Paikallavaluholvien raudoituksen suunnittelu

Abstract

Tässä opinnäytetyössä laadittiin paikallavaluholvin raudoitussuunnittelusta prosessikaavio, joka on tarkoitettu ohjelmistokehityksen lähtöaineistoksi. Paikallavaluholvin raudoitussuunnittelu on haastava tehtävä, jossa täytyy suunnitella laatan raudoitusjärjestelmä rakennemitoituksen tulosten sekä suunnittelustandardin vaatimusten perusteella. Lisäksi on huomioitava järjestelmän taloudellisuus sekä raudoitustyön toteutus. Käytännössä raudoitussuunnittelu sisältää laatan todellisten raudoitusten valinnan sekä raudoituspiirustusten laadinnan. Laatan rakenneanalyysi tehdään nykyään usein FEM-laskentaohjelmistolla. Laskentatulosten hyödyntämiseen liittyvä tiedonsiirto ohjelmistosta toiseen on tällä hetkellä monesti käsityötä.

Työn tilaajana oli A-Insinöörit Suunnittelu Oy. Työ toteutettiin kirjallisuustutkimuksena sekä hyödyntämällä kuvitteellisia esimerkkitapauksia, jotka edustavat tyypillisiä paikallavaluholvien suunnittelukohteita. Laadittua aineistoa arvioitiin asiantuntijahaastatteluissa.

Prosessikaavio raudoitussuunnittelusta laadittiin siten, että se ei ole riippuvainen käytetyistä ohjelmistoista, vaan sisältää suunnitteluprosessin yleisellä tasolla. Lisäksi laadittiin esimerkkitapausten perusteella erillinen prosessikaavio, jossa selostetaan tiedonsiirtoa ohjelmistojen rajapinnoissa. Kirjallisuustutkimuksen tuloksena tähän raporttiin on kerätty suunnittelustandardeista paikallavaluholveihin liittyvät periaatteet, joihin prosessikaavion sisältö perustuu.

Opinnäytetyön tavoite saatiin täytettyä. Asiantuntijahaastatteluissa todettiin työssä laadittu aineisto sopivaksi lähtökohdaksi ohjelmistokehitykselle. Työn tulosten perusteella tehtiin ehdotus automatisoitujen työkalujen kehityksestä yrityksen kehitysryhmälle. Ehdotuksessa kehitystyö on jaettu siten, että ensimmäisenä toteutetaan automatisointi holvin vaakaraudoitusten valintaan ja raudoituspiirustusmerkintöjen luomiseen. Tämän jälkeen on harkittava työkalujen kehittämistä ohjelmoinnin kannalta haastavista osuuksista, joihin kuuluvat leikkaus- ja lävistysraudoitusten suunnittelu.

Työn päätuloksena saatuja prosessikaavioita ei julkaista, mutta tuloksina julkaistaan niiden sisältö ja rakenne pääosin. Lisäksi raportissa on kerrottu tutkimuksen aikana esille nousseet haasteet rakennemitoituksessa sekä siitä saatavien tulosten automatisoinnissa. Haasteet perustuvat esimerkkitapausten analysointiin, niitä on pohdittu erityisesti ohjelmistokehityksen näkökulmasta.

A flowchart of the reinforcement design process of cast-in-place concrete slabs was compiled in this thesis. The purpose of the flowchart is to benefit the development of automated design tools. Reinforcement design of cast-in-place slabs is a challenging task for structural engineers. The reinforcement must be designed according to the structural design and the design standard. Additionally, the economic aspects and reasonability in terms of construction must be considered. In practice, this consists of selecting the actual reinforcement and designing the reinforcement plans. The structural design of cast-in-place slabs is often carried out using FEM-analysis. Currently the utilization of the results involves transferring data across software mainly by hand.

The study was done for A-Insinöörit Suunnittelu Oy as a literature study and utilizing examples. These examples represent typical design cases of cast-in-place slabs. The compiled material was evaluated in expert interviews.

The flowchart contains the design process in a general form, instead of being dependent on design software. A separate flowchart was made about the process between the design software used in the examples. Principles of reinforcement design in cast-in-place slabs were compiled according to the literature study. The flowchart follows these principles.

The aim of this study was achieved. The compiled material was stated in the interviews as a suitable starting point for automated design tool development. A suggestion based on to the findings of this study was presented to the development team. In the suggestion the development was broken down into phases. The first phase contains the design of longitudinal reinforcement. The later phases are challenging to automate, containing shear and punching shear reinforcement design. Development of the later phases must be assessed after the implementation of the first phase.

The main result of this study are the compiled flowcharts, which are not published. The structure and principal content of these flowcharts are published in this report. Additionally, the challenges in structural design that emerged during the study have been documented in this report. The challenges are based on the examples and have been considered specifically from the viewpoint of automated design tool development.