the tensile forces are represented as ties and in their intersections are the nodes. Truss analogy is mostly used in the calculation of discontinuity zones and control of FEM calculations. The method is suitable in the design of structures, the height of which is big compared to their span or structures, the geometry of which is not consistent.
This thesis contains theory about truss analogy and a dimensioning example. The theoretical part of the thesis comprises of information about truss analogy and how to implement it in the design of concrete structures. In the example the dimensioning of a console wall is explained step by step.
The information in this thesis is mostly based on Eurocodes and concrete norms. The analysis of the structure has been made using Autodesk Robot Analysis Professional 2019. The dimensioning calculations have been partly done by hand and partly in form of excel tables.