Liimapuurakenteiden eräiden voimaliitosten kehityshanke
Hintsala, Samuel (2022)
2022
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-2022100520865
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2022100520865
Tiivistelmä
Tämän insinöörityön toimeksiantaja oli Insinööritoimisto Jouni Sorvoja Oy. Insinöörityön tavoitteena oli selvittää momenttijäykän liimapuupilarin liimaruuvein toteutettavan juuriliitoksen ja liimapuupalkin tukipinnan liimatankovahvistuksen mitoittamisessa käytettävät laskentaohjeet sekä liitoskomponenttien tuotehyväksynnät. Työn päätavoitteena oli kehittää selvityksen pohjalta yrityksen käyttöön tulevat taulukkolaskentapohjat, joilla liitokset voidaan mitoittaa kuormitusyhdistelmittäin murtorajatilassa.
Insinöörityö toteutettiin rakennesuunnittelija näkökulmasta. Työn selvitysosuus toteutettiin teoreettisesti lähdeaineistoa tutkimalla, ja laskentapojat toteutettiin Microsoft Office Excel -ohjelmistoa hyödyntäen.
Selvitystyön tutkimusongelma oli lähdeaineistoissa esitettyjen laskentaohjeiden osittainen ristiriitaisuus ja puutteellisuus. Selvityksessä aineiston perusteella saatiin koottua järkevä kokonaisuus mitoituksen teoriasta, kun lähdeaineistoa käytettiin yhdistelemällä niistä vähiten ristiriitaista tietoa.
Liitosten mitoitusteoriaa tutkittaessa huomattiin, ettei uusimmat saatavilla olevat liimaruuviliitosten suunnitteluohjeet ota huomioon ruuvien ulosvedon sitkeysvaatimusta. Vetorasitettujen liimaruuvien tulisi myötää murtotilanteessa, mutta ruuvien murtotavaksi osoittautui lähes kaikissa tapauksissa liimatartunnan hauras murtuminen. Hauraan murtotavan riskin vuoksi liitoksen vetokestävyyden mitoituksessa otettiin käyttöön ylimääräinen varmuuskerroin, jolla voidaan osoittaa liitoksen sitkeysvaatimus. Liimaruuviliitoksen mitoitusteoriaa tutkittiin myös liimaruuvien kestävyyttä puristustilanteessa, jolloin huomattiin, ettei se tule mitoittavaksi, kun puristusrasitus otetaan vastaan liimapuun syysuuntaisella puristuslujuudella.
Selvitystyön pohjalta saatujen mitoituskaavojen ja -ehtojen pohjalta rakennettiin kaksi laskentapohjaa, joista toinen mitoittaa liimapuun tukipainekestävyyden vahvistamista liimatangoilla ja teräslevyllä, ja toinen mitoittaa liimapuu-mastopilarin liimaruuvein ja teräksisin pilarikengin toteutettavaa liitosta. Laskentapohjista tuli käyttökelpoisia mitoitusohjelmia, joita yrityksessä tullaan käyttämään tulevaisuudessa käytännön suunnittelutehtävissä.
Insinöörityö toteutettiin rakennesuunnittelija näkökulmasta. Työn selvitysosuus toteutettiin teoreettisesti lähdeaineistoa tutkimalla, ja laskentapojat toteutettiin Microsoft Office Excel -ohjelmistoa hyödyntäen.
Selvitystyön tutkimusongelma oli lähdeaineistoissa esitettyjen laskentaohjeiden osittainen ristiriitaisuus ja puutteellisuus. Selvityksessä aineiston perusteella saatiin koottua järkevä kokonaisuus mitoituksen teoriasta, kun lähdeaineistoa käytettiin yhdistelemällä niistä vähiten ristiriitaista tietoa.
Liitosten mitoitusteoriaa tutkittaessa huomattiin, ettei uusimmat saatavilla olevat liimaruuviliitosten suunnitteluohjeet ota huomioon ruuvien ulosvedon sitkeysvaatimusta. Vetorasitettujen liimaruuvien tulisi myötää murtotilanteessa, mutta ruuvien murtotavaksi osoittautui lähes kaikissa tapauksissa liimatartunnan hauras murtuminen. Hauraan murtotavan riskin vuoksi liitoksen vetokestävyyden mitoituksessa otettiin käyttöön ylimääräinen varmuuskerroin, jolla voidaan osoittaa liitoksen sitkeysvaatimus. Liimaruuviliitoksen mitoitusteoriaa tutkittiin myös liimaruuvien kestävyyttä puristustilanteessa, jolloin huomattiin, ettei se tule mitoittavaksi, kun puristusrasitus otetaan vastaan liimapuun syysuuntaisella puristuslujuudella.
Selvitystyön pohjalta saatujen mitoituskaavojen ja -ehtojen pohjalta rakennettiin kaksi laskentapohjaa, joista toinen mitoittaa liimapuun tukipainekestävyyden vahvistamista liimatangoilla ja teräslevyllä, ja toinen mitoittaa liimapuu-mastopilarin liimaruuvein ja teräksisin pilarikengin toteutettavaa liitosta. Laskentapohjista tuli käyttökelpoisia mitoitusohjelmia, joita yrityksessä tullaan käyttämään tulevaisuudessa käytännön suunnittelutehtävissä.