Pilarilaatan mitoitus
Kähönen, Tuomo (2022)
Kähönen, Tuomo
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-2022113025081
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2022113025081
Tiivistelmä
Opinnäytetyön tavoitteena oli mitoitusmenetelmien sekä niiden tulosten ja käytettävyyden vertailu perinteisen kirjallisuuteen perustuvan käsinlaskennan sekä FEM-laskennan välillä. Työssä tutkittiin pienporapaalujen varaan valettua teräsbetonista massiivilaattaa, jonka tutkimisesta koottu raportti sisältää teoria- ja tutkimusosuuden. Teoriaosuuden lähdeaineistona käytettiin betonirakenteiden suunnittelun oppikirja- sekä ohjemateriaaleja. Tutkimusosuuden menetelmät painottuvat voimasuureiden laskentaan, raudoitteiden mitoitukseen ja laatan lävistystarkasteluun.
Tutkimukseen liittyvässä käsinlaskennassa perehdyttiin voimasuureiden laskentaan sekä betonirakenteiden mitoitukseen standardilla SFS-EN 1992 ja siihen perustuvan kirjallisuuden avulla. Vertailtavana laskentamenetelmänä käytettiin Autodeskin Robot Structural Analysis Professional -nimistä FEM-mallinnusohjelmaa.
Tarkastelussa vertailukohteeksi valittu laatta on geometrialtaan haastava, eikä kirjallisuuden esimerkeistä poiketen laatan kuormituksena ole pelkästään tasainen kuorma, kuten esimerkiksi laatan omapaino. Tarkasteltavan laatan muut kuormat ovat viivamaisia tai pistemäisiä jakautuneena epätasaisesti ympäri laattaa. Tämä tuotti suuria vaikeuksia käsinlaskentaan ja voimasuureiden tarkasteluun tutkimuksen alkuvaiheessa.
Opinnäytetyössä saatujen tulosten perusteella eri menetelmillä lasketut vertailutulokset ovat samankaltaiset tämän kokoisella rakenteella eikä merkittäviä eroja ole, vaikka laatan kuormitus on suuri ja osittain painottuu pitkälle ulokkeelle. Laatan mitoituksessa sen paksuuteen ja raudoitemääriin vaikuttava suurin yksittäinen tekijä on lävistyminen.
Opinnäytetyön tuloksena toimeksiantaja saa tutkimusmateriaalin laaduntarkkailua varten ja näkemyksen nykyaikaisen mitoituksen sekä yhä enemmän historiaan jäävän käsinlaskennan välille. Lopuksi voidaan vielä todeta, että käsinlaskennan taito ja siihen liittyvä teoreettinen osaaminen katsotaan tämän tutkimuksen perusteella olevan tärkeää vaativien kohteiden rakennesuunnittelijalle.
Tutkimukseen liittyvässä käsinlaskennassa perehdyttiin voimasuureiden laskentaan sekä betonirakenteiden mitoitukseen standardilla SFS-EN 1992 ja siihen perustuvan kirjallisuuden avulla. Vertailtavana laskentamenetelmänä käytettiin Autodeskin Robot Structural Analysis Professional -nimistä FEM-mallinnusohjelmaa.
Tarkastelussa vertailukohteeksi valittu laatta on geometrialtaan haastava, eikä kirjallisuuden esimerkeistä poiketen laatan kuormituksena ole pelkästään tasainen kuorma, kuten esimerkiksi laatan omapaino. Tarkasteltavan laatan muut kuormat ovat viivamaisia tai pistemäisiä jakautuneena epätasaisesti ympäri laattaa. Tämä tuotti suuria vaikeuksia käsinlaskentaan ja voimasuureiden tarkasteluun tutkimuksen alkuvaiheessa.
Opinnäytetyössä saatujen tulosten perusteella eri menetelmillä lasketut vertailutulokset ovat samankaltaiset tämän kokoisella rakenteella eikä merkittäviä eroja ole, vaikka laatan kuormitus on suuri ja osittain painottuu pitkälle ulokkeelle. Laatan mitoituksessa sen paksuuteen ja raudoitemääriin vaikuttava suurin yksittäinen tekijä on lävistyminen.
Opinnäytetyön tuloksena toimeksiantaja saa tutkimusmateriaalin laaduntarkkailua varten ja näkemyksen nykyaikaisen mitoituksen sekä yhä enemmän historiaan jäävän käsinlaskennan välille. Lopuksi voidaan vielä todeta, että käsinlaskennan taito ja siihen liittyvä teoreettinen osaaminen katsotaan tämän tutkimuksen perusteella olevan tärkeää vaativien kohteiden rakennesuunnittelijalle.