Pysäköintihallin TB-rungon suunnittelu EC2:n mukaan : Pilariantura, palkin vääntö ja rungon jäykistys

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli tuottaa oheismateriaalia opetuksen tueksi teräsbetonirakenteiden mitoitukseen eurokoodien mukaan. Työssä tehtiin laskuesimerkkejä teräsbetonirakenteisen pysäköintihallin eri rakenneosista ja käsiteltiin mitoituksen teoriaa tarvittavilta osin näihin liittyen. Esimerkkikohteena oleva pysäköintihalli on kolmikerroksinen ja elementtirunkoinen. Pysäköintihalli liittyy toiseen tekeillä olevaan opinnäytetyöhön, jossa on tarkoituksena tuottaa piirustuksia ja esimerkkilaskuja hallin rakenneosista.

Yleisesti työn sisältö jakautuu teoriaan ja varsinaisiin laskuesimerkkeihin. Tässä työssä käsitellään pilariantura, yksileukaisen palkin vääntö ja rungon jäykistys. Teoriassa käydään läpi toimintaperiaatteet ja mitoituksen vaiheet. Laskuesimerkeissä tehdään eurokoodien mukaisia murto- ja käyttörajatilan tarkasteluja. Pilarianturan osalta työssä käydään läpi vain rakennetekninen mitoitus, jossa tarkastellaan taivutus- ja lävistyskestävyys. Käyttörajatilan halkeamatarkastelu tehdään yksinkertaistetulla taulukkomenetelmällä. Pilarianturan mitoituksessa ei käydä läpi geoteknistä osuutta, jossa tarkasteltaisiin maapohjan kestävyys.

Leukapalkista esitellään toiminta osana runkoa ja vaihtoehtoinen ratkaisu. Samalla käydään lyhyesti läpi väännön teoriaa betonirakenteissa. Leukapalkin teoriassa selostetaan myös ristikkomalliin liittyvien yhtälöiden toimintaa. Laskuesimerkissä määritetään vääntöraudoitus sekä tarkistetaan betonisen puristusdiagonaalin kestävyys. Mitoituksessa tarkastellaan myös leikkauksen ja väännön yhdistettyjä rasituksia. Työhän on tehty myös laskentapohja, jonka avulla tarkasteltiin eri tekijöiden vaikutusta vääntömitoituksessa. Yhteenvedossa todetaan palkin vääntökapasiteetin kannalta merkittäväksi betonin puristusdiagonaalin suuntakulma ja vääntöhaoituksen mittasuhteet.

Rungon jäykistyksen osalta työssä käydään läpi vain toimintaperiaate. Yhteenvedossa pohditaan suunnittelussa käytettävää lähdemateriaalia. Työn raporttiin on myös tehty teoriaa ja mitoitusta selventäviä kuvia.

The objective of this thesis was to produce supplementary material to support teaching of designing reinforced concrete structures according to the new european standards. Example calculations for different structural components from a parking garage with reinforced concrete frame were created and the necessary parts about theory of design related to these components were explained. The parking garage is related to another ongoing thesis, in which the purpose is to produce drawings and also example calculations for stuctural components.

In general, content of this thesis consists of theory and actual example calculations. In this thesis example calculations for a column footing and for torsion of a ledger beam are presented. In the theory design principles and methods of design are presented. The example calculations are made in ultimate and serviceability limit states according to the Eurocode. The example calculation of column footing includes only structural design. Geotechnical design, which determines ground bearing capacity, was excluded. Simplified approach was used for the crack control.

In the theory of ledger beam optional structures for a building frame and also design principles are explained. Also the theory of torsion in concrete stuctrures is shortly explained and equations related to the strut-and-tie model are presented. In the example calculation torsional reinforcement and the capacity of concrete diagonal were determined. Also combined tensions from torsion and shear are checked. Spreadsheet to study the effects of different variables in torsional capacity was also created. In the summary is stated that angle of direction for concrete diagonal and dimensions of torsional web reinforcement are significant for torsional capacity.

About the bracing of building frame only the principles are explained. Additionally, drawings were made to explain theory and design.