Pientalon kuormitukset ja jäykistys

Abstract

Tässä opinnäytetyössä tutustuttiin pientalon kuormitusten määrittämiseen ja jäykistyksen suunnitteluun. Tavoitteena oli tuottaa opintomateriaali laskuesimerkkeineen rakenteiden mitoitusten kursseille.

Työn alussa tutustuttiin suomalaisen pientalorakentamisen historiaan ja nykytilanteeseen. Tämän jälkeen käytiin läpi pientaloihin kohdistuvat pysty- ja vaakasuuntaiset kuormat ja niiden määrittäminen. Pientaloihin kohdistuvia pystykuormia ovat rakenteiden omasta painosta aiheutuvat kuormat, rakennuksen tilojen käyttötarkoituksen mukaan määräytyvät hyötykuormat ja rakennuksen kattotasoilla vaikuttava lumikuorma. Vaakasuuntaisista kuormista merkittävin on tuulikuorma. Muita vaakakuormia ovat rakenteiden vinoudesta aiheutuvat lisävaakavoimat ja maapaine.

Kuormien määrittämisen jälkeen tutustuttiin rakennusten yleisimpiin jäykistysmenetelmiin, joita ovat mastojäykistys, kehäjäykistys, ristikkojäykistys sekä levyjäykistys. Näistä pientaloissa käytetään lähinnä vain levy- ja ristikkojäykistystä, joten niiden mitoittaminen on käyty periaatetasolla läpi tässä työssä.

Työn tuloksena saatiin kaksi esimerkkikohdetta, joista on laskettu pientalon suunnittelun kannalta oleelliset kuormitukset. Ensimmäisestä kohteesta on laskettu rakennukseen kohdistuvat pystysuuntaiset kuormat. Toisesta kohteesta on laskettu tuulikuomat kahdella eri menetelmällä ja tämän lisäksi on laskettu rakennuksen jäykistys kyseisiä tuulikuormia vastaan. Kaikki laskut ja niissä tarvittavat taulukot, kaavat ja muu materiaali on esitetty opinnäytetyön liitteissä.

The purpose of this study was to show how to determine the loads and how to design the bracing of a detached house. The goal was to create an educational material which could be used in the basic courses of the structural designs.

The loads are divided into two groups: vertical loads and horizontal loads. Vertical loads of a detached house are the dead weight of the structures, the payload which depends on the use of the house and the snow load. Only horizontal load that is significant is the wind load.

Because of the horizontal loads, buildings must be braced so that they do not collapse. Bracing of a detached house can be made with stiffening sheets or with truss bracing. The designing of both types of bracing is shown in this study.

One goal of the study was to create example cases that show how the actual calculations are done. The first case is about the determination of vertical loads and the second one is about horizontal loads and designing of the bracing. All calculations and other materials that are needed in these cases are in the appendices.