Uumarei'itetty teräsranka alapohjan kantavana rakenteena pientaloissa
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Ask about the availability of the thesis by sending email to the Aalto University Learning Centre oppimiskeskus@aalto.fi
Authors
Date
2017-03-20
Department
Major/Subject
Rakennetekniikka
Mcode
R3001
Degree programme
Rakenne- ja rakennustuotantotekniikan koulutusohjelma
Language
fi
Pages
98 + 40
Series
Abstract
Uumarei'itettyä teräsrankaa, eli termorankaa, käytetään pääsääntöisesti seinien kantavana rakenteena pystysuuntaista kuormitusta vastaan. Termorankojen käyttämisestä vaakarakenteina ei ole vakiintuneita suunnitteluohjeita tai -käytäntöjä. Tässä diplomityössä tutkittiin termorankaa alapohjan kantavana rakenteena. Tutkimuksen päätavoitteena oli kehittää termorankarakenne, joka soveltuu tuulettuvan alapohjan kantavaksi rakenteeksi. Tutkimuksen toinen pääpaino oli soveltaa Euro-koodi 3:n osan 1-3 asettamia suunnittelua koskevia vaatimuksia uumarei'itetylle kylmämuovaamalla valmistetulle teräsrangalle. Tutkimuksessa osoittautui sopivimmaksi alapohjan kantavaksi rakenteeksi C- ja U-profiileista ruuvaamalla valmistettu kotelopalkkirakenne, jonka sisäosa on eristetty XPS-eristeellä. Ruuvatuille kotelopalkeille suoritettiin vetokoesarjat standardin SFS-EN ISO 6892-1:2016 mukaisesti sekä kuusipistetaivutuskokeena hyväksyntäkoe, lujuuskoe ja prototyypin taivutusmurtokoe standardin SFS-EN 1993-1-3 mukaisesti. Saatuja koetuloksia verrattiin laskettuihin kestävyyden mitoitusarvoihin. Rankojen laskennalliset kestävyyden mitoitusarvot määritettiin soveltamalla Eurokoodi 3:n osaa 1-3 sekä pohjoisamerikkalaisia suunnitteluohjeita ja alan tieteellistä tutkimusta. Tutkimustulosten perusteella kestävyyden laskennalliset mitoitusarvot vastasivat noin 1-9 % tarkkuudella koekappaleiden Eurokoodi 3:n osan 1-3 mukaisesti muunnettuja koetulosten keskiarvoja, kuitenkaan yliarvioimatta niitä. Tutkimustulosten valossa voitiin todeta, että tutkimuksessa käytettyjen C- ja U-profiileista ruuvaamalla valmistettujen kotelopalkkien, joiden ruuvijako ala- ja ylälaipoissa on maksimissaan 600 mm, taivutuskestävyyden arvo vastaa osiensa taivutuskestävyyden summaa. Tässä työssä kehitetty ja tutkittu ruuvattu kotelopalkki soveltuu mekaanisen kestävyytensä puolesta pientalon tuulettuvan alapohjan kantavaksi rakenteeksi työssä esitetyillä reunaehdoilla.Slotted steel studs or so called thermal studs are used as load-bearing structures in vertical structures and against compressive force. Other names for slotted steel studs are: slotted light-gauge studs, perforated steel studs and thermal steel purlin. Design guides or practices for the utilization of thermal studs as horizontal structures have not been established. Thermal studs as load-bearing structures of base floors were investigated in this master's thesis. The main objective of this thesis, was developing a load-bearing thermal steel stud structure for ventilated founda-tions. The second objective was to apply the Eurocode 3 part 1-3 design requirements for slotted light-gauge studs. As a result of the research and development, built-up box sections were investigated for base floor load bearing structures. The built-up box sections were made of a C-section nested with an U-section and fastened with self-drilling screws. The inside of the built-up box section was filled with XPS insulation. Tensile testing was performed according to the testing requirements given in the standard SFS-EN ISO 6892-1:2016.The built-up box sections were tested using the testing procedures given in the standard SFS-EN 1993-1-3. The cross-section bending test was performed using a six-point bending test. The test results were compared with the calculated resistance values, which were calculated applying Eurocode 3 part 1-3 along with North-American design guides and the studies in the field of slotted steel studs. Based on the bending test results, the calculated design values corresponded with 1-9 % accuracy to the mean values of the adjusted test results, without overestimating them. In addition, it was concluded that the flexural strengths of the studied built-up box sections, with screw spacing no more than 600 mm, are the sum of the nominal strengths of the C-section and the U-section. The built-up box sections studied in this thesis, are suitable by their mechanical properties for load-bearing structures of base-floors in small residential houses with the same boundary conditions as applied in this thesis.Description
Supervisor
Puttonen, JariThesis advisor
Laine, MarkkuKeywords
uumarei'itetty teräsranka, termoranka, ruuvattu kotelopalkki, rossipohja, taivutusvääntönurjahdus, lommahdus