University of Oulu

Taipuisalle tuelle asennetun ontelolaatan leikkauskestävyyden parantamiskeinot

Saved in:
Author: Torppa, Juuso1
Organizations: 1University of Oulu, Faculty of Technology, Civil Engineering
Format: ebook
Version: published version
Access: open
Online Access: PDF Full Text (PDF, 3.2 MB)
Pages: 141
Persistent link: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-202311213254
Language: Finnish
Published: Oulu : J. Torppa, 2023
Publish Date: 2023-11-22
Thesis type: Master's thesis (tech)
Tutor: Niemi, Antti
Reviewer: Niemi, Antti
Liedes, Hannu
Description:

Tiivistelmä

Käytettäessä ontelolaattoja taipuisille tuille asennettuna, ontelolaatan uumaan aiheutuu tuen taipumasta lisärasituksia, jotka saavat ontelolaatan murtumaan ennenaikaisesti; ontelolaatan leikkauskestävyys pettää uuman lisärasitusten vuoksi, ja ontelolaatta murtuu hauraasti ennen suunniteltua sitkeää taivutusmurtumaa. Työssä tarkastellaan kyseistä ilmiötä, etsitään ratkaisuja ilmiön estämiseksi eli käytännössä ontelolaatan leikkauskestävyyden parantamiseksi sekä tarkastellaan suunnittelussa nykyään käytössä olevien suunnitteluohjeiden ja laskentaohjelmien ajantasaisuutta suhteessa standardeihin.

Ontelolaattojen leikkauskestävyyttä voidaan parantaa lisäämällä tuen taivutusjäykkyyttä (mm. palkin suunnitteleminen jatkuvana tai palkkiin tehtävä esikorotus), rakenteellisella pintalaatalla, onteloiden betonitäytöllä (syvät valutulpat), korottamalla ontelolaattabetonin lujuutta, korvaamalla ontelolaatat umpipoikkileikkausta olevilla laatoilla sekä muuttamalla rakennepoikkileikkauksen ja eri rakenneosien dimensioita (palkki, ontelolaatat, ontelolaattojen tukipinnat). Ontelolaatan punosten määrän tai betonilujuuden lisäämistä pelkän leikkauskestävyyden parantamiseksi ei kuitenkaan suositella.

Työn tuloksena havaitaan, että betoninormikortti 18 EC:2012 on vanhentunut, sillä siihen sidoksissa olevat standardit SFS-EN 1992-1-1, SFS-EN 1168 sekä SFS 7016 ovat muuttuneet siitä, kun normikorttia on viimeksi päivitetty. Havaitaan, että normikortti sisältää osin standardien muuttumisesta johtuvia, mutta osin myös normikortin kirjoittamisen aikaisia virheitä. Myös ontelolaattasuunnittelussa yleisesti käytössä oleva ohjelma Flexibl838.exe sisältää laskentaan liittyviä ongelmia. Niiden vaikutus lopulliseen käyttöasteeseen on kuitenkin usein vain muutamia prosentteja.

Työssä esiintyvän betoninormikortin 18 EC:2012 sekä standardien SFS-EN 1992-1-1 + A1 + AC:2015, SFS-EN 1168 + A3:2012 sekä SFS 7016:2021 tarkastelun sekä tulkinnan perusteella kehitetään Sweco Finland Oy:n käyttöön Microsoft Excel taulukkolaskentaohjelmaan perustuva laskentapohja, jolla työssä havaittavia virheellisiä tai ongelmallisia laskentakohtia pystytään tarkastelemaan ja siten myös arvioimaan niiden vaikutusta ontelolaattojen lopullisen leikkauskapasiteetin kannalta. Laskentapohjaa pyritään hyödyntämään yhtiön rakennesuunnittelussa. Työn tulosten perusteella esitetään, että betoninormikortti 18 EC:2012 sekä Flexibl838.exe vaativat pikaista päivitystä.

Methods of improving the shear resistance of a hollow-core slab on a flexible support

Abstract

When using hollow-core slabs on flexible supports, the deflection of the support causes additional stresses to the web of the hollow-core slab, which leads to the premature failure of the hollow-core slab; the shear resistance of the slab fails and the slab breaks brittle before the planned fracture due to the bending occurs. This thesis spectates the phenomenon and search ways to prevent it occurring i.e., in practice improve the shear resistance of the hollow-core slab and examines the up-to-dateness of the design guides and calculation programs currently in use in design in relation to the standards.

The shear resistance of a hollow-core slab can be improved by increasing the bending stiffness of the support (e. g. designing the beam as continuous or pre-raising of the beam), with a structural concrete slab, filling the voids with concrete (deep cast plugs), by increasing the strength of the concrete of the hollow-core slab, replacing the hollow-core slabs with solid slabs and/or by changing the dimensions of the cross-section and the parts of the structure (beam, hollow-core slabs, support length of the hollow-core slab). However, increasing the number of spans or the strength of the concrete simply to improve shear resistance is not recommended.

As a result of the thesis, it is found that 18 EC:2012 is outdated due to changes on the related standards SFS-EN 1992-1-1, SFS-EN 1168 and SFS 7016 since the last update on 18 EC was published. It is observed that 18 EC contains some errors due to changes on standards but also some errors are from the time 18 EC was written. The program Flexibl838.exe, commonly used in hollow-core slab design, also contains calculation-related problems. However, the effect of the problems on the final utilization rate is usually only a few percent.

Based on the review and interpretation of the 18 EC:2012 and the standards SFS-EN 1992-1-1 + A1 + AC:2015, SFS-EN 1168 + A3:2012 and SFS 7016:2021, a calculation software based on the Microsoft Excel spreadsheet program is developed for the use of Sweco Finland Oy, with which incorrect or problematic calculations found in the thesis can be examined and therefore also be evaluated in terms of their effect on the final shear capacity of the hollow-core slab. The aim is to use the calculation software on the company’s structural design. Based on the results of the thesis, it is suggested that 18 EC and Flexibl838.exe need to be updated soon.

see all

Subjects:
Copyright information: © Juuso Torppa, 2023. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.