Vaakavoimien jakautuminen yhdistelmäjäykistyksessä

Abstract

Tämän opinnäytetyön aiheena oli selvittää, kuinka vaakavoimat jakautuvat jäykistäville pystyrakenteille, kun rakennuksen jäykistämiseen käytetään teräsjäykisteristikon ja betonisen mastoseinän yhdistelmää. Työn tarkoituksena oli tuottaa taulukkolaskentapohja rakennuksen jäykisteiden laskentaan, kun jäykistävinä rakenteina on teräksinen K-ristikko ja teräsbetoninen mastoseinä.

Työssä esiteltiin aluksi yleisesti rakennuksien jäykistämistä, jäykistysjärjestelmiä, jäykisteisiin vaikuttavia kuormia sekä rajatilamitoituksen periaatteita. Seuraavaksi työssä esitettiin teoriaa vaakavoimien jakautumisesta jäykistävien rakenneosien kesken sekä laskettiin esimerkkikohteen jäykisteiden ottamat osuudet kuormituksista. Esimerkkikohdetta tarkasteltiin kolmena päätapauksena. Tapauksissa kohteen kerrosmäärä sekä jäykistävien rakenteiden dimensiot vaihtuivat. Laskenta suoritettiin aluksi käsin, minkä pohjalta luotiin taulukkolaskentapohja. Vertailulaskelmat tehtiin Autodesk Robot Structural Analysis FEM-laskennalla.

Työn tuloksena saatiin käsilaskelma ensimmäisestä tapauksesta sekä taulukkolaskelmat ja FEM-laskentamallit kaikista tutkittavista tapauksista. Lisäksi saatiin taulukkolaskentapohja yhdistelmäjäykistyksen laskentaan sekä vertailutaulukko taulukkolaskennasta ja FEM-laskennasta esimerkkikohteeseen liittyen. Taulukkolaskentapohja on tarkoitettu apuohjelmaksi yhdistelmäjäykistyksen laskentaan.

The aim of this thesis was to study lateral force distribution of shear walls and K-type bracing. The purpose of this thesis was to create a spreadsheet based calculations for stiffening of a building. The work was commissioned by Finnmap Consulting Ltd.

First the theories on stiffening of a building, stiffening methods and load calculations were presented. Next the distribution of the lateral force and the calculations of the example building were made. The example building was examined in six different cases. In each case the stiffening shear wall and K-type bracing had different dimensions. The calculations were made manually and by using a spreadsheet. The comparison calculations were made with Robot Structural Analysis FEM-program.

As a result of this thesis a manual calculation and a spreadsheet were created. The spreadsheet can be used when a building is stiffened with a shear wall and a K-type bracing. A matrix to compare the results between manual calculations and FEM-calculations was also created. The created spreadsheet is meant to be a assisting program and to make calculating of stiffening of a building faster. Keywords Lateral