Teräsbetonirakenteen kantavuuden ja muuntojoustavuuden arviointi käyttöiän aikana

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Date
2024-01-22
Department
Major/Subject
Structural Engineering
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Building Technology (CIV)
Language
fi
Pages
55 + 45
Series
Abstract
Betoni on yleisin ja tärkein rakennusmateriaali. Yhdessä raudoitteiden kanssa betoni mahdollistaa lujia, kantavia ja pitkäaikaisia rakenteita. Rakenteet mitoitetaan vastaamaan käyttötarkoitusta. Vanhoja rakennuksia peruskorjataan ajan saatossa, mutta myös niiden käyttötarkoitus voidaan haluta muuttaa. Tällöin tulee tehdä päätös voiko vanhaa rakennetta hyödyntää vai onko rakenne kannattavampi purkaa. Päätöksen tulisi perustua tarkkaan tietoon, jotta rakenteita pystytään hyödyntämään koko niiden eliniän ajan ja rakentamaan siten kestävämmin. Diplomityössä haluttiin tutkia teräsbetonipalkkien kantavuutta tarkemmin muuntojoustavuuden näkökulmasta. Tutkimuksen tavoitteena oli koota vanhoja mitoitusperiaatteita ja laskentamenetelmiä yhteen ja verrata niitä nykyisiin. Löydetyn aineiston pohjalta luotiin raamit laskentatyökalulle, jonka avulla teräsbetonipalkkien kantavuutta ja muuntojoustavuutta voidaan tarkastella ja täten tuoda lisäarvoa osaksi rakennesuunnittelua. Laskentatyökalu huomioi muuntojoustavuuden tarkastelemalla palkkirakenteiden rei´ittämistä ja sitä mitkä tekijät vaikuttavat reiän sopivaan sijaintiin. Eri aikakausien mitoitusperiaatteet eroavat toisistaan hieman. Mitä pienempi jänneväli palkilla oli, sitä lähempänä tulokset olivat toisiaan. Suorakaidepalkin ja T-palkin käyttöasteiden tulokset olivat lähes identtiset ja siten voitiin todeta, ettei poikkileikkaus vaikuta aikakauden mitoitusperiaatteiden tuloksiin ainakaan merkittävästi. Reikälaskennan tuloksista korostui reiän sopiva sijainti matalan leikkausvoiman alueelta eli palkin keskeisestä kolmanneksesta. Tärkeää reiän sijoittelussa on muistaa, ettei puristusvyöhykettä tule rikkoa. Tuloksista nähtiin, että reiän sopivaan sijaintiin vaikuttivat sekä reiän koko, kuormituksen suuruus sekä etäisyys palkin yläpinnasta.

Concrete is the most common and significant building material. Together with rebars, concrete enables strong, load-bearing and durable structures. The structures are designed to meet the needs of the purpose of use. Old buildings are renovated over time, but there may also be a desire to change their purpose of usage. In such cases, a decision must be made whether the old structure can be utilized or whether it is more profitable to dismantle the structure. The decision should be based on accurate information to ensure that the structures can be utilized throughout their service life and thus build more sustainably. The aim of the thesis was to investigate the bearing capacity of reinforced concrete beams, specifically from the perspective of structural flexibility. The goal of the research was to gather old building design principles and calculation methods together and compare them to the current ones. Based on the material found, frames were created for a calculation tool, which can be used to examine the load-bearing capacity and transformation flexibility of reinforced concrete beams and thus bring added value to structural design. The calculation tool takes flexibility into account by looking at the perforation of beam structures and which factors affect the appropriate location of the hole. The building design principles of different eras differ slightly. The smaller the span of the beam, the closer the results were to each other. The results of the utilization rates of the rectangular beam and the T-beam were almost identical, and thus it could be concluded that the cross-section does not affect the results of the building design principles of the period significantly. The results of the hole calculation highlighted the appropriate location of the hole in the area of low shear force, i.e. in the central third of the beam. It is important to remember when placing the hole that the compression zone should not be broken. The results showed that the size of the hole, the magnitude of the load, and the distance from the top surface of the beam affected the appropriate location of the hole.
Description
Supervisor
Niiranen, Jarkko
Thesis advisor
Saarivirta, Kari
Kalliola, Antti
Keywords
teräsbetonipalkki, palkin rei´ittäminen, mitoitusperiaatteiden historia, rakenteiden muuntojoustavuus
Other note
Citation