Browsing by Author "Aalto, Jari-Tapio"

Now showing 1 - 2 of 2

Jatkuvan sortuman estäminen massiivipuulevyrakenteisessa tilaelementtikohteessa
(2015-10-19) Haapasalmi, Antti
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Tämä diplomityö käsittelee jatkuvaa sortumaa tilaelementtirakenteisessa ristiinlaminoidussa liimapuu (engl. cross laminated timber, CLT) kerrostalokohteessa. Jatkuva sortuma on vakava onnettomuus, missä rakennuksen osa tai koko rakennus sortuu tukirakenteen paikallisen vaurion vuoksi. Jatkuvaa sortumaa voidaan estää lisäämällä tukirakenteiden vaurionsietokykyä tai ehkäisemällä vaurion laajeneminen vaihtoehtoisilla kuormansiirtoreiteillä. Ristiinlaminoitu liimapuu on verrattain uusi rakennusmateriaali, joka kantaa kahteen suuntaan vähentäen puun ortotrooppisuutta. Useita CLT-kohteita on rakennettu viime vuosina tilaelementtitekniikalla. Jatkuvaa sortumaa ei ole kuitenkaan aiemmin tutkittu CLT tilaelementtirakennuksissa. Tämän diplomityön tarkoituksena oli tutkia CLT tilaelementtikohteen herkkyyttä jatkuvalle sortumalle. Jatkuvaa sortumaa tutkittiin poistamalla vuorollaan valikoituja tukirakenteita. Poisto-tapahtumista saatiin arvio rakenneosien kriittisyydestä rakennuksen rungolle. Laskennassa käytettiin tilaelementtikohtaisia FEM (engl. finite element methods) malleja. Käytetty ohjelma oli Dlubal RFEM5.04 . CLT paneelit mallinnettiin RF-Laminate lisäosalla, joka hyödyntää laskennassa laminaattiteorian mukaista kerroksellista numeerista laattaelementtiä. Todellisuu-dessa kantavan rakenteen poistotapahtuma on dynaaminen ilmiö, jonka vuoksi työssä tutkittiin myös dynaamista vahvistusta poistotilanteissa. Dynaamisia vaikutuksia tutkittiin RF-Dynam lisäosalla poistamalla kantava CLT-seinä eri ajanjaksoilla sekä vaimennetulla että vaimentamattomalla systeemillä. Lisäksi RFEM-ohjelmalla tarkasteltiin kantavan CLT-seinän vaurionsietokykyä Eurokoodin EN 1991-1-7 Suomen kansallisen liitteen mukaiselle onnettomuus-kuormalle. Johtopäätöksenä voidaan todeta, että CLT-tilaelementtikohde oli suhteellisen turvallinen ratkaisu jatkuvan sortuman varalta. Perinteisessä tilaelementtiratkaisussa välipohjat sekä toistensa päällä olevat seinät voivat jakaa uudelleen kuormia, eli toimivat vaihtoehtoisina kuormankantoreitteinä. Joidenkin rakenneosien, kuten ulokkeellisten tilaelementtien poisto aiheutti kuitenkin jatkuvan sortuman vaaraa ja suuret aukot vaihtoehtoisten kuormareittien varrella kasvattivat sortumisen riskiä. Yleisin CLT-seinäkoko C3s 100 mm kestää myös Suomen kansallisen liitteen mukaisen 50 kN:in onnettomuuskuorman. Dynaamisia vaikutuksia havaittiin kun kantava seinä poistettiin alle sekunnissa. Dynaaminen vahvistus oli merkittävin pienimmällä tutkitulla aikavälillä (0,01 s); 1,56 vaimennetulle ja 1,58 vaimentamattomalle systeemille. Dynaamiset vaikutukset olivat huomattavat (>10%) kun seinän poisto tapahtui alle 0,2 sekunnissa, jolloin vaimennuksella ei ollut käytännön merkitystä. Työn tutkimusten mukaan dynaamiset vaikutukset tulisi siis huomioida tilanteissa, joissa poistotapahtuma on nopea, kuten törmäyksissä tai räjähdyksissä.
Jatkuvan sortuman estäminen teräsbetonirunkoisen asuinkerrostalon suunnitteluperusteena
(2012) Mikkola, Markus
School of Engineering | Master's thesis
The prevention of progressive collapse is often mentioned in the design guidelines as a basis for structural design. However, there is no universally applicable method to prevent this from occurring. The common European standard Eurocode gives a wider range of instructions to prevent progressive collapse than the Building Code of Finland does. That is why the introduction of the Eurocode enhances the observation of the progressive collapse also in the Finnish design practice. This study deals with the progressive collapse as a phenomenon and introduces Eurocode, and briefly also some other design guidelines, from the point of view of the progressive collapse prevention. The focus lies especially on the guidance that concerns RC-framed apartment buildings. The instructions are studied from the structural and computational point of view. This work does not cover risk analysis. In the case of up to 15-story high apartment buildings the Eurocode instructions are mainly based on tying together the structural components which already have been a part of the Finnish design practise concerning precast concrete structures. The goal in tying the structures together is to prevent progressive collapse by enabling alternative load paths with, for example, catenary action. There were differences found between the Eurocode and Finnish Building Code guidelines concerning the calculation of tie forces for internal floor ties and the vertical wall ties. Especially the difference in the vertical wall ties was significant, because in the future it requires more use of tensile joints in load-bearing structures. In the case of over 15-story high apartment buildings a more thorough research is demanded by Eurocode. The typical joint solutions in a RC-framed apartment building were introduced in this study. It was observed that the internal floor tie forces of levels based on Eurocode were not enough to form a catenary action with typical loads and spans of apartment buildings. There were also problems with anchoring the internals ties. These problems can cause difficulties in the use of precast concrete structures in over 15-storey high buildings based on the Eurocode requirements.