Myötöviivamenetelmä aukollisen teräsbetonilaatan mitoituksessa

Abstract

Teräsbetonilaatan mitoitukseen on olemassa useita menetelmiä. Tässä insinöörityössä keskityttiin suorakaiteen muotoisen, aukollisen laatan mitoitukseen myötöviivamenetelmällä. Myötöviivamenetelmä on plastisuusteorian ylärajalauseen mukainen menetelmä laattojen kuormankantokyvyn laskemiseen.

Työssä tehtiin Mathcad-pohjainen mitoitustyökalu, jolla voidaan ratkaista neljältä sivulta tuetun, tasaisesti kuormitetun aukollisen laatan myötökuorma. Työssä tarkasteltiin aluksi myötöviivateorian yleisiä perusteita ja myötöviivojen muodostumista. Tämän jälkeen käsiteltiin aukollista laattaa ja sen myötökuorman laskentaa. Lopuksi työssä tarkasteltiin työkalun lähtötietojen syöttämistä ja niiden rajoituksia sekä laskentaprosessia.

Laskennan tuloksista saatiin selville tuennan, raudoituksen ja aukon vaikutus myötöviivan muotoon ja laatan kestävyyteen. Myös laatan ja aukon koko sekä aukon sijainti vaikuttavat näihin asioihin. Mitoitustyökalua voidaan käyttää vanhan laatan kestävyyden analysointiin, uuden laatan raudoituksen mitoitukseen sekä kuormituksen ja mittojen muutoksen vaikutuksen arviointiin.

There are a number of methods in dimensioning a reinforced concrete slab. This thesis focused on designing a rectangular slab with an opening with yield line method. The yield line method is based on the upper bound theorem of plastic theory for calculating the load carrying capacity.

The work was carried out in Mathcad-based design tool that can be used to solve yield load for an evenly loaded slab with an opening supported from four sides. First, the thesis handles the general criteria of yield line theory and the formation of yield lines. Next section discusses the slab with opening and its yield load calculation. Finally, the work looks at input data setting and limitations as well as the calculation process.

The calculation results reveals the effect of supports, reinforcement and opening effect on yield line shape and load carrying capacity of the slab. Also, the size of the slab and opening and the location of the opening affected these issues. Dimensioning tool can be used to analyze the load carrying capacity of the old slab, design a new reinforcement as well as reviewing effects when the load or some dimensions are changed.