Sekundäärikannakkeen valintaohje

Abstract

Opinnäytetyön aiheena oli sekundäärikannakkeiden valintaohje, jota voi hyödyntää tulevissa sekä käynnissä olevissa putkisto- ja vesihuoltohankkeissa. Työn toimeksiantajana toimi Skanska Infra Oy, jonka tavoitteena oli helpottaa suunnittelun ja työnjohdon työtä kannakointiratkaisujen valinnassa.

Työssä laadittiin käytännönläheinen ohjeistus, joka perustuu PSK-standardien mukaisiin mitoituksiin ja Inventor-suunnitteluohjelmistolla tehtyihin FEA-analyyseihin. Analyysien tulokset vaikuttivat loogisilta ja tulokset olivat odotettuja. Tarkastelussa keskityttiin kahteen kannaketyyppiin, jotka olivat putkipalkeista valmistettavat portti- ja ulokekannattimet. Nämä mallinnettiin ja testattiin eri mitoilla ja erisuuruisilla kuormituksilla. Tuloksena syntyi taulukot, joista ilmenevät putkistojen aiheuttamat kuormitukset (DN80–DN500) sekä kannakkeiden suurimmat sallitut kuormitukset PSK:n standardien ja esimerkkien pohjalta usealle eri mittaiselle sekundäärikannattimelle. Tällöin kun tiedetään putkikoko, voidaan katsoa taulukosta putken kuorma ja valita sopiva kannake riippuen kannakointikohteesta, eli käytetäänkö porttikannatinta vai ulokekannatinta.

Ohjeistus soveltuu tilanteisiin, joissa kuormitukset ovat pääosin pystysuuntaisia ja rakenteet valmistetaan S355-teräksestä. Työn rajaukset eivät kata kaikkea aiheeseen liittyvää, kuten dynaamisia kuormia, lämpöliikkeitä, hitsien tai kiinnitysten kestävyyttä. Jatkokehityksenä suositellaan tarkastelua kiinnitysten ja hitsien osalta sekä vaihtoehtoisten materiaalien vaikutuksia rakenteiden kestävyyteen esimerkiksi ruostumattoman teräksen osalta. Ruostumattomalla teräksellä on muun muassa pienempi myöntöraja verrattuna S355-rakenneteräkseen.

The purpose of the thesis was to create selection guide for secondary supports which can be utilised in the future and ongoing piping and water supply projects. The work was commissioned by Skanska Infra Oy, and its goal was to facilitate the work of designers and supervisors in choosing support solutions.

The thesis provides a practical guide based on calculations according to PSK standards and FEA analysis performed using the Inventor design software. The analysis results appeared logical and were as expected. The study focused on two types of supports which are gate and console supports made from pipe beams. These were modeled and tested with different dimensions and varying loads. The outcome was a set of tables showing the loads caused by pipelines (DN80 – DN500) and the maximum allowable loads for supports based on PSK standards and examples for several different lengths of secondary supports. This way, when the pipe size is known, the table can be used to determine the pipe load and select a suitable support depending on whether a gate or console support is used for the application.

The guide is suitable for situations where the loads are mainly vertical, and the structures are made of S355 steel. The scope of the work does not cover all related aspects such as dynamic loads, thermal movement, or the durability of welds and fastenings. For further development, it is recommended to examine fastenings and welds as well as the impact of alternative materials on structural durability, for example stainless steel which has a lower yield strength compared to S355 structural steel.