Betonikerrostalon jäykistyksen voimasuureet

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli perehtyä betonikerrostalon jäykistyksen peruspiirteisiin, koota yhteen näitä ha-vainnollistava teoriaosuus ja sen pohjalta luoda Excel-laskentapohja näiden ilmiöiden tarkastelun tueksi. Lasken-tapohja kehitettiin tukemaan betonikerrostalon esisuunnittelua ja toimimaan vertailulaskelmana FEM-laskentamalleille.

Työn toteutusta ja laskentapohjan kehitystä ohjasi toimeksiantajan puolesta opinnäytetyöryhmä. Teoriaosuus kokosi yhteen tarvittavat tiedot jäykistyslaskennan perusteista, lainsäädännöstä ja alan normeista. Laskentapoh-jan vertailulaskennassa hyödynnettiin tilaajan toteutunutta kerrostalokohdetta ja sen toteutusvaiheessa käytet-tyä laskentamallia.

Työn lopputuotteena syntyi tavoitteiden mukaisesti oppimateriaali ja toimeksiantajan käyttöön kehitetty Excel-laskentapohja. Kiinnostavana havaintona vertailulaskennassa huomattiin, että Excel- ja FEM-laskennan tuloksis-sa oli merkittävä ero erityisesti kaatavan momentin suhteen. FEM-malleissa välipohja toimii osaltaan jäykistävä-nä rakenteena jäykistävien seinien välissä, kun taas Lineaarisessa käsinlaskennassa välipohjien vaikutusta ei huomioida. Molempien laskentamenetelmien tulokset vastasivat muilta osin melko tarkasti toisiaan ja mahdolli-sille eroille löydettiin selittäviä tekijöitä, joita voisi edelleen tutkia ja siten jatkokehittää laskentapohjaa. Lasken-tamallin rajoitteita ja realiteetteja on pohdittu syvemmin työn lopussa. Toimeksiantaja voi hyödyntää opinnäyte-työn tuotoksia, kun uusia kohteita suunnitellaan. Excel-laskentapohjalla voidaan mahdollisesti välttää työlääm-pien laskentamallien tekeminen yksinkertaisissa rakennuskohteissa.

The goal of the thesis was to understand the basic principles of stiffening in concrete apartment buildings, to put together a theory section explaining these ideas, and then create an Excel tool to help analyze them. The purpose of the tool was to assist in the initial design stages of concrete apartment buildings and to compare results with the FEM method (Finite Element Method).

The thesis group, working on behalf of the client, oversaw the project and the development of the Excel tool. The theory section gathered all the necessary information about stiffening calculations, relevant laws, and industry standards. To test the Excel tool, the data received from an actual apartment building project was compared with the calculation model used during the project's construction phase. At the end of the project, also the limitations and practical considerations of the calculation model were discussed.

As a result, the objectives were met, and the client received educational material and an Excel tool tailored for their purposes. In addition, it was found out that there was a significant difference in the results between the Excel and FEM calculations, particularly regarding the overturning moment. Unlike in the manual calculations, the FEM models regarded the intermediate floor as a stiffening structure contributing to the building's stability be-tween the stiffening walls. Despite this difference, the overall results from both methods were quite similar, with explanations found for any disparities, offering potential areas for further improvement of the Excel tool.

The findings from this thesis can be valuable for the client when planning their future projects. Moreover, the Excel tool could potentially simplify the process of creating calculation models for straightforward building pro-jects, thus saving time and effort.