Sekundääristen rakenneosien vaikutus ristiinliimattujen massiivipuulaattojen värähtelyyn

Thumbnail Image

Files

master_Kruus_Ville_2021.pdf (5.52 MB)

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

2021-08-23

Department

Major/Subject

Mcode

Degree programme

Master's Programme in Building Technology (CIV)

Language

fi

Pages

86+28

Series

Abstract

Puurakentaminen on yleistynyt viime vuosien aikana Suomessa merkittävästi. Syitä puun käytön lisääntymiseen ovat mm. ilmastonmuutos sekä lukuisat markkinoille tulleet tuot- teet, kuten CLT ja LVL. Puu on materiaalina huomattavasti perinteisempiä rakennusmate- riaaleja, kuten betonia ja terästä, kevyempää, mikä altistaa puurakenteet värähtelemään betonia tai terästä herkemmin. Värähtelyn vaikutukset korostuvat erityisesti vaakaraken- teissa, kuten laatoissa ja palkeissa. Tässä diplomityössä tutkittiin sekundääristen kantamattomaksi tarkoitettujen väliseinära- kenteiden vaikutusta CLT-laattojen värähtelyyn ja dynaamisiin ominaisuuksiin. Työn tar- koitus oli selvittää väliseinien vaikutus laataston alimpiin ominaistaajuuksiin, taajuuksia vastaaviin suurimpiin kiihtyvyyskomponentteihin sekä rakenteen vaimennussuhteeseen sekä voitaisiinko väliseinien vaikutus värähtelyyn huomioida jo suunnitteluvaiheessa. Työ toteutettiin kokeellisin menetelmin, minkä lisäksi työssä toteutettiin kirjallisuuskat- saus, jossa selvitettiin tutkimuksen kannalta oleellinen taustatieto sekä perehdyttiin ai- heesta jo olemassa olevaan tutkimukseen. Työtä varten etsittiin kolme CLT-rakenteista re- ferenssikohdetta, joiden välipohjien värähtelykäyttäytymistä tutkittiin kiihtyvyysanturien avulla. Valittujen kohteiden CLT-rakenteisille välipohjalaatastoille aiheutettiin dynaami- nen heräte kävelemällä laatastojen päällä. Kohteita mitattiin sekä ennen, että jälkeen väli- seinien asennuksen, jotta voitiin arvioida miten väliseinät muuttavat tutkittuja suureita. Tutkimuksessa kerätyn datan perusteella sekundäärisillä väliseinärakenteilla on lähtökoh- taisesti positiivinen vaikutus kaikkiin tutkittuihin dynaamisiin suureisiin. Tutkittujen ra- kenteiden alimmat ominaistaajuudet kasvoivat väliseinien asennuksen jälkeen 11,5–30 % riippuen väliseinän jäykkyydestä, asemoinnista ja koosta. Taajuuksia vastaavat suurimmat kiihtyvyyskomponentit pienenivät n. 33–75 % ja vaimennussuhteet kasvoivat n. 10–80 % tilanteesta riippuen. Saadut tulokset vastasivat hyvin vanhemmissa tutkimuksissa esitet- tyjä.

Timber construction has become increasingly more common in Finland during recent years. Reasons for transition include for example climate change and new wooden products in the market, such as CLT and LVL. Timber as a construction material is much lighter than more traditional materials like concrete and steel, which makes it exposed to structural vibration more easily compared to steel and concrete structures. Influences of vibration are emphasized especially in horizontal structures, such as beam -and plate structures. In this thesis influences of secondary non-load bearing partition walls to CLT-plate struc- tures vibrational and dynamic properties were examined. Objective of the study was to es- tablish how non-load bearing partition walls influence on fundamental natural frequencies, acceleration amplitudes corresponding to frequencies and on the damping ratio of CLT- plates and would it be possible to take these walls into account already in design phase of the building. The study was executed by implementing experimental methods in addition to which a lit- erature review was carried out in order to familiarize to relevant background information and to existing studies about the subject. For the execution of the study, three reference cases were found, which were all CLT-structured buildings. Dynamic behaviour of the floors of the reference cases consisting of CLT were examined with accelerometers. Dy- namic excitation was caused for the floors by walking on them. Measurements of the study were carried out before and after the partition walls were built in order to analyze the effects of partition walls to the dynamic properties of the CLT-plates. According to the data collected form the measurements secondary partition walls have in general, positive influence on the studied dynamic properties of the plate structures. Fun- damental natural frequencies of the floor increased 11,5–30 % after the installation of the partitions, depending on the stiffness, location and size of the wall. Acceleration amplitudes corresponding to the frequencies decreased 33–75 % and damping ratios increased approx- imately 10–80 % depending on the situation. Results obtained within the study corre- sponded to the ones presented in previous studies made from the subject.

Description

Supervisor

Niiranen, Jarkko

Thesis advisor

Jalli, Jyrki

Keywords

CLT, värähtely, puurakentaminen, sekundääristet raketneet, väliseinät, ominaistaajuus

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202108298517

Collections

[dipl] Insinööritieteiden korkeakoulu / ENG