Teräsbetonipalkkien murtumistapojen havainnollistaminen videoilla

Abstract

Tässä opinnäytetyössä kehitettiin teräsbetonirakenteiden opetusmateriaalia palkkien murtumistavoista. Työn tavoitteena oli tuottaa murtumistapoja havainnollistava opetusvideosarja teräsbetonipalkkien tyypillisimmistä murtumistavoista. Opinnäytetyön toimeksiantajana toimi Suomen Betoniyhdistys ry, jonka uudelle, opetukseen painottuvalle verkkosivustolle tämän opinnäytetyön opetusvideot tehtiin.

Videosarjaa varten mitoitettiin yhteensä yksitoista teräsbetonipalkkia. Lisäksi tutkittiin yhtä kuitubetonin käyttäytymistä murtotilanteessa kuvaavaa palkkirakennetta. Teräsbetonirakenteiden mitoitus suoritettiin eurokoodin mukaisilla mitoitustavoilla taivutukselle, leikkaukselle ja pääterästen ankkuroinnille. Mitoituksessa huomioitiin tavoiteltava murtokuorma, jotta halutut ilmiöt saatiin näkyviin. Palkit valmistettiin ja murrettiin suunnitelmien mukaisesti Tampereen ammattikorkeakoulun rakennuslaboratoriossa. Murtotapahtumat videoitiin videokameroilla useista kuvakulmista. Murretuista palkeista kuvatut videot leikattiin lopullisiksi opetusvideoiksi, joista nähdään kunkin palkin esitiedot, tavoitellun murtotavan tyypillinen hajoamismekanismi ja kommentit lopputuloksesta.

Työn tuloksena saadut kahdeksan opetusvideota täyttävät tavoitteet murtotapahtumien havainnollistamisesta. Prosessin aikana havaittiin videoiden visualisoivan tavoiteltuja murtotapoja hyvin ja antavan katsojalle enemmän informaatiota kyseisestä murtotapahtumasta pelkkään valokuvaan verrattuna. Vastaavanlaisille videosarjoille onkin kysyntää myös muista rakennetyypeistä ja monimutkaisemmista rakenteista.

The purpose of this bachelor's thesis was to develop teaching material for reinforced concrete structures in terms of beams fracture mechanism. The objective of the thesis was to produce educational video series that visualize the most typical fracture mechanism of the reinforced concrete beams. The client of this thesis was Suomen Betoniyhdistys ry. The videos were produced for their new website that centre on teaching about reinforced concrete.

A total of eleven reinforced concrete beams and one beam structure made of steel fiber concrete were planned to represent their behaviour in fracture situation. The planning of reinforced concrete beams was made of using Eurocode for bending, shearing and anchorage for longitudinal reinforcements. The ultimate load was taken into consideration to ensure that the desired phenomena were visualized. The beams were manufactured and broken according to plan in the construction laboratory of Tampere University of Applied Sciences. The fracture mechanisms were filmed from multiple angles using a video camera. The videotapes were edited for educational purposes. In the videos there are three parts: an info card in the beginning, a typical fracture mechanism for each video and notices of results.

As a result of this thesis, a total of eight educational videos were produced. These videos meet the goals in illustrating fracture mechanisms of reinforced concrete beams. During the thesis process, it was noticed that the educational videos are much more informative than just one single photograph. There will be also demand for different types of educational videos including different types of structures and more complex structures.