Lämpörankaprofiilin mitoitus seinärakenteessa
Jaakkola, Joonas (2018)
Jaakkola, Joonas
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2018
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201804034032
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201804034032
Tiivistelmä
Tässä insinöörityössä tutkittiin kylmämuovaamalla valmistettua teräsohutlevyrankaa, jonka uuma on rei’itetty. Rei’ityksen tarkoituksena on vähentää lämmönjohtumista profiilin lävitse. Tutkimuksen profiili toimi eriste-elementtiseinäjärjestelmässä vaakasuuntaisena sekundaarikannattimena, joka vastaanottaa ja siirtää kuormaa pystysuuntaisille primaarikannattimille. Rangat mitoitettiin huomioiden ainoastaan vaakakuorma, joka on tuulikuorma. Tuulikuorma aiheutti normaali tilanteessa toiseen laippaan puristusta ja toiseen vetoa, kyseessä oli siis taivutettu rakenne.
Tutkimus keskittyi soveltamaan Eurokoodia 3 mitoitukseen. Lisäksi merkittävässä osassa oli uuman rei’ityksen huomioiminen laskennassa siihen erikoistuneella mitoitusmenetelmällä. Laskennallisen tutkimuksen lisäksi insinöörityöhön sisältyy kirjallinen osuus sekä FEM-laskenta osuus, jonka tarkoituksena on varmentaa käsinlaskennan tuloksia. Insinöörityön päättymisen jälkeen rakenteelle tehdään kolmannen osapuolen toimesta asianmukaiset kuormituskokeet.
Tutkimuksessa laskettiin teholliset poikkileikkaussuureet ja mitoitettiin profiili kolmella eri ainepaksuudella. Kuormitustilanteita varioitiin useissa eri tapauksissa. Käytännössä tämä tarkoittaa, että tuulikuorman laskennassa käytettiin useita eri rakennuksen sijoituspaikkoja sekä dimensioita. Lisäksi tarkasteltiin maksimijännevälejä, jotka profiileilla voitiin toteuttaa. Insinöörityössä toteutettiin yli 60 toisistaan eroavaa laskelmaa. Profiilin poikkileikkauksen muoto oli määritelty tutkimuksen alkaessa aiempien tutkimusten ja tuotekehityksen perusteella.
Insinöörityössä verrattiin saatuja käsinlaskennan tuloksia FEM-laskennan tuloksiin ja todettiin laskennan korreloivan hyvin FEM-laskentaa. Tämän perusteella voitiin todeta mitoituksen onnistuneen hyvin, lisäksi myös työlle asetetut tavoitteet katsottiin saavutetuksi.
Tuloksena saatiin seinäjärjestelmään ja tuotantoon soveltuva vaakasuuntaisesti asennettava lämpörankaprofiili, lukuisia laskupohjia ja kirjallinen raportti. Tutkimuksen lämpörankaprofiili soveltuu mekaanisentarkastelun perusteella käytettäväksi työssä esitellyillä reunaehdoilla.
Tutkimus keskittyi soveltamaan Eurokoodia 3 mitoitukseen. Lisäksi merkittävässä osassa oli uuman rei’ityksen huomioiminen laskennassa siihen erikoistuneella mitoitusmenetelmällä. Laskennallisen tutkimuksen lisäksi insinöörityöhön sisältyy kirjallinen osuus sekä FEM-laskenta osuus, jonka tarkoituksena on varmentaa käsinlaskennan tuloksia. Insinöörityön päättymisen jälkeen rakenteelle tehdään kolmannen osapuolen toimesta asianmukaiset kuormituskokeet.
Tutkimuksessa laskettiin teholliset poikkileikkaussuureet ja mitoitettiin profiili kolmella eri ainepaksuudella. Kuormitustilanteita varioitiin useissa eri tapauksissa. Käytännössä tämä tarkoittaa, että tuulikuorman laskennassa käytettiin useita eri rakennuksen sijoituspaikkoja sekä dimensioita. Lisäksi tarkasteltiin maksimijännevälejä, jotka profiileilla voitiin toteuttaa. Insinöörityössä toteutettiin yli 60 toisistaan eroavaa laskelmaa. Profiilin poikkileikkauksen muoto oli määritelty tutkimuksen alkaessa aiempien tutkimusten ja tuotekehityksen perusteella.
Insinöörityössä verrattiin saatuja käsinlaskennan tuloksia FEM-laskennan tuloksiin ja todettiin laskennan korreloivan hyvin FEM-laskentaa. Tämän perusteella voitiin todeta mitoituksen onnistuneen hyvin, lisäksi myös työlle asetetut tavoitteet katsottiin saavutetuksi.
Tuloksena saatiin seinäjärjestelmään ja tuotantoon soveltuva vaakasuuntaisesti asennettava lämpörankaprofiili, lukuisia laskupohjia ja kirjallinen raportti. Tutkimuksen lämpörankaprofiili soveltuu mekaanisentarkastelun perusteella käytettäväksi työssä esitellyillä reunaehdoilla.