Rakennuksen alapuolisen jälkijännitetyn pysäköintihallin pilarilaatan suunnittelu epäsäännöllisesti sijoitetuille pilareille
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
2021-08-23
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Building Technology (CIV)
Language
fi
Pages
80+33
Series
Abstract
Epäsäännöllinen pilarijaottelu on yleinen maanalaisten pysäköintihallien jälkijännitetyssä pilarilaatassa, sillä pilareiden paikat määräytyvät autopaikkojen, ajojärjestelyiden ja hallin geometrian mukaan. Epäsäännöllisyys vaikuttaa pilarilaatan staattiseen toimintaan ja edellyttää sen huomioon ottamista laatan analysoinnissa. Vaikka epäsäännöllistä pilarisijoittelua käytetään pysäköintihallien pilarilaatoissa, ei raja-arvoja säännöllisyydelle ja epäsäännöllisyydelle ole määritetty. Suunnittelun luonnosvaiheessa on tärkeää arvioida, millaista epäsäännöllisyyttä pilareiden sijoittelussa ja pilareiden keskinäisille etäisyyksille voidaan hyväksyä. Työn tavoitteena oli tarkastella rajaa säännöllisen ja epäsäännöllisen pilarilaatan välillä, jolloin tiedetään jälkijännitetyn pilarilaatan suunnittelun haastavuustaso heti luonnosvaiheessa. Samalla selvitettiin tekijöitä, joihin epäsäännöllinen pilarisijoittelu vaikuttaa eniten. Diplomityö koostuu kahdesta osasta. Ensimmäisessä osassa luotiin kirjallisuuskatsauksella näkemys pilarilaatan analysoimiseen ja jälkijännityksen suunnitteluun vaikuttaviin tekijöihin maanalaisessa pysäköintihallissa. Tutkimuksen toisessa osassa simuloitiin numeerisesti elementtimenetelmällä pilarilaattarakenteita ja tarkasteltiin pilarisiirtojen vaikutusta laatan staattiseen toimintaan. Laskentamallien perusteella tarkasteltiin laatan mitoituskaistojen muodostamista ja jänteiden suunnittelua pilarilaatoissa. Tutkimuksessa havaittiin, että jälkijännitetyssä pilarilaatassa mitoituskaistojen, jänteiden ja lävistyksen suunnitteluun tulee kiinnittää erityistä huomiota epäsäännöllisissä tapauksissa. Pilarilaatassa säännöllisen ja epäsäännöllisen pilarisijoittelun rajana voidaan pitää 13 prosenttia jännevälin pituudesta. Kun yksittäisten pilareiden muutokset pilarilinjoilla ylittävät rajan, on kaistojen muodostamista ja jänteiden optimointia on tarkasteltava tarkemmin kuin säännöllisessä pilarisijoittelussa. Kun käytetään jänteitä, jotka ovat vaaka- ja pystysuuntaan kaarevia, voidaan jänteillä mukailla mitoituskaistojen muotoja, jolloin jännemäärät vähenevät. Epäsäännöllisessä pilarisijoittelussa muodostuvan mitoituskaistan mukaan sijoitetut pysty- ja vaakasuuntaan kaarevat jänteet edellyttävät säännöllistä sijoittelua enemmän suunnittelua, koska jännegeometrian ja -häviöiden määrittäminen vaatii tarkempaa laskentaa. Kulmanmuutoksista aiheutuvat kitkahäviöt kasvavat jopa yli 10 % jännevoimasta käytettäessä jänteitä, jotka ovat kaarevia laatan pysty- ja vaakaprojektioissa, joten jänteiden geometriaa ja tarpeellisuutta on tarkasteltava tilannekohtaisesti.The use of irregular column configuration in post-tensioned flat slabs of underground parking halls is common because the layout of columns is defined by parking places and the dimensions of the parking hall. As an irregular column layout influences the statics of the flat slab, it affects the design of slab and its post-tensioning. Although irregular column configuration is currently widely in use, it is not well-defined when the irregular-ity should be considered in the design. Locations of columns and spans between them are important to estimate at the preliminary phase of the project. The purpose of this thesis was to analyze effects of the column movements affecting on the design of post-tensioned flat slabs. The research goal was to find the basis for naming the column configuration either regular or irregular. The factors affecting the design of unbonded tendons were also evaluated. This master’s thesis consists of two main parts. The first part is the literature review which investigates the factors affecting the analysis of the flat slab and the design of the tendons. In the second part, flat slabs are simulated numerically using the finite element method. The design strips and tendon design were investigated based on the structural models made. The study finds that the boundary between regular and irregular column layouts is approximately a movement of 13 % of the span length. When the movements of a single column exceeded that limit value, the irregularity affects the design of tendon geometry and reinforcement. If the geometry of tendon is curved vertically and horizontally the tendons can be adapted to the shape of strips and the amounts of tendons are reduced. However, it requires a precise definition of tendon geometry. Especially, the losses caused by angular change were observed to increase about 10 % of the tendon force with laterally curved tendons compared to the tendons curved on vertical plan along the span only.Description
Supervisor
Puttonen, JariThesis advisor
Rehman, ZiaurNakari, Tarja
Keywords
pilarilaatta, jälkijännitetty pilarilaatta, pilareiden epäsäännöllinen sijoittelu, vaakasuuntaan kaarevat jänteet