ME204 - Teräsrakenteet 2 - Luento 4

Luento 4A: Teräsrungon jäykistys ja sivusiirtymättömät rakenteet

Kurssin ensimmäisellä jäykistysluennolla käsitellään sivusiirtymättömien rakenteiden jäyksitystä. Tämän ensimmäisen luennon aiheena on yksinkertaisten teräsrakenteiden jäykistys, mikä tarkoittaa oikeastaan teräsrungon jäykistämistä sivusiirtymättömäksi, jotta muu suunnittelu pysyisi yksinkertaisena.

Ensimmäinen video on johdanto rungon jäykistykseen.

Toisella videolla opetellaan laskemaan tärkeimmät jäykistysjärjestelmään kohdistuvat vaakavoimat: pilarien alkuvinoudesta johtuva lisävaakavoima, sekä tuulikuorma voimakerroinmenetelmällä.

Kolmannella videolla kerrataan statiikaa, ja pohditaan vaakavoimien jakaantumista jäkistysjärjestelmän sisällä. Lasketaan kaksi laskuesimerkkiä tähän liittyen.

Luento 4B: Nurjahdustuentavoimat jäykistysjärjestelmässä, Käyttörajatilan vaakasiirtymät

Luento on jatkoa edelliselle, yksinkertaisten teräsrakenteiden jäykistystä koskevalle luennolle. Tällä luennolla on kaksi tärkeää taihetta, joita viime luennolla ei vielä käsitelty: nurjahdus- ja kiepahdustuentojen suunnittelu ja käsittely osana jäykistyksen suunnittelua, sekä käyttörajatilatarkastelut jäykistysjärjestelmälle ja rakennuksen vaakasiirtymille.

Ensimmäinen video on johdanto luennon aiheeseen.

Toisella videolla perehdytään tarkemmin nurjahdus- ja kiepahdustuentavoimien laskemiseen sekä niiden osuuteen jäykistysjärjestelmän suunnittelussa.

Kolmannella videolla tarkastellaan rakennuksen vaakasiirtymiä käyttörajatilassa, ja jäykistyksen käyttörajatilasuunnittelua.

Luennon 4 kotitehtävät

Harjoitustehtävä 1

Tee kuvan rakennukselle seuraavat jäykistyslaskelmiin liittyvät tarkastelut: 1) Laske nuolen suuntaisen tuulikuorman suuruus voimakerroinmenetelmällä maastoluokassa II, ja ratkaise pitkän sivun siteiden yläpäihin kohdistuvat vaakavoimat. 2) Laske pitkän sivun pilareitten alkuvinoudesta aiheutuva lisävakavoima siteiden yläpäiden tasossa. Jokaiseen pilariin kohdistuu rakenteiden painosta NEk,G = 20 kN ja lumikuormasta NEk,Q = 30 kN. 3) Laske pitkän sivun siteisiin kohdistuvat voimat tuulesta ja lisävaakavoimista murtorajatilan kuormitusyhdistelmässä, jossa tuuli on määräävä. Valitse esim. Rakenneputket -käsikirjan liitteen 11.2 taulukoista sopiva profiili (tai valitse muu sideprofiili ja laske sille nurjahduskestävyys). Käyttörajatilaa (siirtymät) ei tarvitse tällä kertaa tarkistaa.

Malliratkaisu

Harjoitustehtävä 2

Kuvan hallirakennuksen mitat ovat 42m x 24m x 7,0m. Maastoluokka on II, katon omapaino gEk = 0,5 kN/m2 ja lumikuorma katolla qEk,lumi = 2,0 kN/m2. Kattoristikon korkeus on n. 2,35 m Laske kuvassa punaisella korostettuun tuuliristikon siteeseen kohdistuva voima. Kestääkö profiili CFRHS 100x100x5 (S355J2H)?

Malliratkaisu

Harjoitustehtävä 3

Laske kuvan kehän suurin siirtymä, kun F1,Ek = F2,Ek = 50 kN. Ylittyykö raja-arvo H/150? Ylemmän vinositeen profiili on CFRHS 80x80x4 ja alemman CFRHS 100x100x4.

Malliratkaisu