STEEL PORTAL FRAME ASSIGNMENT ...RAKENNUSTEKNIIKKA Olli Ilveskoski 30.08.2006 rev2 10.01.2007 378 STEEL PORTAL FRAME ASSIGNMENT Design the steel portal frame with the help of tables

RAKENNUSTEKNIIKKA Olli Ilveskoski 30.08.2006 rev2 10.01.2007

378

STEEL PORTAL FRAME ASSIGNMENT

Design the steel portal frame with the help of tables.

The span of the portal is 15 m, frame- spacing 6m and the height is 5 m.

Make the structural choices and produce the documents: calculations, drawings, specifications…


379

Annex Steel Portal Frame

TERÄSHALLIT - osio Teräshalli-osiossa tarkastellaan vaihtoehtoisia runkojärjestelmiä, laaditaan kuormitus- ja rakennelaskelmia , tehdään tuotemalleja ja suunnitelmia sekä osallistutaan kohteiden valmistukseen ja asennukseen.

RAKENNETEKNIIKKA HAMK/OI

HARJOITUSTYÖ

TERÄSHALLI

Tehtävänä on suunnitella teräshallin runkorakenteet, kun hallin laivan jänneväli on 15m+AA/3, kehäväli 6.0 m ja kehän korkeus ulkoseinällä 5m+ BB/10 m. Lähtötiedot riippuvat alkuarvoista AA=syntymäkuukausi BB=syntymäpäivä. Mitoitus suoritetaan vaihtoehtoisesti RakMK B7 ja EC3 mukaan.

Suunnitelma sisältää seuraavien rakenteiden mitoituksen:

1. Hitsattu ohutuumapalkki

2. Mastojäykistetyn kehän pääpilari P1

3. Päädyn tuulipilari

4. Hallin pituussuuntainen jäykistys

5. Vesikatto-ja seinäorsi ja kantava profiilipelti

6. Liitokset

7. Palomitoitus

8. Ristikon suunnittelu

Hallista piirretään plaani, leikkaus ja rakenneleikkaus.


380

MITOITUS RakMK B7 mukaan

1. HITSATUN OHUTUUMAPALKIN MITOITUS

1.1 LähtöarvotHallin staattisen systeemi on jäykkäkantainen kaksinivelkehä. Hallin pääkannattajana on hitsattu ohutuumapalkki ja vaihtoehtoisesti putkipalkkiristikko.

1.2 Kuormitussuureet

Katon omapaino 0.4 kN/m2Lumikuorma 1.8 kN/m2

1.3 HITSATUN OHUTUUMAPALKIN TH 1 MITOITUS

1.31 ALUSTAVA TAULUKKOMITOITUS:

gk 0.4:= qk 1.8:=

Fk 6 gk qk+( )⋅:= Fk 13.2=

Valitaan RAUTARUUKIN:n taulukosta hitsattu ohutuumapalkki TH 1:16-600-6-14x270

Kuva harjapalkista


381

Kuva: Mallinnettu teräshalli

Kuva: Mallinnettu teräshalli


382

b270 6−( )

2:= t 14:= fy 355:= k 0.426:= E 210000:=

λp 1.05bt

⋅fyk E⋅

⋅:= λp 0.624= 0.71 tfe 14:=

Taivutetun uuman lommahduskerroin on k=24.0

b 936 2 14⋅−( ):= t 6:= ν 0.3:= k 24:= h b:=

σelk π

2⋅ E( )⋅

12 1 ν−( )2⋅

bt

2⋅

:=σel 369.389=

λpfyσel

:= λp 0.98=

he1.0λp

1.01

5 λp⋅−

⋅h2

⋅:= he 368.629=

Tehoton alue hw h:=hw2

he− 85.371= iehw2

he−:=

1.32 Laskentakuormat:

Fd 6 1.2 gk⋅ 1.6 qk⋅+( ):= Fd 20.16=

1.33 Mitoitus taivutukselle:Kokeillaan hitsattua palkkia TH 1:16-600-6-14x270Taivutusmomentin maksimiarvo saadaan kohdassa:

h 600:= L 24500:= H 600L

16 2⋅+:= x

hH

L2

⋅:= x 5.382 103×=

Md x( )L2

Fd⋅ x⋅ x2 Fd2

⋅−:= Md x( ) 1.037 109×= hx h

x16

+:= hx 936.384=

Ohutuumapalkin poikkileikkausarvot kohdassa x = 5382mm:

hf 14:= d 6:= t 14:= b 270:=

A hx hf−( ) d⋅ 2 t⋅ b⋅+:= A 1.309 104×=

Ix dhx 2 t⋅−( )3

12⋅

2 bt3

12⋅

⋅+ 2hx t−( )

2

2⋅ b⋅ t⋅+:= Ix 1.983 109

×=

Tehollinen poikkileikkaus

Puristetun laipan lommahduskerroin k=0.426


383

Ie 1.954 109×=Ie Ix I3−:=Ix 1.983 109×=

I3 2.916 107×=I3 die3

12⋅

hx2

he2

+ie2

+

ypp−

2ie⋅ d⋅+:=

Ie 1.955 109×=Ie Ie1 Ie2+:=Ie2 1.822 109×=Ie1 1.334 108×=

Ie2 ypp y1−( )2 b⋅ t⋅ ypp y2−( )2 hw2

he2

+

d⋅

⋅+ y3 ypp−( )2 he2

⋅ d⋅+ y4 ypp−( )2 b⋅ t⋅+:=

Ie1 2 b⋅t3

12⋅ d

hw2

he2

+

3

12⋅+ d

he2

3

12⋅+

:=

tehollinen neliömomentti:

y4 hxt2

−:=y3 hx t−he4

−:=y2

hx2

he2

+ t+

2:=y1

t2

:=

hx2

ypp− 10.303=painopisteakseli laskee:

ypp 457.889=

ypp

t2

b⋅ t⋅

hx2

he2

+ 2 t⋅+

2

hw2

he2

+

⋅ d⋅+ hx t−he4

−

he2

⋅ d⋅+ hxt2

−

b⋅ t⋅+

Ae:=

OKAe 1.258 104×=b t⋅hx 2 t⋅−

2he2

+

d⋅+he2

d⋅+ b t⋅+

1.25 104×=

d 6=he 368.629=hw hx 2 t⋅−:=t 14:=b 270:=

Uusi painopisteakseli:

Ae 1.258 104×=Ae A ie d⋅−:=Tehollinen pinta-ala:


384

hw

2

3151.397= hff 151:=

Af b t⋅ d hff⋅+:= Af 4.686 103×=

If tb3

12⋅

dhff 3

12⋅+:= If 2.468 107

×=

ifIfAf

:= if 72.58= λl3000

if:= λl 41.334=

λl_λlπ

355210000

⋅:= λl_ 0.541=

fclkfy

1 λl_3

+( )1

1.5

:= fclk 321.87=

Mrl Wec fclk⋅:= Mrl 1.314 109×= Md x( ) 1.037 109×= OK

Kiepahduskestävyys on riittävä, mutta taivutuksen kannalta mitoittava.

Taivutuskestävyys

yar ypp:= yar 457.889= yyr hx yar−:= yyr 478.496=

WecIe

yyr:= Wec 4.083 106×= Wet

Ieyar

:= Wet 4.267 106×=

fy 355= Mrx Wec fy⋅:= Mrx 1.45 109×= > Md x( ) 1.037 109×=

Kiepahduskestävyys

Kiepahduksessa mukana toimivan uuman osuus: 151 mm

0.5 he⋅ 184.315= <


385

Taipuma

Palkin taipuma ratkaistaan taulukoiden avulla, noin 115mm esikorotus.

Pilarin ja palkin välinen liitos

Palkkiin tehdään uumajäykisteet 2 kpl 130x500x10 mm ja päätylevyt 270x600x10. Pilariin hitsataan pilarin pään kokoinen päätylevy. Liitos on nivelliitos, pultit 2 kpl M24.

VR>VdVd 2.47 105×=Vd FdL2

⋅:=

VR 5.431 105×=VR fvk b⋅ t⋅:=

fvk 96.67=fvk1.04 fy( )⋅

λp 0.9+:=

λp 2.919=λpfyτel

:=

τel 41.659=τelk π

2⋅ 210000⋅

12 1 ν2

−( )⋅

tb

2⋅:=

fy 355=b 936.384=t 6:=ν 0.3=

k 5.346=k 5.34 4.0ba

2⋅+:=α

ab

:=b hx:=a L:=

Leikkauskestävyys


386

Mdraystas F1 F2+( ) Lp1⋅:= Mdraystas 3.456 107×= Mdraystas 3.456 107×=

Epäkeskisyyslisä: vaakakuormalisä Hde ja tuennan epäkeskisyys e=0 mm

Lh 24.500:= gk 0.4= Fd 1.2 6⋅ gk⋅:=

Ndp1 0.9Lh2

Fd⋅ 1.4+

⋅:= Ndp1 33.012= kN HdeNdp1150

:= ed 0:=

Mde Hde Lp1⋅ Ndp1 ed⋅+:= Mde 1.32 103×=

Kuormitustapaus 1: P1- pilarin laskentakuormat Mdp1 ja Ndp1

Mdp1 Mdtuuli Mdraystas+ Mde+:= Mdp1 9.504 107×=

Ndp1 33 103⋅:= Ndp1 3.3 104

×=

2. MASTOJÄYKISTETYN KEHÄN PÄÄPILARIN P1 MITOITUS

Suunnitellaan hallin ulkoseinillä olevat kehän P1- pilarit runkoa jäykistäviksi kehän mastopilareiksi. Eri kuormitustapausten voimasuureet lasketaan yksilaivaisen hallin taulukkokaavojen mukaan.

Kuormitustapaus 1: kesä ja tuuliVoimasuureet:

Tuulen aiheuttama momentti yksilaivaisen kehän mastopilarille:

L 6000:= q1 1.6 6.0⋅ 0.5⋅:= q2 0.2 q1⋅:= Fh 3 q1 q2+( )⋅[ ]L8

:=

Mdtuuli18

q1⋅ L2⋅

12

Fh⋅ L⋅+:= Mdtuuli 6.048 107×=

MdBtuuliL2 5 q1⋅ 3 q2⋅+( )

16:= MdBtuuli 6.048 107

×=

MdCtuuli 5.6 q1⋅L2

16⋅:= MdCtuuli 6.048 107

×=

Räystään aiheuttama momentti:

F1 1.6 6⋅ 1.0⋅ 0.5⋅ 103⋅:= F2 0.2 F1⋅:= Lp1 6000:=


387

λk 1.599= α 0.34:=

Apusuure β:

β1 α λk 0.2−( )⋅+ λk

2+

2 λk2

⋅

:= β 0.788=

Reduktiokerroin:

χ β β2 1

λk2

−

−

:= χ 0.308=

Nrcx χ fd⋅ A⋅:= Nrcx 7.674 105×= Mrx fd Wx⋅:= Mrx 2.205 108

×=

NR fd A⋅:= NR 2.491 106×= NelxNR

λk2

:= Nelx 9.737 105×=

C 1.0:=

Ndp1Nrcx

CMdp1Mrx

⋅

1

1Ndp1 Nrcx⋅

NR Nelx⋅−

⋅+ 0.479= Valittu poikkileikkaus OK.

Pilarin P1 mitoitus normaalivoimalle ja taivutukselle

Alkuarvot: Kokeillaan HE240B L 6 103×=

Mdp1 9.504 107×= Ndp1 3.3 104×= ix 103.1:=

A 106 102⋅:= Wx 938.3103⋅:= fd 235:=

Alustava mitoitus:

Ndp1fd A⋅

Mdp1fd Wx⋅

+ 0.444= <1 jatketaan HE200B-profiililla

Tarkempi mitoitus yhteisvaikutusyhtälöllä:

Ndp1 3.3 104×= Mdp1 9.504 107×=

Lc 2.1 6000⋅:= ix 103.1=

Muunnettu hoikkuus:

λkLcix π⋅

fyE

⋅:=


388

Ndp1 2.98 105×=Ndp1 2.98 105×=

Mdp1 1.192 107×=Mdp1 Mde:=


Mde 1.192 107×=Mde Hde Lp1⋅ Ndp1 ed⋅+:=

ed 0:=HdeNdp1150

:=kNNdp1 1.2Lh2

Fd⋅ 1.4+

⋅ 103⋅:=

Fd 6 1.2 gk⋅ 1.6 qk⋅+( )⋅:=gk 0.4=Lh 24.500:=


Voimasuureet:

Kuormitustapaus 2: talvi ja paljon lunta


389

λk 1.599= α 0.34:=

Apusuure β:

β1 α λk 0.2−( )⋅+ λk

2+

2 λk2

⋅

:= β 0.788=

Reduktiokerroin:

χ β β2 1

λk2

−

−

:=χ 0.308=

Nrcx χ fd⋅ A⋅:= Nrcx 7.674 105×= Mrx fd Wx⋅:= Mrx 2.205 108×=

NR fd A⋅:= NR 2.491 106×= Nelx

NR

λk2

:= Nelx 9.737 105×=

C 1.0:=

Ndp1Nrcx

CMdp1Mrx

⋅

1

1Ndp1 Nrcx⋅

NR Nelx⋅−




Mdp1 1.192 107×= Ndp1 2.98 105

×= ix 103.1:=

A 106 102⋅:= Wx 938.3103⋅:= fd 235:=

Alustava mitoitus:

Ndp1fd A⋅

Mdp1fd Wx⋅

+ 0.174= <1 jatketaan HE200A-profiililla


Ndp1 2.98 105×= Mdp1 1.192 107×=

Lc 2.1 6000⋅:= ix 103.1=

Muunnettu hoikkuus:

λkLcix π⋅

fyE

⋅:=


390

Mdraystas F1 F2+( ) Lp1⋅:= Mdraystas 1.728 107×= Mdraystas 1.728 107

×=


Lh 24.500:= gk 0.4= Fd 6 1.2 gk⋅ 1.6 qk⋅+( )⋅:=

Ndp1 1.2Lh2

Fd⋅ 1.4+

⋅ 103⋅:= Hde

Ndp1150

:= ed 0:=




Ndp1 2.98 105×=Ndp1 2.98 105×=

Kuormitustapaus 3: talvi ja paljon lunta ja tuuli

Voimasuureet:


L 6000:= q1 0.8 6.0⋅ 0.5⋅:= q2 0.2 q1⋅:= Fh 3 q1 q2+( )⋅[ ]L8

:=

Mdtuuli18

q1⋅ L2⋅12

Fh⋅ L⋅+:= Mdtuuli 3.024 107×=


16:= MdBtuuli 3.024 107×=


16⋅:= MdCtuuli 3.024 107×=


F1 0.8 6⋅ 1.0⋅ 0.5⋅ 103⋅:= F2 0.2 F1⋅:= Lp1 6000:=


391

λk 1.599= α 0.34:=

Apusuure β:

β1 α λk 0.2−( )⋅+ λk

2+

2 λk2

⋅:= β 0.788=

Reduktiokerroin:

χ β β2 1

λk2

−

−

:= χ 0.308=



λk2

:= Nelx 9.737 105×=

C 1.0:=

Ndp1Nrcx

CMdp1Mrx

⋅

1

1Ndp1 Nrcx⋅

NR Nelx⋅−

⋅+ 0.686= Valittu poikkileikkaus OK

Kuormitustapaus 3: talvi ja paljon lunta ja tuuli


Alkuarvot: Kokeillaan HE240BL 6 103×=

Mdp1 5.944 107×= Ndp1 2.98 105×= ix 103.1:=

A 106 102⋅:= Wx 938.3 103⋅:= fd 235:=

Ndp1fd A⋅

Mdp1fd Wx⋅

+ 0.389= <1 jatketaan HE240B-profiililla


Ndp1 2.98 105×= Mdp1 5.944 107

×=

Lc 2.1 6000⋅:= ix 103.1:=

Muunnettu hoikkuus:

λkLcix π⋅

fyE

⋅:=


392

Mdraystas 3.456 107×= Mdraystas 3.456 107×=


Lh 24.500:= gk 0.4= Fd 6 1.2 gk⋅ 0.8 qk⋅+( )⋅:=

Ndp1 0.9Lh2

Fd⋅ 1.4+

⋅:= Ndp1 128.268= kN HdeNdp1150

:= ed 0:=




Ndp1 128.268= Ndp1 128.268=

Kuormitustapaus 4: talvi ja lunta ja kova tuuli

Voimasuureet:


L 6000:= q1 1.6 6.0⋅ 0.5⋅:= q2 0.2 q1⋅:= Fh 3 q1 q2+( )⋅[ ]L8

:=

Mdtuuli18

q1⋅ L2⋅12

Fh⋅ L⋅+:= Mdtuuli 6.048 107×=


16:= MdBtuuli 6.048 107

×=


16⋅:= MdCtuuli 6.048 107

×=


F1 1.6 6⋅ 1.0⋅ 0.5⋅ 103⋅:= F2 0.2 F1⋅:= Lp1 6000:=

Mdraystas F1 F2+( ) Lp1⋅:=


393

λk 1.599= α 0.34:=

Apusuure β:

β1 α λk 0.2−( )⋅+ λk

2+

2 λk2

⋅

:= β 0.788=

Reduktiokerroin:

χ β β2 1

λk2

−

−

:=χ 0.308=



λk2

:= Nelx 9.737 105×=

C 1.0:=

Ndp1Nrcx

CMdp1Mrx

⋅

1

1Ndp1 Nrcx⋅

NR Nelx⋅−




Mdp1 9.505 107×= Ndp1 128.268= ix 103.1:=

A 106 102⋅:= Wx 938.3103⋅:= fd 235:=

Alustava mitoitus:

Ndp1fd A⋅

Mdp1fd Wx⋅



Ndp1 128.268= Mdp1 9.505 107×=

Lc 2.1 6000⋅:= ix 103.1:=

Muunnettu hoikkuus:

λkLcix π⋅

fyE

⋅:=


394

L 2.454 103×=L 2.7

Efy

1 0.5M2MR

⋅−

⋅ iy⋅:=

MR Mrx:=M2 Mrx:=fy 235:=E 2.1 105×=iy 60.8:=

Heikomman suunnan nurjahdussiteiden maksimiväli:

Poikkileikkausluokka 2:n vaatimukset toteutuvat, jolloin valittu profiili HE240B:n valinta eo kimmoteoriaan nojautuvalla tavalla on varmalla puolella.

0.36Efy

⋅ 8.756=<b2t2

5.529=

t2 17:=b2 0.5 240 10− 2 21⋅−( )⋅:=

Puristettu laippa:

2.57 1 0.530.53⋅NNp

⋅−

⋅Efy

⋅ 62.506=<b1t1

16.4=

t1 10:=b1 240 2 17⋅− 2 21⋅−:=

>0.125NNp

5.149 10 5−×=N Ndp1:=Np NR:=

Taivutettu ja puristettu uuma:

Poikkileikkausluokka:

Valitaan pääpilariksi HE240B.Tarkistetaan, että poikkileikkausluokka 2:n ehdot toteutuvat.Tarkistetaan pääpilarin heikomman suunnan nurjahdussiteiden maksimiväli.


395

fd 235:=Wx 155 103⋅:=A 31.4 102⋅:=

iy 35.2:=Ndp2 4.032 104×=Mdp2 1.96 107×=

ix 57.3:=Ndp2 Nd 103⋅:=Mdp2 M1:=

L 7 103×=Alkuarvot: Kokeillaan HE140A

Tuulipilarin P2 mitoitus normaalivoimalle ja taivutukselle

Nd 40.32=

Nd A 1.2 gk⋅ 1.6 qk⋅+( )⋅:=

qk 1.8=gk 0.4=A 4 3⋅:=

Normaalivoima:

Mf 1.103 107×=Mf9

128qd⋅ L2⋅:=

M1 1.96 107×=M1 qd

L2

8⋅:=

qd 1.6 4.0⋅ 0.5⋅:=L 7000:=

Tuulen aiheuttama momentti tuulipilarille:

Voimasuureet:

Kuormitustapaus 4: talvi ja lunta ja kova tuuli

2. TUULIPILARIN P2 MITOITUS

Suunnitellaan hallin päätyseinien tuulipilarit k/k 4000mm kuormitustapaus 4 mukaan.


396


NR fd A⋅:= NR 7.379 105×= Nelx

NR

λk2

:= Nelx 6.814 105×=

M1 1.96 107×= M2 0:=

M1 0.6 0.4M2M1

⋅+

⋅ 1.176 107×=

0.4 M1⋅ 7.84 106×=

Mf 1.103 107×=

Mo qdL2

8⋅:= Mo 1.96 107

×= CM Mo:= N Ndp2:=

NNrcx

CMMrx

1

1Ndp1 Nrcx⋅

NR Nelx⋅−

⋅+ 0.634=

Valittu poikkileikkaus OK.

Alustava mitoitus:

Ndp2fd A⋅

Mdp2fd Wx⋅



Ndp2 4.032 104×= Mdp2 1.96 107×=

Lc 0.8 7000⋅:= ix 57.3=

Muunnettu hoikkuus:

λkLcix π⋅

fyE

⋅:= λk 1.041= α 0.34:=

Apusuure β:

β1 α λk 0.2−( )⋅+ λk

2+

2 λk2

⋅

:= β 1.094=

Reduktiokerroin:

χ β β2 1

λk2

−

−

:=χ 0.571=


397

Heikomman suunnan nurjahdussiteiden maksimiväli:

iy 35.2= E 2.1 105×= fy 235:= M2 Mrx:= MR Mrx:=

L 2.7Efy

1 0.5M2MR

⋅−

⋅ iy⋅:= L 1.421 103×=

4. HALLIN PITUUSSUUNTAINEN JÄYKISTYS

Hallin pituussuuntainen jäykistys hoidetaan ristikkorakenteilla kattotasolla vaakasuunnassa ja pilarilinjoissa pystysuunnassa. Kattotason kokonaisvaakakuormaksi oletetaan noin 60 kN, mikä aiheuttaa seinän diagonaalijäykisteeseen 30 kN vaakasuoran kuormituksen.


398

Puristettu laippa kuuluu poikkileikkausluokkaan 1

Uuma:b 180 2 6.9⋅− 2 10.4⋅−( ):= t 6.9:= λ

bt

:=

λ 21.072= < 2.4Efy

⋅ 71.744=

Taivutettu uuma kuuluu poikkileikkausluokkaan 1

Kimmoteorian mukainen poikkileikkauksen mitoitus:

M2d 3.499 107×= V2d 0.625 gd qd+( )⋅ L⋅[ ]:= V2d 2.916 104×=

IPE 180 Wx 161000:= b 180 2 10.4⋅−( ):= tw 6.9:= Aw b tw⋅:=

σM2dWx

:= σ 217.342= < fd 235=

τV2dAw

:= τ 26.546= < fv 0.6 fd⋅:= fv 141=

5. VESIKATTO-JA SEINÄORSI, KANTAVA PROFIILIPELTI

Suunnitellaan hallin vesikatto-orret vaihtoehtoisesti kaksiaukkoisista valssatuista profiileista ja ohutlevyorsista ORSI- ohjelmaa käyttäen. Poimulevyt valitaan POIMU- ohjelmalla.

A) Sivuttaistuettu kaksiaukkoinen valssattu orsi k/k=2400:

Alkuarvot: Teräs S235 IPE L 6000:= gk 2.4 0.3( )⋅:= qk 2.4 1.8⋅:=

fy 235:= γ 1.0:= fdfyγ

:=

Laskentakuormat:

gd 1.2 gk⋅:= qd 1.6 qk⋅:=

Alustava arvio poikkileikkausluokan 3 perusteella:

M2d gd qd+( )L2

8⋅

:= M2d 3.499 107×=

WtarpM2d

fd:= Wtarp 1.489 105×= IPE 180 Wx=161 000 mm3

Poikkileikkausluokan määritys kapealle IPE 180- profiilille

Puristettu laippa:

b82 6.9− 2 6.9⋅−( )

2:= t 6.9:= λ

bt

:=

E 210000:= λ 4.442= < 0.3Efd

⋅ 8.968=


399

IPE 180- profiilin kimmoteorian perusteella määritetyt kestävyydet ovat:

fd 235= b 180 2 6.9⋅−( ):= tw 6.9= Aw b tw⋅:=

VR 0.6 fd⋅ tw⋅ b⋅:= VR 1.617 105×= > V2d 2.916 104

×=

MR fd Wx⋅:= MR 3.784 107×= > M2d 3.499 107×=

Käyttörajatilamitoitus:

Ix 14500000:=

ymaxgk qk+( ) L4

⋅187 E⋅ Ix⋅

:= ymax 11.471=L

20030= OK

Valitaan kapea IPE180- profiili, 21.9 kg/m

Vertailujännitys:

σ2

3 τ2

⋅+ 222.152= < 1.1fyγ

⋅ 258.5= OK

Uuman tarkistus lommahdukselle

Leikkausjännitykset:

b 180 2 6.9⋅− 2 10.4⋅−( ):= t 6.9:= a 6000:=

k 5.34 4.00ba

2⋅+:= k 5.342=

λp 1.05bt

⋅fyk E⋅

⋅:= λp 0.32= <0.9 OK

Taivutusjännitykset:

k 23.9:= λp 1.05bt

⋅fyk E⋅

⋅:= λp 0.151= <0.72 OK

Uuma toimii täysin tehollisena


400

χ 0.669=


NR fd A⋅:= NR 6.556 105×= Nelx

NR

λk2

:= Nelx 8.327 105×=

M1 M2d:= M2 0:=

M1 0.6 0.4M2M1

⋅+

⋅ 2.1 107×=

0.4 M1⋅ 1.4 107×= Mf 1.103 107

×=

Mo qdL2

8⋅:= Mo 3.11 107

×= CM Mo:= N Nd:=

NNrcx

CMMrx

1

1N Nrcx⋅

NR Nelx⋅−

⋅+ 0.862=

Valittu poikkileikkaus OK.

Sivuttaistuki mitoitetaan kohtisuorassa taivutustasoa vastaan puristetun laipan kohdalla vaikuttavalle voimalle F1=2% tuettavan poikkileikkauksen toimivassa puristetussa osassa vaikuttavasta voimasta.Tukea antava voima voidaan mitoittaa voimalle F2. n=tuettavien palkkien lkm

A 27.9 102⋅:= F1 0.02A

fy2

⋅:= n 3:= F2 0.2 n⋅ 0.8 n⋅+( ) F1⋅:=

F2 1.302 104×= F3 5 103⋅:= Nd F2 F3+:= Md M2d:=

Lc 1.0 6000⋅:= ix 72.0:=

Muunnettu hoikkuus:

λkLcix π⋅

fyE

⋅:= λk 0.887= α 0.34:=

Apusuure β:

β1 α λk 0.2−( )⋅+ λk

2+

2 λk2

⋅

:= β 1.283=

Reduktiokerroin:

χ β β2 1

λk2

−

−

:=


401

B) Valitaan ohutlevyorsi kattoon ja seinään ORSI- ohjelmaa käyttäen. Ohjelma mahdollistaa myös plastisen mitoituksen. Orsi on 2-aukkoinen, aukon pituus on 6m, katossa k/k= 2400mm, seinässä k/k 1200..

C) Valitaan poimulevy POIMU- ohjelmaa käyttäen. Poimulevy on useampiaukkoinen, aukon pituus on 2.4m.


402

Vd Vdp1:= er 99.5:=

σzlMdIx

er⋅NdA

−:= σzl 113.256= fd 235=

σz 0.7 fd⋅:= τyz 0:= β 0.7:= s 16:=

Kaksoispienahitsin mitoitus

aβ s⋅2 fd⋅

2 σz2

⋅ 3 τyz2

⋅+⋅:= a 5.544=

Alustavalla kaavalla:

FdMd200

:= l 440:= fwd 190:=

aFd

l fwd⋅:= a 5.685=

6. LIITOKSET

Suunnitellaan hallin pääpilarin liitos perustuksiin. Etsitään ESDEP-aineistosta sopivia liitosdetaljeja ja sovelletaan niitä kohteeseen.

A) Pääpilarin P1 liitos aluslevyyn, aluslevyn ja peruspulttien mitoitus.

Mitoitus tehdään kuormitustapaus 1 voimasuureiden mukaan:

Mdp1 9.505 107×=

Ndp1 33 103⋅:=

L 6 103×= Fh 3 q1 q2+( )⋅[ ]L8

:= Fh 1.296 104×=

qd 6.912= Vdp1 qd L⋅Fh2

−:=

Vdp1 3.499 104×=

HE280B A 91.0 102⋅:= Wx 736 106⋅:= Ix 8091 104⋅:=

Pilarin laippa:

Md Mdp1:= Nd Ndp1:=


403

Pohjalevyn mitoitus:

Md 9.505 107×= Nd 3.3 104

×=

fcd 11.7:= L 400:= B 400:= d 350:=

as dL2

−

:= Msd Md Nd as⋅+:=

µMsd

fcd B⋅ d2⋅:= µ 0.174=

β 1 1 2 µ⋅−−:= y β d⋅:= y 67.569= < c 82:=

md fcd y⋅ cy2

−

⋅:= md 3.812 104×= fd 235=

t 6mdfd

⋅:= t 31.196=

Pilarin uuma:

Md Mdp1:= Nd Ndp1:= Vd Vdp1:= er 94:=

σzlMdIx

er⋅NdA

−:= σzl 106.796= fd 235=

σz 0.7 fd⋅:= τyz 0:= β 0.7:= s 16:=

Kaksoispienahitsin mitoitus

Valitaan muodonmuutoskyvyn perusteella a/s=0.35

s 9.5:= a 0.35 s⋅:= a 4:=

σvertβ s⋅2 a⋅

2 σz2

⋅ 3 τyz2

⋅+⋅:= σvert 193.38= < fd 235=


404

Peruspulttien mitoitus:

z d 1β

2−

⋅:= fy 640:= frtd 0.8 fy⋅:=

nAspMsdz frtd⋅

Ndfrtd

−:= nAsp 553.174= n 2:=

AspnAsp

n:= Asp 276.587= 2+2M20

MITOITA HALLI EC3 MUKAAN !


405

TERÄSHALLITEHTÄVÄN LIITTEITÄ:

Rungon voimasuureet käsinlaskulla ja ohjelmistoilla

Hallin mallinnusta


406

Katto-orsien mallinnusta

Poimulevyjen mitoitusta Poimu-ohjelmalla


407

Orsien mitoitusta ORSI-ohjelmalla

Teräspalkin mitoitusta PUPAX-ohjelmalla

Putkipalkkiristkon suunnittelua WINRAMILLA


408

Välipohjan suunnittelua WQ-Beam- välipohjapalkkiohjelmalla

Liittopalkin sunnittelua Combeam-ohjelmalla

Liittolaatan suunnittelua Comslab-ohjelmalla


409

Liitosten suunnittelua Joint-ohjelmalla

Jäykistysten suunnittelua


410

Palomitoitusta ja siltanosturi


411

Tasopiirustukset

Leikkaukset


412

Teräskokoonpanopiirustukset

Teräsosapiirustukset

Documents

STEEL PORTAL FRAME ASSIGNMENT ...RAKENNUSTEKNIIKKA Olli Ilveskoski 30.08.2006 rev2 10.01.2007 378 STEEL PORTAL FRAME ASSIGNMENT Design the steel portal frame with the help of tables