Liimapuupilari-palkkirakenteisen seinärakenteen lasijäykistys

Abstract

Tämän opinnäytetyön tilaajana toimi Honkatalot (Oy Primapoli Ltd). Opinnäytetyön tavoitteena oli tutkia liimapuupilari-palkkirakenteisen seinärakenteen jäykistämistä lasirakennetta käyttäen ja selvittää laskennallisesti sekä laboratoriotestauksilla, onko teknisesti mahdollista hyödyntää lasirakennetta vastaanottamaan rakennukseen kohdistuvia vaakavoimia. Suuret lasiset ulkoseinät, jotka koostuvat pelkästään liimapuupilareihin ja -palkkeihin kiinnitetyistä ikkunoista, aiheuttavat haasteita seinän jäykistämisen suhteen. Suuret jäykistyskuormat isoilla lasisilla seinillä vaativat usein teräksisten pilarien käyttöä, ja opinnäytetyön taustalla vaikutti tarve pystyä vähentämään teräksisiä rakenteita osana rakennuksen jäykistystä. Opinnäytetyö aloitettiin tutkimalla tavallisimmin käytössä olevia jäykistysmenetelmiä sekä toimeksi antavan yrityksen omia jäykistysratkaisuja liimapuupilari-palkkirakenteisella seinällä. Yhdessä toimeksi antavan yrityksen kanssa päätettiin rakentaa laboratoriotestausta varten kolme eri kokoista jäykistyselementtiä. Jäykistyselementit mitoitettiin ja mallinnettiin yhteistyössä lasialan ammattilaisten kanssa. Jäykistyselementtien liimapuukehärakenteet valmistettiin Honkatalojen tehtaalla Ritolassa, ja lasirakenne valmistettiin ja liimattiin kiinni kehärakenteeseen Finnglass Oy:n tehtaalla Alavudella. Jäykistyselementtien jäykistyskapasiteetit testattiin Eurofins Expert Services Oy:n testauslaboratoriossa Espoossa. Opinnäytetyössä esitetään jäykistyselementtien eri valmistusvaiheet, laboratoriotestaus ja tulokset. Salaussyistä tarkkoja kuormitus- ja kestävyysarvoja ei tuoda työssä ilmi. Opinnäytetyön tuloksena saatiin kattava testausraportti jäykistyskehien kuormituskestävyydestä. Tulos oli toivottu ja suunnitelman mukainen, ja laboratoriotestaukset osoittivat lasin hyödyntämiselle rakennuksen jäykistyksessä olevan potentiaalia. Tuotekehitys lasijäykistyksen parissa jatkuu työn toimeksi antavassa yrityksessä. Opinnäytetyöstä saadut tulokset ja päätelmät tukevat tuotekehitystä kokonaisvaltaisesti.

The thesis was commissioned by Honkatalot (Oy Primapoli Ltd), internationally known as Polar Life Haus. The objective of the thesis was to research the possibility of using glass to rigidize a glulam pillar-beam structure and, using calculations and laboratory tests, to find if it was possible to use a glass structure to receive the horizontal forces subjected to a building. Walls made entirely of large windows attached to glulam pillars and beams pose challenges to the rigidization of the wall. High rigidity loads subjected to the walls often lead to the use of steel pillars. An underlying need for the study was to reduce the use of steel structures as a part of the rigidization of the building. The work started by researching the common methods of rigidizations and the rigidization methods of the client. Together with the client it was decided to build three rigidization elements in different sizes for laboratory testing. The ridization elements were calculated and modelled together with professionals of the glass industry. The glulam structures of the elements were made at the factory of Honkatalot, the glass structure was manufactured and glued to the glulam structure at Finnglass Oy’s factory. The rigidity capacities of the rigidization elements were tested in the testing laboratory of Eurofins Expert Services Oy in Espoo Finland. The different stages of manufacturing, laboratory testing and the test results of the rigidization elements are presented in the thesis. For reasons of confidentiality the exact values of the loads used, and structural strengths achieved are not presented in the thesis. A comprehensible test report showing the structural strengths of the rigidization elements was achieved as a result of the thesis. The test results were as desired and in line with the calculations. The laboratory tests showed that there was potential in using glass as a method of rigidizing a building. The research and development in using glass as a rigidizing structure continues in the company. The results and conclusions of the thesis support the company’s product development comprehensively.