Betonielementtiseinien mitoitus normaali- ja leikkausvoimille FEM-Designilla
Sunila, Sanni (2020)
Sunila, Sanni
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-2020112724667
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2020112724667
Tiivistelmä
Opinnäytetyön tavoitteena oli perehtyä FEM-Design 3D-ohjelman käyttöön ja selvittää sen mahdollisuuksia Etabs-laskentaohjelman rinnalla. Opinnäytetyön tuotteena käytettiin FEMDesign 3D-ohjelmaa 16-kerroksisen asuinrakennuksen laskentaan, ja tuloksia verrattiin Etabs-ohjelmalla saatuihin tuloksiin. Tuloksista tehtiin projektiin liittyen laskentaraportti.
Opinnäytetyö toteutettiin kvalitatiivisena tutkimuksena ja apuna käytettiin kirjallisuutta, käytäntöä ja haastatteluja. Opinnäytetyön raportti koostuu teoria- ja tutkimusosuudesta. Teoriaosuudessa on ensin tutustuttu FEM-laskennan historiaan ja periaatteisiin. Tämän jälkeen tutustuttiin betonirakenteiden mitoitukseen ja käsiteltiin lähinnä seinien normaali-ja leikkausmitoitusta. Tutkimusosuudessa syvennyttiin FEM-Design 3D-ohjelman käyttöön ja tulosten tulkintaan ja mitoitukseen niiden avustuksella. Lopuksi tuloksia vertailtiin Etabsin tuloksiin ja pohdittiin ohjelmien eroja. Tuloksien vertailussa voitiin todeta tulosten olevan lähellä toisiaan, jonka vuoksi molemmat ohjelmat sopivat laskentaan ja niillä saadaan varteenotettavia tuloksia.
Tutkimusvaiheessa FEM-Designiin tutustuminen aloitettiin täysin puhtaalta pöydältä ilman ennakkoluuloja tai ohjelman aikaisempia käyttökokemuksia. Tutkimuksen aikana huomattiin ohjelman heikkouksia ja vahvuuksia verrattuna Etabs-ohjelmaan. Tuloksena pystyttiin kuitenkin toteamaan, että kyseinen ohjelma toimii hyvin suurempienkin rakenteiden mitoituksessa Etabsin rinnalla ja tulokset olivat verrannollisia toisiinsa, jonka vuoksi FEM-Design voidaan todeta luotettavaksi tavaksi mitoittaa rakenteita. Ohjelman huomattiin olevan myös suhteellisen helppo ja yksinkertainen käyttää, ja tulosten tulkinta noudattaa lujuusopin ja statiikan merkkejä ja sääntöjä.
Opinnäytetyö antoi toimeksiantajalle kokonaisvaltaista näkemystä FEM-designin mahdollisuuksista tulevaisuudessa. Toimeksiantajalla on ollut käytössä StruSoft FEM-Design ohjelmiston 2D-osa holvien laskennassa ja Etabs-ohjelma rakennusten kokonaisvaltaisessa mitoituksessa. Tämän opinnäytetyön tuloksena FEM-Design 3D on myös varteenotettava vaihtoehto rakennusten mitoitukselle.
Opinnäytetyö toteutettiin kvalitatiivisena tutkimuksena ja apuna käytettiin kirjallisuutta, käytäntöä ja haastatteluja. Opinnäytetyön raportti koostuu teoria- ja tutkimusosuudesta. Teoriaosuudessa on ensin tutustuttu FEM-laskennan historiaan ja periaatteisiin. Tämän jälkeen tutustuttiin betonirakenteiden mitoitukseen ja käsiteltiin lähinnä seinien normaali-ja leikkausmitoitusta. Tutkimusosuudessa syvennyttiin FEM-Design 3D-ohjelman käyttöön ja tulosten tulkintaan ja mitoitukseen niiden avustuksella. Lopuksi tuloksia vertailtiin Etabsin tuloksiin ja pohdittiin ohjelmien eroja. Tuloksien vertailussa voitiin todeta tulosten olevan lähellä toisiaan, jonka vuoksi molemmat ohjelmat sopivat laskentaan ja niillä saadaan varteenotettavia tuloksia.
Tutkimusvaiheessa FEM-Designiin tutustuminen aloitettiin täysin puhtaalta pöydältä ilman ennakkoluuloja tai ohjelman aikaisempia käyttökokemuksia. Tutkimuksen aikana huomattiin ohjelman heikkouksia ja vahvuuksia verrattuna Etabs-ohjelmaan. Tuloksena pystyttiin kuitenkin toteamaan, että kyseinen ohjelma toimii hyvin suurempienkin rakenteiden mitoituksessa Etabsin rinnalla ja tulokset olivat verrannollisia toisiinsa, jonka vuoksi FEM-Design voidaan todeta luotettavaksi tavaksi mitoittaa rakenteita. Ohjelman huomattiin olevan myös suhteellisen helppo ja yksinkertainen käyttää, ja tulosten tulkinta noudattaa lujuusopin ja statiikan merkkejä ja sääntöjä.
Opinnäytetyö antoi toimeksiantajalle kokonaisvaltaista näkemystä FEM-designin mahdollisuuksista tulevaisuudessa. Toimeksiantajalla on ollut käytössä StruSoft FEM-Design ohjelmiston 2D-osa holvien laskennassa ja Etabs-ohjelma rakennusten kokonaisvaltaisessa mitoituksessa. Tämän opinnäytetyön tuloksena FEM-Design 3D on myös varteenotettava vaihtoehto rakennusten mitoitukselle.