haku: @supervisor Puttonen, Jari / yhteensä: 151
viite: 6 / 151
| Tekijä: | Leskinen, Iina |
| Työn nimi: | Betonin ja teräksen liittovaikutukseen perustuvan välipohjalaatan merkitys teollisuusrakennuksen teräsrungon mitoituksessa maanjäristysalueelle |
| The effect of horizontal diagrams based on steel-concrete composite structures on the earthquake design of steel frames in industrial buildings | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2016 |
| Sivut: | 82 s. + liitt. 36 Kieli: fin |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Insinööritieteiden korkeakoulu |
| Oppiaine: | Rakennetekniikka (R3001) |
| Valvoja: | Puttonen, Jari |
| Ohjaaja: | Marjamäki, Pekka |
| Elektroninen julkaisu: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201612226228 |
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 6071 | Arkisto |
| Avainsanat: | moment resisting frame eccentric bracing ductility stiffness momenttikehä epäkeskeisesti jäykistetty kehä sitkeysehto toiminnallinen jäykkyys |
| Tiivistelmä (fin): | Teollisuusrakennuksen rakennesuunnittelu on yleensä aloitettava ennen kuin kaikki lähtötiedot ovat selvillä. Tämä aiheuttaa ongelman etenkin välipohjien betonilaattojen suunnittelun kannalta, koska laattaan tulevien läpivientien ja kuormien sijaintia ei tiedetä. Välipohjan kantavuuteen liittyvien ongelmien välttämiseksi on Pöyry Finland Oy:llä käytäntönä välipohjien suunnittelussa mitoittaa rungon teräspalkki kantamaan vertikaalikuorma ja jättää betonilaatan vaikutus kantavan palkin sekä koko rungon jäykkyyteen huomioimatta. Palkin todellisen jäykkyyden tunnistaminen on kuitenkin tärkeää koko rungon suunnittelun kannalta, sillä etenkin maanjäristyksessä palkin jäykkyys vaikuttaa pilarin mitoituskuorman suuruuteen. Jotta maanjäristyksen mahdollisesti aiheuttama rakennuksen jatkuva sortuma voidaan ehkäistä, tulee vaakarakenteet mitoittaa pystyrakenteita heikommiksi. Tämä ei kuitenkaan välttämättä toteudu todellisuudessa, mikäli palkin jäykkyys on mitoitusvaiheessa aliarvioitu. Tässä työssä tutkitaan kolmea eritavoin jäykistettyä runkoa. Runkoja tutkitaan sekä ilman betonilaatan jäykistävää vaikutusta että laatan jäykistäessä runkoa. Diplomityön tulosta halutaan soveltaa liittorakenteisen välipohjan suunnittelussa maanjäristysalueelle, joten työssä käytetään sovelluksena maanjäristystä. Maanjäristysstandardin mukaiset ratkaisut ovat yleisestikin hyvä keino estää rakennuksen jatkuva sortuma. Tutkimuksessa analysoidaan betonilaatan vaikutusta rungon jäykkyyteen selvittämällä palkin jäykkyyden muutoksen vaikutus pilarin mitoituskuormaan. Tutkimustulokset osoittavat betonilaatan pienentävän palkin käyttöastetta ja kasvattavan pilarin käyttöastetta. Maanjäristysstandardi asettaa pilarin leikkauksen käyttöasteelle enimmäisarvoksi 0,50. Tämä arvo ylittyi tutkittavilla rungoilla, mikäli laatta lisäsi rungon jäykkyyttä ja pilari oli mitoitettu teräsrungon jäykkyyden mukaan. Tulosten perusteella voidaan todeta laatalla olevan suurempi merkitys koko rungon jäykkyyteen, kun runko on lähtökohtaisesti hyvin jäykistetty. Rungon toiminnallisen jäykkyyden kannalta yhden rakenneosan lisääntynyt jäykkyys on ongelmallista, joten rakenteiden jäykkyyttä lisättäessä tulee lisätä kaikkien kantavien rakenteiden jäykkyyttä. |
| Tiivistelmä (eng): | Often the structural engineering of an industrial building must be started before all output data is available. Designing floor structures is a problematic task because of the in-sufficient output data; for example some loads may be unknown. The current method at Pöyry Finland Oy in designing steel-concrete composite slab is to design the steel beam as a main supporting structure and exclude the stiffness effect of the concrete slab from the analysis. However it is important to recognize the real stiffness of the structure since it affects the behaviour of the whole building. Earthquake design makes a good example because the lateral earthquake reaction depends on the stiffness of the beam structure. To prevent a continuous collapse in the structure it is important that the columns have bigger capacity than that of the beams. This paper studies three building frames with an individual bracing system. The frames are studied both without the concrete slab and with the concrete slab connected to the steel beam. The frames are studied under ultimate limit state loading and earthquake loading. The effect of the concrete slab in the building is investigated by determining the change of magnitude of the lateral design force to the column as the stiffness of the beam varies. The results show that the concrete slab decreases the utilization ratio of the beam struc-ture and increases the utilization ratio of the column. The earthquake standard sets a limit for the utilization ratio of the column to be not more than 0,50 under seismic loading. In case the column was designed according to the method used in Pöyry Finland Oy the utilization ratio was over 0,50 when the concrete slab was added to the frame. Based on the results, the concrete slab has a bigger effect on the overall stiffness of the whole building when the building is well-braced even without the concrete slab. Additional stiffness of one structure type in a building causes a problem to the functionality of the whole building. Therefore the stiffness of all primary elements should be increased if the stiffness of one related structural element is increased. |
| ED: | 2017-01-08 |
INSSI tietueen numero: 55266
+ lisää koriin
INSSI