Siirtokelpoisen teräsrakennehallin rakennesuunnittelu

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoitteena on perehdyttää yrityksen suunnittelijoita siirtokelpoisen teräsrakenteisen hallin rakennesuunnitteluun. Tarkoituksena on antaa lähtötietoa siirtokelpoisuuden vaatimuksista ja erilaisten jäykistystapojen vaikutuksesta teräsrakenteisenhallin rakenteisiin. Opinnäytetyössä keskitytään teräsosien ja teräsliitoksien mitoitukseen, liitoksien ominaisuuksien määrittämiseen, eri rakennejärjestelmien välisiin eroihin FEM-laskentaohjelman avulla.

Opinnäytetyössä tutkitaan mastojäykisteisen hallin ja vinositeillä jäykistetyn hallirunkojen eroja sekä erilaisten liitosjäykkyyksien vaikutusta kantavan rungon teräsosien käyttöasteisiin, voimasuureisiin ja siirtymiin. Työssä esitetään yksinkertaistettuja menetelmiä FEM-laskennan tulosten analysointiin ja tuloksien oikeellisuuden tarkistamiseen. FEM-laskentatulosten vertailussa käytetään tuotevalmistajien luomia laskentaohjelmia, yrityksen omistuksessa olevien Excel-laskenta-pohjien antamia tuloksia, statiikan kaavojen avulla laskettujen yksinkertaistettujen rakenteiden antamia tuloksia ja tutkitaan kirjallisuutta siirtokelpoisista teräsrakenteista.

Opinnäytetyöstä on rajattu pois teräsrakenteiden palomitoitus ja palonsuojaus. Myöskään rungon ulkopuolisia rakenteita, liittolevyjä, -pilareita eikä yksittäisen liitoksen jäykkyyden laskentaa käsitellä.

The aim of this thesis is to brief the company's designers to the structural design of a reusable steel-framed hall. The purpose is to provide basic information about the requirements for portability and the effect of various bracing methods on the structures of a steel-framed hall. The thesis focuses on the dimensioning of steel parts and steel joints, determining the properties of the joints, the differences between different structural systems using the FEM calculation program.

The thesis will examine the differences between a mast-stiffened hall and a hall frame stiffened with diagonal ties and investigate the effect of different joint stiffnesses on the utilization rates, force magnitudes and displacements of the steel parts of the load-bearing frame. The thesis will present simplified methods for analyzing the results of FEM calculations and checking the correctness of the results. In the comparison of the FEM calculation results, the calculation programs created by the product manufacturers, the results given by the company's own Excel calculation bases and the results given by the simplified structures calculated with the simple of statics formulas will be used and the literature on reusable steel structures in studied.

The thesis will not deal with the fire design or flame protection of steel structures, structures outside the frame, the stiffness of a single joint, or the flexural factor.