Source: http://docplayer.fi/40434418-Esimerkki-7-hallin-2-nr-ristikkoylapohjan-jaykistys.html
Timestamp: 2020-01-26 23:28:03+00:00
Document Index: 5904109

Matched Legal Cases: ['kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ']

ESIMERKKI 7: Hallin 2 NR-ristikkoyläpohjan jäykistys - PDF Free Download
Download "ESIMERKKI 7: Hallin 2 NR-ristikkoyläpohjan jäykistys"
1 ESIMERKKI 7: Hallin 2 NR-ristikkoyläpohjan jäykistys Perustietoja - Yläpaarteen taso jäykistetään yläpaarteiden väliin asennettavilla vaakasuuntaisilla NRjäykisteristikoilla. - Vesikatteen ruoteet siirtävät vaakakuormat yläpaarteiden välissä oleville NR-jäykisteristikoille. - Yläpaarteen tasosta kuormat siirretään alapaarteen tasoon NR-pukeilla. - Yläpaarteen taso jäykistetään alakaton vinolaudoituksella (voitaisiin jäykistää myös levyjäykistyksellä). Halli 2 102
2 Esimerkki 7 Mitoitetaan hallin 2 NR-ristikkoyläpohjan jäykistys. Tässä esimerkissä on tarkoitus keskittyä esittämään NR-ristikkoyläpohjan jäykistyksen suunnittelua, joten hallin muu jäykistys jätetään vähemmälle huomiolle. Seinien levyjäykistys esitellään ohjeessa EC 5 Sovelluslaskelmat - Asuinrakennus, joten tässä esimerkissä ei käsitellä seinien levyjäykistystä. Tarkempia ohjeita NR-ristikkorakenteiden jäykistyksestä on esitetty ohjeessa RIL Yläpohjan kuormat g k1 = 0,3 kn/m 2 q k1 = 2,4 kn/m 2 q k2 = 4,6 kn/m 2 yläpohja yleensä lumikuorma katolla yleensä lumikuorman kinostuma katolla 4,6 m:n matkalla Tuulikuorma q p (z) = 0,58 kn/m 2 nopeuspaine Kuormitusyhdistelmät Tässä esimerkissä käsitellään seuraavat kuormitusyhdistelmät. K FI = 1,0 Kuormitusyhdistelmä murtorajatilassa (hetkellinen aikaluokka) 103
3 K FI = 1,0 Kuormitusyhdistelmä murtorajatilassa (keskipitkä aikaluokka) K FI = 1,0 Kuormitusyhdistelmä murtorajatilassa (hetkellinen aikaluokka) 104
4 Jäykisteiden kuormat Päätykolmion tuulikuorma alapaarteen tasossa Päätykolmion tuulikuormasta puolet menee yläpaarteen tasoon ja puolet alapaarteen tasoon. Kattoristikon keskimääräinen korkeus h m =1575 mm. Päätyseinän tuulikuorma alapaarteen tasossa h= Päätyseinän tuulikuormasta puolet menee alapaarteen tasoon ja puolet perustuksille. 105
5 Alapaarteen tason tuulikuorma Alapaarteen tasossa oleva tuulikuorma koostuu päätykolmion ja päätyseinän tuulikuormasta. q w,k,alap Päätykolmion tuulikuorma yläpaarteen tasossa Päätykolmion tuulikuormasta puolet menee yläpaarteen tasoon ja puolet alapaarteen tasoon. Kattoristikon keskimääräinen korkeus h m =1575 mm. 106
6 Katon kitkan aiheuttama tuulikuorma yläpaarteen tasossa L fr = 29,8-26 = 3,8 m Kitkakuorman vaikutusala min [2b;4h]=min[2 20,1;4 6,5]=26 m q fr,k c fr = 0,04 kitkakerroin profiilipeltikatteelle Yläpaarteen tason tuulikuorma Yläpaarteen tasossa oleva tuulikuorma koostuu päätykolmion ja katon kitkan tuulikuormasta. tuulikuorma yläpaarteen tasossa q w,k,yläp 107
7 Yläpaarteen keskimääräinen puristusvoima omapainosta k = 900 mm kattoristikkojako Kattoristikon keskimääräinen korkeus h m =1575 mm. Yläpaarteen keskimääräinen puristusvoima omapainosta (tihennetty ristikkojako) k = 450 mm kattoristikkojako Kattoristikon keskimääräinen korkeus h m =1575 mm. 108
8 Sisäinen jäykistyskuorma yläpaarteen tasossa omapainosta Jäykistysjärjestelmän jänneväli l on pisin mahdollinen nurjahdusaallon pituus eli tässä tapauksessa lappeen pituus mm. (kaava 9.38) kattoristikoiden määrä jaon k900 alueella kattoristikoiden määrä jaon k450 alueella (kaava 9.37) (kaava 9.37) sisäinen jäykistyskuorma omapainosta Yläpaarteen keskimääräinen puristusvoima lumikuorma k = 900 mm kattoristikkojako kattoristikon pystykuorma normaalin lumikuorma alueella Kattoristikon keskimääräinen korkeus h m =1575 mm. 109
9 Yläpaarteen keskimääräinen puristusvoima kinostuneesta lumikuormasta k = 450 mm ristikkojako kattoristikon pystykuorma lumen kinostuman alueella Kattoristikon keskimääräinen korkeus h m =1575 mm. Sisäinen jäykistyskuorma yläpaarteen tasossa lumikuormasta Jäykistysjärjestelmän jänneväli l on pisin mahdollinen nurjahdusaallon pituus eli tässä tapauksessa lappeen pituus mm. (kaava 9.38) kattoristikoiden lukumäärä normaalin lumikuorman alueella (kaava 9.37) kattoristikoiden lukumäärä lumen kinostuman alueella (kaava 9.37) sisäinen jäykistyskuorma lumikuormasta 110
10 Yläpaarteen tasossa olevien jäykisteiden kokonaiskuorma Tässä esimerkissä yläpaarteen tasoon asennetaan lappeen suuntaiset NR-jäykisteristikot, joita kuormittaa: - yläpaarteiden sisäinen jäykistyskuorma omapainosta - yläpaarteiden sisäinen jäykistyskuorma lumikuormasta - tuulikuorma päätykolmiolta ja katon kitkasta NR-jäykisteristikot mitoittaa ristikkotoimittaja päärakennesuunnittelijan laatimien ristikkokaavioiden perusteella. Jäykistyksen murtorajatilan taipuma saa olla enintään L/500 (L=yläpaarteen pituus), joka merkitään mitoitusehdoksi ristikkokaavioon. Kuormat annetaan NR-suunnittelijalle ominaiskuormina. Tässä esimerkissä kuitenkin tehdään kuormitusyhdistelmät, jolloin saadaan NR-jäykisteristikoille jakautuva murtorajatilan kokonaiskuorma p d,jäykiste ja tätä kautta NR-pukeille tulevat kuormat. KY 7 (hetkellinen aikaluokka) KY 10 (keskipitkä aikaluokka) KY 13 (hetkellinen aikaluokka) 111
11 NR-jäykisteristikon ja NR-pukkien kuormat murtorajatilassa Tässä esimerkissä yläpohjassa on neljä alla olevan kuvan mukaista jäykistesysteemiä peräkkäin, joten kokonaiskuorma p d,jäykiste jakaantuu niille tasan. Seuraavassa käsitellään yhtä jäykistesysteemiä, jota kuormittaa p d,jäykiste1. F d,2 F d,1 k=10100 F d,1 F d,1 NR-pukki 1 P d,jäykiste1 NR-pukki 2 F d,1 NR-jäykisteristikko KY 7 (hetkellinen aikaluokka) KY 10 (keskipitkä aikaluokka) KY 13 (hetkellinen aikaluokka) 112
12 Yläpaarteiden sisäistä jäykistyskuormaa ei tarvitse viedä NR-pukeille vaan se voidaan palauttaa yläpaarteelle. NR-pukeille viedään ainoastaan ulkoiset kuormat eli päätykolmion tuulikuorma ja katon kitkan aiheuttama tuulikuorma. Sisäinen jäykistyskuorma voidaan palauttaa tukipisteiden kohdalla (tässä tapauksessa NR-pukkien kohdalla) yläpaarteelle esimerkiksi lisäruoteiden välityksellä. Tässä tapauksessa ruoteen ja kattoristikon liitokseen mahtuu 6 kpl 2,8x75 kokoisia nauloja. Tällaisen liitoksen leikkausvoimakestävyys R d,liitos =2,64 kn (keskipitkä aikaluokka). Käytetään tätä liitosta lisäruoteiden kiinnityksessä, jolloin lisäruoteiden määrä NR-pukkien kohdalla saadaan seuraavasti: KY 10 (keskipitkä aikaluokka) Laitetaan NR-pukkien kohdalle kahteen vakioruodeväliin (k300) kaksi lisäruodetta. 113
13 Ruoteiden kiinnitys yksittäiseen kattoristikkoon Oletetaan, että NR-suunnittelija on mitoittanut kattoristikot ruodejaon k600 mukaan. Tämä on se ruodejako, jonka yläpaarre tarvitsee nurjahdustuennan takia. Käytännössä katteen vaatima ruodejako on kuitenkin k300, joten tihennetty ruodejako voidaan huomioida ruoteiden ja niiden liitosten mitoituksessa. Normaalin lumikuorman alueella KY 10 (keskipitkä aikaluokka) (kaava 9.35) Kinostuneen lumikuorman alueella KY 10 (keskipitkä aikaluokka) kaava 9.35) 114
14 Voima F d,600 tulee siitä, että yläpaarre pyrkiin nurjahtamaan S-nurjahdusmuotoon yläpaarteen mahdollisen alkukäyryyden takia. Voimaa F d,600 ei tarvitse kerryttää jäykisteristikoille, koska ruodevälillä ristikkokohtaisesti yläpaarteen jäykistävänä rakenteena toimii myös tuuletuslauta ja profiilipelti. Lisäksi mahdollinen alkukäyryys eri ristikoissa voi olla eri suuntiin ja lappeen eri kohdissa. Edellisessä laskelmassa voimat F d,600 jaettiin tasaisesti kaikille ruoteille (ruodejako k300), jolloin kaikki ruoteet ovat sivuttaistuennan kannalta toimivia. Näin ollen kattoristikon liitos tuuletuslautaan ja ruoteeseen mitoitetaan tässä tapauksessa voimalle F d,ruode = 1,15 kn. Lisäksi tulee tarkastaa, että kyseisten liitosten tartuntakestävyys on riittävä tuulikuormille. Ruoteiden kiinnitys NR-jäykisteristikkoon Tarkastellaan NR-jäykisteristikon vieressä olevaa kattoristikkoa, josta jäykistyskuorma siirtyy NRjäykisteristikolle yläpaarteen ja NR-jäykisteristikon välisen kontaktiliitoksen välityksellä. KY 10 (keskipitkä aikaluokka) k = 300 mm ruodejako (yhden NR-jäykisteristikon kuorma) Ruoteiden kiinnitys NR-jäykisteristikoiden vieressä oleviin kattoristikoihin mitoitetaan tässä tapauksessa voimalle F d,ruode,jäykiste = 0,63 kn. 115
15 Ruoteiden nurjahdus- ja vetokestävyys Ruoteiden nurjahdus- ja vetokestävyys tulee tarkastaa. Ruoteiden suurimmat puristus- ja vetovoimat ovat jäykisteyksiköiden kohdalla. Joissakin tapauksissa yksittäinen kattoristikon tuenta (S-nurjahdusmuoto) saattaa aiheuttaa ruoteisiin edellistä suuremman puristus- tai vetovoiman. KY 10 (keskipitkä aikaluokka) Ruodevoima jäykisteyksikön kohdalla k = 300 mm n jäykiste,1 = 2 ruodejako vierekkäisten NR-jäykisteristikoiden määrä yhdessä jäykisteyksikössä (yhden NR-jäykisteristikon kuorma) KY 10 (keskipitkä aikaluokka) Ruodevoima yksittäisen kattoristikon S-nurjahdusmuodosta ks. kohta Ruoteiden kiinnitys yksittäiseen kattoristikkoon Ruoteiden nurjahdus- ja vetokestävyys mitoitetaan tässä tapauksessa voimalle N d,ruode = ± 1,26 kn. Lisäksi mitoituksessa tulee huomioida lumikuorman aiheuttama taivutusrasitus (N + M yhteisvaikutus). 116
16 Ruoteiden jatkokset Tässä esimerkissä ruoteiden jatkokset tulee mitoittaa edellä määritetylle voimalle N d,ruode = 1,26 kn. Ruoteiden jatkokset voidaan tehdä seuraavilla vaihtoehdoilla. Vaihtoehto 1: erillinen jatkosruode Vaihtoehto 2: limitetyt ruoteet 117
17 Yläpaarteen tasosta kuormat tuodaan alapaarteen tasoon NR-pukeilla. NR-pukit kiinnitetään kattoristikoihin, joten niihin tulee varata pystysauva NR-pukin kohdalle, johon NR-pukki saadaan luotettavasti kiinnitettyä. NR-pukit aiheuttavat kattoristikoihin pistekuormia, jotka tulee huomioida kattoristikoiden mitoituksessa. NR-suunnittelijalle kuormat tulee ilmoittaa ominaiskuormina, mutta selvyyden vuoksi tässä esimerkissä NR-pukkien ulkoiset kuormat esitetään murtorajatilassa. n jäykiste,1 = 2 NR-pukkeihin liitettävien NR-jäykisteristikoiden määrä yhdessä jäykisteyksikössä KY 7 (hetkellinen aikaluokka) tuulikuorman aiheuttama tukireaktio NR-jäykisteristikon päässä KY 13 (hetkellinen aikaluokka) tuulikuorman aiheuttama tukireaktio NR-jäykisteristikon päässä NR-pukit ovat ulkoseinän päällä, joten ulkoiset kuormat A1 d ja B1 d eivät tule rasittamaan kattoristikkoa. NR-pukit kiinnitetään seinän päälle voimalle F1 d ja kattoristikkoihin voimalle A1 d (=B1 d ). Tässä tapauksessa NR-pukkien liitokset mitoitetaan kuormitusyhdistelmälle
18 n jäykiste,1 = 4 NR-pukkeihin liitettävien NR-jäykisteristikoiden määrä yhdessä jäykisteyksikössä KY 7 (hetkellinen aikaluokka) tuulikuorman aiheuttama tukireaktio NR-jäykisteristikon päässä KY 13 (hetkellinen aikaluokka) tuulikuorman aiheuttama tukireaktio NR-jäykisteristikon päässä NR-pukit ovat harjan kohdalla, joten ulkoiset kuormat A2 d ja B2 d tulevat rasittamaan kattoristikkoa. NR-pukit kiinnitetään alakaton jäykistysrakenteisiin voimalle F2 d ja kattoristikkoihin voimalle A2 d (=B2 d ). Tässä tapauksessa NR-pukkien liitokset mitoitetaan kuormitusyhdistelmälle
19 Alakaton vinolaudoituksen kuormat Tässä esimerkissä alaparteen tason jäykisteeksi asennetaan vinolaudoitus, jota kuormittaa: - tuulikuorma päätykolmiolta ja päätyseinältä - tuulikuorma harjan kohdalla olevilta NR-pukeilta KY 7 (hetkellinen aikaluokka) Tuulikuorma alapaarteen tasossa Tuulikuorma NR-pukeilta n jäykisteyksikkö = 2 jäykisteyksiköiden määrä harjan kohdalla KY 13 (hetkellinen aikaluokka) Tuulikuorma alapaarteen tasossa Tuulikuorma NR-pukeilta n jäykisteyksikkö = 2 jäykisteyksiköiden määrä harjan kohdalla Alakaton vinolaudoituksen leikkausvoima KY 7 (hetkellinen aikaluokka) V d NR-pukkien linjalle alapaarteen väliin asennetaan soirot, joihin vinolaudoitus kiinnitetään. Tämä soirolinja jakaa NR-pukkien tukireaktiot tasaisesti koko vinolaudoitukselle. Vinolaudoitus L = F d,alap 120 P d,tuuli,alap V d
20 Vinolaudoituksen puristuskestävyys KY 7 (hetkellinen aikaluokka) Alapaarteen alapintaan tehdään vinolaudoitus C14 28x125 k500. Laudat naulataan ristikoiden alapaarteen alapuolelle 45 asteen kulmaan siten, että vinolaudoitus on symmetrinen katon harjalinjan suhteen. b = 125 mm laudan leveys h = 28 mm laudan paksuus A = 3500 mm 2 laudan poikkileikkausala f c,0,k = 16,0 N/mm 2 puristuslujuus syysuuntaan E 0,05 = 4700 N/mm 2 kimmomoduuli γ M = 1,4 materiaalin osavarmuusluku (taulukko 2.10) Hoikkuusluku (taulukko 6.1S) (kaava S) Muunnettu hoikkuusluku k z -kerroin β c = 0,2 alkukäyryydestä riippuva kerroin sahatavaralle (kaava 6.29) (kaava 6.28) 121
21 Nurjahduskerroin kc,z (kaava 6.26) Puristuslujuus k mod = 1,1 (taulukko 3.1) Puristuskestävyys Vinolaudoituksen kestävyys leikkausvoimalle V d vinolaudoituksen nurjahduskestävyyden perusteella k = 500 mm s = 707 mm L = mm α = 45 vinolaudoituksen k-jako vinolaudoituksen k-jako ulkoseinän suunnassa ulkoseinän pituus vinolaudoituksen kulma ulkoseinään nähden Mitoitusehto 122 Käyttöaste 19 % OK kestää
22 Vinolaudoituksen naulauksen kestävyys KY 7 (hetkellinen aikaluokka) Naulan leikkauskestävyys (kaava 8.5.5S) Pyöreillä sileillä nauloilla k t < 1,1 -> k t =1,1 k mod = 1,1 (taulukko 3.1) γ M = 1,4 Vinolaudoituksen kestävyys leikkausvoimalle V d vinolaudoituksen naulauksen perusteella Vinolaudoitus kiinnitetään seiniin ja kattoristikoiden alapaarteisiin pyöreillä nauloilla 3,1x90;3 kpl / lauta k = 500 mm s = 707 mm L = mm α = 45 d = 3,1 mm n = 3 l = 90 mm vinolaudoituksen k-jako vinolaudoituksen k-jako ulkoseinän suunnassa ulkoseinän pituus vinolaudoituksen kulma ulkoseinään nähden naulan halkaisija naulojen määrä / vinolauta naulan pituus 123
23 Vinolaudan naulauksen kestävyys laudan suunnassa Mitoitusehto Käyttöaste 42 % OK kestää HUOMIO! Vinolautojen jatkokset tulee mitoittaa voimalle N d. Vinolaudan naulauksen kestävyys laudan suunnassa Mitoitusehto Käyttöaste 30 % OK kestää Yläpaarteen nurjahdustuennan jousijäykkyys Tarkastetaan yläpaarteen nurjahdustuennan jousijäykkyys RIL kohdan mukaisesti. Vaatimus tuen jousijäykkyydelle N d,yläp = 114,5 kn yläpaarteen puristusvoima KY 10 (normaalin lumikuorman alueella, keskipitkä aikaluokka) a = 600 mm ruodejako, jota on käytetty kattoristikon mitoituksessa Jäykisteyksiköitä kaksi kappaletta, joten vaatimus C 379 N/mm. Siirtymäkerroin yhdelle naulalle 124
24 Siirtymäkerroin ruodeliitokselle Kattoristikko on mitoitettu ruodejaolle k600, mutta käytännössä ruodejako on tässä esimerkissä k300. Näin ollen tässä esimerkissä kaikki ruodelaudat hyödynnetään nurjahdustuennassa. n liitin = 8 naulaa Nurjahdutuentavoiman reitti on alla olevan kuvan mukainen ja se sisältää 8 ruodeliitosta. Oletetaan, että ruoteiden jatkokset ovat 4,5 m:n välein. n liitos = 8 kpl Ehto nurjahdustuen jousijäykkyydelle Esimerkin 7 mitoitustulosten tarkastelu Hallin molempiin päihin tehdään jäykistesysteemit lappeen suuntaisilla NR-jäykisteristikoilla sekä seinien ja harjan kohdalle asennettavilla NR-pukeilla. Alapaarteen tasoon koko yläpohjan alueelle tehdään vinolaudoitus C14 28x100 k500. Vinolautojen päät kiinnitetään seiniin ja kattoristikoiden alapaarteisiin konenauloilla 3,1x90 3 kpl / lauta. 125