Jatkuva sortuma suunnittelukriteerinä rakennettaessa monikerroksinen rakennusrunko vanhan talorungon päälle
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2017-06-12
Department
Major/Subject
Rakennetekniikka
Mcode
R3001
Degree programme
Rakenne- ja rakennustuotantotekniikan koulutusohjelma
Language
fi
Pages
80+12
Series
Abstract
Tässä diplomityössä tutkittiin jatkuvaa sortumaa suunnittelukriteerinä rakennettaessa monikerroksista rakennusrunkoa vanhan talorungon päälle. Etenkin jos rakennuksen uusi osa on rakennejärjestelmältään erilainen kuin rakennuksen vanha osa, niiden välinen rajapinta saattaa olla rakenteiltaan sellainen, että se asettaa merkittäviä haasteita jatkuvan sortuman estämiselle. Työssä pyrittiin tunnistamaan nämä erityisiä haasteita aiheuttavat tekijät. Eurokoodissa on esitetty jatkuvan sortuman estämiseksi kolme menetelmää: sidevoimamenetelmä, avainasemassa mitoittaminen, ja vaihtoehtoisten kuormansiirtoreittien menetelmä. Tässä työssä pohdittiin, kuinka hyvin nämä menetelmät soveltuvat kohteeseen, jossa olemassa olevaa rakennusta laajennetaan ylöspäin. Lisäksi työssä pohdittiin erilaisia käytännön menetelmiä, jotka ovat käyttökelpoisia näiden menetelmien tavoitteiden saavuttamiseksi. Riskinarvioinnin suorittaminen on Eurokoodin mukaan pakollista rakennuksille, joiden seuraamusluokka on CC3b. Monet ylöspäin laajennettavat rakennukset kuuluvat tähän seuraamusluokkaan, joko kerrosten määrän tai erikoisrakenteiden takia. Lisäksi riskiarvioinnin suorittamalla voidaan saavuttaa selkeämpi käsitys rakennuksen kestävyydestä jatkuvaa sortumaa vastaan, mikä tekee siitä arvokkaan työkalun suunnittelun apuvälineenä. Lisäksi työssä esitettiin mahdollinen menetelmä arvioida avainasemassa mitoittamisen vaikutusta rakennuksen riskitasoon. Työssä tehtiin myös tapaustutkimus, jossa suoritettiin lineaarisia dynaamisia tarkasteluja, joilla tutkittiin uuden ja vanhan rakennuksen rajapinnalla sijaitsevien palkkien kestävyyttä erilaisissa tilanteissa, joissa jokin rakenneosa oletettiin sortuneeksi. Nämä palkit ovat esimerkki rakenteesta, joka on mahdollinen riskitekijä jatkuvan sortuman kannalta, sillä ne toimivat yllä olevan väliseinän tukena. Dynaamiset tarkastelut suoritettiin laskevalla impulssikuormalla. Tuloksista on selvää, että onnettomuusrajatila on näille palkeille mitoittavampi kuin murtorajatila. Tässä tapauksessa todettiin, että palkit voidaan mitoittaa niin, että ne toimivat palkkeina myös onnettomuustilanteessa, mutta tämä vaatii enemmän raudoitusta.Progressive collapse as a design criterion for the construction of a new multi-storey building on top of an existing building frame was studied in this thesis. The interface between old and new buildings may present particular challenges for the prevention of progressive collapse, especially if the new part of the building has a different structural system than the old part. Identifying those challenges is one of the goals of this thesis. The Eurocode presents three methods for the prevention of progressive collapse: the tie force method, design as key elements, and the alternative load path method. Another goal of the thesis was to evaluate the suitability of these methods for preventing progressive collapse of buildings that have undergone a vertical expansion. In addition, the suitability of different practical methods for accomplishing the objectives of the three methods was considered. A systematic risk assessment is mandatory for buildings in the consequence class CC3b, according to Eurocode. Many buildings that are expanded vertically belong to this consequence class due to a large number of storeys or due to containing special structures. Additionally, a risk assessment can lead to an improved understanding of the ability of the structure to resist progressive collapse making it a valuable tool to guide design choices. A method to statistically estimate the effect of designing a column as a key element was also proposed in this thesis. A case study was carried out where linear dynamic analyses were used to determine if a group of beams on the interface between an old building and a new building are able to be designed not to collapse as a result of a variety of assumed removal scenarios of nearby structural members. This group of beams has a potential risk to initiate a progressive collapse, because the beams support a load-bearing wall that rests directly on top of them. These dynamic analyses were carried out using descending impulse loads to simulate the removal of a structural member. It is clear from the results that the accidental loading situations assumed are more critical for the design of these beams than the ultimate limit state (ULS). In this case it was found that it is possible to design these beams to function as beams even in the accidental loading situation, but this requires additional reinforcement.Description
Supervisor
Puttonen, JariThesis advisor
Ala-Ilkka, TerhiKeywords
jatkuva sortuma, vaihtoehtoinen kuormansiirtoreitti, dynaaminen analyysi, korjausrakentaminen