Siltanosturikuormien jakaantumisen tarkastelu mastopilarihallissa 3D-mallin avulla

Abstract

Tämä opinnäytetyö käsittelee Dlubalin julkaiseman RFEM 3D-ohjelmalla mallinnetun yksinkertaisen mastopilarihallin kuormien jakautumista. Hallissa on siltanosturi, joka aiheuttaa epätasaisen kuormitusjakauman hallin rakenteissa. Tarkoitus oli selvittää, miten 3D-laskentamallin tulokset eroavat perinteisen 2D-laskennan tuloksista. Tavoitteena oli myös todeta 3D-mallinnuksesta saatava hyöty rakennesuunnittelussa. Aihe työhön on saatu Rakennussuunnittelutoimisto Nylund Oy:ltä.

Insinöörityössä tutkittiin, miten hallin yläpohjan TT-laatasto tulisi mallintaa, koska RFEM-ohjelmassa ei ole valmiita TT-laataston työkaluja, ja siksi useita mallinnusvaihtoehtoja kokeiltiin. Työ sisältää teoriaosuuden laskentaohjelman käyttämästä elementtimenetelmästä, mastopilarihallin mallinnuksen prosessikuvauksen sekä tiiviin käyttöohjeen kyseisen mastopilarihallin mallinnuksesta RFEMillä. Lähteinä ja apuna käytettiin elementtimenetelmän teoriaa käsitteleviä kirjoja, Dlubalin julkaisemia käyttöohjeita RFEMistä sekä heidän ylläpitämää sähköpostitukipalvelua.

Opinnäytetyön tuloksena mallinnettiin tavoitteen mukainen esimerkkihalli. Tuloksista todettiin, että 3D-mallinnuksesta on hyötyä, koska se antaa huomattavasti pienempiä laskentatuloksia, joilla voidaan ajatella saavutettavan taloudellista säästöä materiaalikustannuksissa. TT-laataston voidaan ajatella toimivan yhtenäisenä levyrakenteena, joka jakaa epätasaiset siltanosturikuormat tasaisemmin ympäri hallirakenteita. Työn prosessikuvauksessa ilmenee 3D-mallinnukseen liittyviä ongelmia.

This thesis dealt with settling of the loads of a simple precast concrete hall structure modelled with Dlubal’s RFEM 3D program. The purpose was to study how the results of a 3D model differ from the results of a traditional 2D calcula-tion results. The purpose was also to find out the benefits of 3D modelling. The topic of the project was received from Rakennussuunnittelutoimisto Nylund Oy.

In the thesis a way to model a field of precast concrete TT slabs was explored. Many different modelling options were tested since there are no ready-made tools built in RFEM to model this type of structure. The thesis includes a theory part of the finite element method used by the program, the process description of creating the precast concrete hall structure 3D model and a compact manual for modelling this particular hall using RFEM. Books handling the theory of the finite element method, Dlubal’s manuals and their e-mail customer support were all used as sources and help in this work.

As a result of this project a sample model was created. This sample proofs that there are benefits in 3D modelling since it gives lesser calculation results. A field of TT slabs used as a roof structure can be considered as a stiff uniform plate that spreads the uneven loads of a bridge crane more evenly around the hall structures. The process description of the project points out some of the problems that occur in 3D modelling.