Teräsbetonipilarin mitoitussovellusten ja -menetelmien vertaileva tutkimus
Kulmala, Valtteri (2021)
Lataukset:
2021
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-202104074375
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202104074375
Tiivistelmä
Tämä insinöörityö tehtiin rakennesuunnitteluun erikoistuneeseen insinööritoimistoon Sweco Rakennetekniikka Oy. Työ toteutettiin keväällä 2021.
Rakennesuunnittelussa voidaan käyttää useita mitoitussovelluksia ja erilaisia mitoitusmenetelmiä. Tässä insinöörityössä selvitettiin kolmen eri mitoitussovelluksen ja niiden käyttämien mitoitusmenetelmien eroavaisuuksia teräsbetonipilarin mitoituksessa.
Pilarit mitoitettiin SFS-EN 1992-1-1 + A1 + AC mukaisesti. Vertailtaviksi sovelluksiksi valittiin RFEM -ohjelman RF-CONCRETE Columns -mitoitusmoduuli ja SKOL B3 -laskentapohja, jotka mitoittavat kahteen suuntaan taivutetun teräsbetonipilarin nimellisen kaarevuuden menetelmällä. Näiden lisäksi käytettiin Swecon omaa laskentapohjaa, joka käyttää mitoituksessa yleistä menetelmää. Pilarit mitoitettiin ensin RF-CONCRETE Columns -moduulilla, jonka käyttämiä lähtöarvoja käytettiin muissakin sovelluksissa. Lopuksi sovellusten tuloksia vertailtiin keskenään.
Vertailtaviksi pilareiksi otettiin mastopilari ja kaksikerrosmastopilari, joihin kohdistui vinoa taivutusta. Mitoitustulosten pienemmät erot syntyivät lähtötietojen tarkkuuksista ja menetelmien vaihtoehtoisista menettelyistä. Rakenteiden sivusiirtyvyyden ja nurjahduskertoimien välinen yhteys aiheutti suurempia poikkeavuuksia mastopilarin mitoituksessa. Pilarien mitoitukset kahdella eri menetelmällä aiheuttivat merkittävimmät eroavaisuudet tuloksissa.
Tuloksista huomattiin, että RF-CONCRETE Columns -moduuli sopii hyvin molempien työssä tarkasteltavien pilarien mitoitukseen, kun taas SKOL -laskentapohja sopii vain niiden alustavaan mitoitukseen. Swecon oma sovellus on hieman hankalampi käyttää, mutta sillä voidaan myös mitoittaa monikerrospilari kerralla, mikä nopeuttaa mitoitusprosessia. Se antoi monikerrospilarille myös alhaisemman käyttöasteen, joka mahdollistaa pienempien raudoitusmäärien käytön rakenteessa.
Rakennesuunnittelussa voidaan käyttää useita mitoitussovelluksia ja erilaisia mitoitusmenetelmiä. Tässä insinöörityössä selvitettiin kolmen eri mitoitussovelluksen ja niiden käyttämien mitoitusmenetelmien eroavaisuuksia teräsbetonipilarin mitoituksessa.
Pilarit mitoitettiin SFS-EN 1992-1-1 + A1 + AC mukaisesti. Vertailtaviksi sovelluksiksi valittiin RFEM -ohjelman RF-CONCRETE Columns -mitoitusmoduuli ja SKOL B3 -laskentapohja, jotka mitoittavat kahteen suuntaan taivutetun teräsbetonipilarin nimellisen kaarevuuden menetelmällä. Näiden lisäksi käytettiin Swecon omaa laskentapohjaa, joka käyttää mitoituksessa yleistä menetelmää. Pilarit mitoitettiin ensin RF-CONCRETE Columns -moduulilla, jonka käyttämiä lähtöarvoja käytettiin muissakin sovelluksissa. Lopuksi sovellusten tuloksia vertailtiin keskenään.
Vertailtaviksi pilareiksi otettiin mastopilari ja kaksikerrosmastopilari, joihin kohdistui vinoa taivutusta. Mitoitustulosten pienemmät erot syntyivät lähtötietojen tarkkuuksista ja menetelmien vaihtoehtoisista menettelyistä. Rakenteiden sivusiirtyvyyden ja nurjahduskertoimien välinen yhteys aiheutti suurempia poikkeavuuksia mastopilarin mitoituksessa. Pilarien mitoitukset kahdella eri menetelmällä aiheuttivat merkittävimmät eroavaisuudet tuloksissa.
Tuloksista huomattiin, että RF-CONCRETE Columns -moduuli sopii hyvin molempien työssä tarkasteltavien pilarien mitoitukseen, kun taas SKOL -laskentapohja sopii vain niiden alustavaan mitoitukseen. Swecon oma sovellus on hieman hankalampi käyttää, mutta sillä voidaan myös mitoittaa monikerrospilari kerralla, mikä nopeuttaa mitoitusprosessia. Se antoi monikerrospilarille myös alhaisemman käyttöasteen, joka mahdollistaa pienempien raudoitusmäärien käytön rakenteessa.