Toimistorakennuksen ristiinlaminoidun puulevyvälipohjan värähtelyn hallinta askelherätteelle

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Date
2014-09-22
Department
Major/Subject
Rakennetekniikka
Mcode
R3001
Degree programme
Rakenne- ja rakennustuotantotekniikan koulutusohjelma
Language
fi
Pages
80+16
Series
Abstract
Työssä selvitetään, millainen CLT-välipohjan ja liimapuupalkin yhdistelmä täyttää Eurokoodi 5 Suomen kansallisen liitteen ja Taljan, Toratin ja Järvisen (2002) määrittelemän kriteeristön luokan C värähtelykriteerit tuhlaamatta materiaalia. CLT-laatta-liimapuupalkki-rakenteiden antamat vasteet pistekuormalle ja askelherätteelle lasketaan analyyttisillä ja numeerisilla menetelmillä ja niitä verrataan värähtelykriteereihin. Lisäksi arvioidaan, soveltuvatko analyyttiset menetelmät CLT-laattojen mitoitukseen. Analyyttinen laskenta on tehty Eurokoodi 5 Suomen kansallisen liitteen menetelmällä ja Taljan, Toratin ja Järvisen (2002) esittelemällä menetelmällä. Numeerinen laskenta on tehty Autodesk Simulation 2013 laskentaohjelmistolla. Tarkasteltavia CLT-laatta-liimapuupalkki-rakenteita on neljä: yksiaukkoinen yksinkertaisesti tuettu, yksiaukkoinen liimapuupalkkeihin tuettu, kaksiaukkoinen liimapuupalkkeihin tuettu ja rinnakkainen liimapuupalkkeihin tuettu rakenne. Näissä rakenteissa palkin ja laattojen jännevälinä on 4,8 m. Molemmilla laskentamenetelmillä saatujen tulosten täytyi täyttää mitoituskriteerit, jotta rakenteen todettiin täyttävät kriteerit. Jos analyyttistä menetelmää ei voitu soveltaa, rakenne arvioitiin vain numeerisilla menetelmillä. Eurokoodi 5 kansallisen liitteen mukaiset mitoituskriteerit täyttyvät tutkituissa rakenteissa yli 180 mm paksuilla yksinkertaisesti tuetuilla laatoilla sekä kaksiaukkoisessa tai rinnakkaisessa rakenteessa 240 mm paksuilla laatoilla ja 315 mm korkeilla palkeilla. Taljan, Toratin ja Järvisen (2002) asettamat kriteerit täyttyvät kaksiaukkoisissa tai rinnakkaisissa rakenteissa 200 mm paksulla laatalla, 450 mm korkealla palkilla ja 240 mm paksulla laatalla ja 315 mm korkeilla palkeilla. Kriteerin täytti myös kaksiaukkoinen rakenne 220 mm paksulla laatalla ja 405 mm korkeilla palkeilla. Analyyttisten laskentamenetelmien antamien vasteiden havaittiin poikkeavan numeerisen laskennan antamista vasteista tuentojen joustavuuden tai rakenteessa tapahtuvien leikkausmuodonmuutoksien takia.

By minimizing material use, this thesis aims to identify the combinations of CLT-plates and gluelam beams which meet the vibration requirements of Eurocode 5 Finnish national annex and the criteria proposed by Talja, Toratti and Järvinen (2002) for class C. Analytic and numeric methods are employed to calculate the responses of different CLT-plate-gluelam beams combinations given to point load and walking excitation. The responses are then compared to design criteria. Furthermore, this work evaluates the applicability of analytical methods for CLT-plate vibration design. Analytical calculations are made according to the method of Eurocode 5 Finnish national annex and the method proposed by Talja, Toratti and Järvinen (2002). Numeric calculations are made with Autodesk Simulation 2013 calculation software. Four types of plates were investigated: a simply supported plate, a plate on simply supported gluelam beams, a continuous plate on simply supported gluelam beams and two parallel plates on simply supported gluelam beams with a span of 4.8 m. The results received from both calculation methods need to meet the design criteria in order for the criteria to be fulfilled. If an analytical method could not be applied, the structure was evaluated with numerical methods only. Vibration requirements of Eurocode 5 Finnish national annex criteria were met in the following investigated structures with a specific span and mass: over 180-mm thick plates on simply supported, parallel or continuous structures with 240-mm thick plates on 315 mm high gluelam beams. The criteria established by Talja, Toratti and Järvinen (2002) were met by the following structures: continuous or parallel structures with 240-mm thick plates on 315-mm high gluelam beams. The criteria were met in continuous structures with 220-mm thick plates and 405-mm high gluelam beams. The responses calculated with analytical methods differed from the responses calculated with numerical methods due to the flexibility of supports or shear transformations.
Description
Supervisor
Puttonen, Jari
Thesis advisor
Länsiluoto, Jaakko
Konttila, Mauri
Keywords
CLT-välipohja, liimapuupalkki, värähtely, värähtelymitoitus, analyyttinen laskenta, numeerinen laskenta, Eurokoodi 5, CLT-floor, gluelam, vibration, vibration design, analytic method, numeric calculation, Eurocode 5
Other note
Citation