Toisen sukupolven eurokoodin vaikutukset puurakenteiden suunnittelussa : liimapuuhallin mitoitus

Abstract

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli perehtyä toisen sukupolven eurokoodiin puurakenteiden suunnittelussa. Opinnäytetyön idea lähti puurakenteiden syventävältä kurssilta, jossa suunniteltiin liimapuurakenteinen teollisuushalli. Tästä opinnäytetyön ideaksi tuli verrata mikä muuttuu kantavissa liimapuurakenteissa.

Opinnäytetyön tavoite saavutettiin mitoittamalla liimapuuhalli molemmilla eurokoodeilla ja verraten saatuja tuloksia. Opinnäytetyössä rajattiin tarkastelu vain hallin pääkehään, eikä otettu kantaa hallin päätyihin tai kokonaisjäykistykseen, jotka ovat myös tärkeitä kohtia hallien suunnittelussa. Osana opinnäytetyötä tuotettiin myös liimapuuhallin pääkehästä Mathcad-pohjia Tampereen ammattikorkeakoululle. Pohjat auttavat opetuksessa ja tehtävien luomisessa, kun toisen sukupolven eurokoodit otetaan käyttöön Suomessa.

Pääkehälle mitoitettiin mahapalkki, mastopilari ja liitokset, joissa tarkastettiin mahapalkin ja mastopilarin liitos, perustusliitos ja kattoelementin kiinnitys pääkannattimeen. Rakenteiden palomitoitus tarkastettiin myös 30 minuutin paloa varten uudella toisen sukupolven eurokoodin palomitoituksen ohjeella.

Mitoituksesta huomasin, että toisen sukupolven eurokoodilla mitoittaminen tietyissä kohdissa oli huomattavasti työläämpää kuin ennen. Käyttöasteet rakenteilla, joissa toisen sukupolven eurokoodin mitoitus erosi nykyisestä pysyivät samoina tai nousivat hieman. Toisen sukupolven eurokoodilla mitoittaminen oli kuitenkin helpompaa kuin ennen, sillä standardin käytettävyyttä ja yhtenäisyyttä muiden standardien kanssa oli parannettu huomattavasti. Eurokoodiin lisättiin täydentävää tietoa, kuten palkin vahvistus, CLT-mitoitus ja reiät palkeissa.

Tuloksista voidaan huomata, että rakenteista otetaan enemmän irti tarkemman mitoituksen johdosta. Jatkotutkimuksissa voisi katsoa miten toisen sukupolven eurokoodi vaikuttaa CLT-mitoitukseen sekä mitoitukseen eri kiinnikkeitä käytettäessä. Uusi standardien yhtenäistäminen ja täydentävän tiedon integroiminen osaksi eurokoodia on tulevaisuus kantavien puurakenteiden suunnittelussa.

The purpose of this thesis was to examine the changes in timber design introduced in the second-generation Eurocode. The idea came from timber design advanced studies. The goal was to see what changes in glulaminated wood structures.

This thesis was carried out as a project. A glulam hall with both Eurocodes was designed and the results were compared. The thesis was limited by not including design checks from outside the main frame, such as the bracing system. Design layouts of the main frame, consisting of a fish beam, a fixed-base column, and various connections, were also produced for Tampere University of Applied Sciences to support teaching. Fire design according to the new second-generation Eurocode was included as well.

The study showed that designing certain parts was more time consuming using the second-generation Eurocode as the dimensioning was done with more accuracy. The results of this thesis suggest that design capacities rose slightly in parts where dimensioning differed from the first-generation Eurocode. The second-generation Eurocode improved usability and coherence with other second-generation Eurocodes. In addition, information about beam reinforcements, CLT -dimensioning and holes in beams was provided.

The findings suggest that the more accurate dimensioning methods enable more efficient use of load-bearing structures. Further research on CLT -dimensioning and different types of connectors is needed. Adding coherence and complementary information to the new Eurocode is a future for timber design.