Teräsbetonipilarin EN:n mukainen mitoitus : Robot Structural Analysis Professional 2012 - ohjelmalla
Marttinen, Pasi (2012)
Marttinen, Pasi
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2012
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201204255061
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201204255061
Tiivistelmä
Tämä insinöörityö tehtiin rakennesuunnitteluun erikoistuneeseen insinööritoimistoon Finnmap Consulting Oy. Työ toteutettiin keväällä 2012 yrityksen teollisuusrakennusosastolla Itä-Pasilassa.
Rakenneosien suunnittelussa käytettäviä ohjelmia on monia. Tämän insinöörityön tarkoituksena oli selvittää Robot Structural Analysis 2012 - ohjelman käyttöä teräsbetonipilarin mitoituksessa. Tällä hetkellä teräsbetonipilarin mitoitus toteutetaan suunnittelijasta riippuen eri menetelmällä ja ohjelmalla. Osana tätä työtä toteutettiin työohje, josta selviää RSA - ohjelmalla huomioon otettavat asiat mitoitettaessa teräsbetonipilaria.
Mitoitus tehtiin EN 1992-1-1 mukaan. Toisen kertaluvun laskennassa käytettiin nimellisen kaarevuuden menetelmää ja nimellisen jäykkyyden menetelmää. Vino taivutus tarkasteltiin EN2:n mukaan yleisellä menetelmällä sekä yksinkertaistetulla menetelmällä. Näin pyrittiin saamaan vertailukelpoista tietoa eri menetelmien mukaan tehtyihin mitoitustuloksiin.
Työssä tutkittiin kolmea eri tapausta: yhteen suuntaan taivutettua pilaria, pilaria johon kohdistuu vinoa taivutusta sekä monikerrospilaria johon kohdistuu vinoa taivutusta. Vertailulaskelmissa laskettiin jokaisesta tapauksesta yksi pilari, jotta varmistuttiin laskentamallin todenmukaisuudesta. Ohjelmalla tutkittiin eri pituuden omaavia pilareita, jotta saatiin selville pituuden ja sen kautta hoikkuusluvun vaikutus pilarin mitoitusmenetelmiin.
Tuloksista huomattiin, että mitä suuremmaksi pilarin hoikkuusluku kasvoi, sitä suurempi poikkeama nimellisen kaarevuuden ja nimellisen jäykkyyden menetelmien antamissa mitoitusmomenteissa esiintyi. Jos taivutusta esiintyi vain toisen akselin suhteen, ei poikkeama kasvanut merkittäväksi, mutta vinon taivutuksen tapauksessa ero oli huomattava ja pahimmillaan se kyseenalaisti menetelmän luotettavuuden. Nimellisen kaarevuuden menetelmällä päädyttiin jokaisessa tarkastellussa tapauksessa suurempiin mitoitusmomentteihin. Vinon taivutuksen huomiointi yksinkertaistetulla menetelmällä kasvatti vaadittavaa raudoitusalaa parhaimmillaan 20 %. Tämän takia on suositeltavaa mitoittaa yleisellä menetelmällä, jos se on mahdollista.
Rakenneosien suunnittelussa käytettäviä ohjelmia on monia. Tämän insinöörityön tarkoituksena oli selvittää Robot Structural Analysis 2012 - ohjelman käyttöä teräsbetonipilarin mitoituksessa. Tällä hetkellä teräsbetonipilarin mitoitus toteutetaan suunnittelijasta riippuen eri menetelmällä ja ohjelmalla. Osana tätä työtä toteutettiin työohje, josta selviää RSA - ohjelmalla huomioon otettavat asiat mitoitettaessa teräsbetonipilaria.
Mitoitus tehtiin EN 1992-1-1 mukaan. Toisen kertaluvun laskennassa käytettiin nimellisen kaarevuuden menetelmää ja nimellisen jäykkyyden menetelmää. Vino taivutus tarkasteltiin EN2:n mukaan yleisellä menetelmällä sekä yksinkertaistetulla menetelmällä. Näin pyrittiin saamaan vertailukelpoista tietoa eri menetelmien mukaan tehtyihin mitoitustuloksiin.
Työssä tutkittiin kolmea eri tapausta: yhteen suuntaan taivutettua pilaria, pilaria johon kohdistuu vinoa taivutusta sekä monikerrospilaria johon kohdistuu vinoa taivutusta. Vertailulaskelmissa laskettiin jokaisesta tapauksesta yksi pilari, jotta varmistuttiin laskentamallin todenmukaisuudesta. Ohjelmalla tutkittiin eri pituuden omaavia pilareita, jotta saatiin selville pituuden ja sen kautta hoikkuusluvun vaikutus pilarin mitoitusmenetelmiin.
Tuloksista huomattiin, että mitä suuremmaksi pilarin hoikkuusluku kasvoi, sitä suurempi poikkeama nimellisen kaarevuuden ja nimellisen jäykkyyden menetelmien antamissa mitoitusmomenteissa esiintyi. Jos taivutusta esiintyi vain toisen akselin suhteen, ei poikkeama kasvanut merkittäväksi, mutta vinon taivutuksen tapauksessa ero oli huomattava ja pahimmillaan se kyseenalaisti menetelmän luotettavuuden. Nimellisen kaarevuuden menetelmällä päädyttiin jokaisessa tarkastellussa tapauksessa suurempiin mitoitusmomentteihin. Vinon taivutuksen huomiointi yksinkertaistetulla menetelmällä kasvatti vaadittavaa raudoitusalaa parhaimmillaan 20 %. Tämän takia on suositeltavaa mitoittaa yleisellä menetelmällä, jos se on mahdollista.