BE131 - Johdanto betonin käyttörajatiloihin: SLS-kuormat, kuormitushistoria ja materiaaliominaisuudet
Ensimmäisellä videolla kerrataan käyttörajatilasuunnittelun tarkoitus ja käyttörajatilan kuormitusyhdistelmät.
Toisella videolla opitaan ottamaan kuormitushistorian vaikutus huomioon käyttörajatilassa eriyttämällä halkeilleen ja halkeilemattoman betonin poikkileikkaussuureet lyhytaikaisessa kuormitustilanteessa, jossa virumaa ei oteta huomioon.
Kolmannella videolla käsitellään viruma ja kutistuma, sekä halkeilleen ja halkeilemattoman poikkileikkauksen poikkileikkaussuureet pitkäaikaisessa kuormitustilanteessa, jossa viruman vaikutus otetaan huomioon.
Tämän luennon aiheena oli käyttörajatilan kuormat sekä halkeilleen ja halkeilemattoman poikkileikkauksen poikkileikkaussuureet lyhytaikaisessa (ei virumaa) sekä pitkäaikaisessa (viruma otetaan huomioon) kuormitustilanteessa. Opitut asiat ovat tarpeellisia apuvälineitä, joiden avulla seuraavien kahden luennon aikana opitaan tekemään varsinainen käyttörajatilasuunnittelu: Jännitysten ja halkeamaleveyden rajoittaminen (BE132), sekä taipuman tarkistaminen käyttörajatilassa (BE133).
Harjoitustehtävä 1
Ravintolan kattoterassin palkkia kuormittaa lumikuorma qEk,lumi = 12 kN/m, luokan C hyötykuorma qEk,lk.C = 24 kN/m sekä katon ja palkin omasta painosta johtuva gEk = 30 kN/m. Lumikuorman perusarvo maassa on sk = 2,5 kN/m2. Jännemitta L = 6m.
Laske viivakuormat:
Suurin viivakuorman arvo käyttörajatilan ominaisyhdistelmässä pSLS,ch,max = ?
Suurin viivakuorman arvo käyttörajatilan tavallisessa yhdistelmässä pSLS,freq,max = ?
Suurin viivakuorman arvo käyttörajatilan pitkäaikaisessa yhdistelmässä pSLS,qp,max = ?
Laske suurin aukossa vaikuttava momentti:(kuvassa punaisella näytetyssä kohdassa) Hyötykuorman liikkuvuutta ei tarvitse tässä kotitehtävässä ottaa huomioon: voit olettaa täyden kuorman koko palkin matkalle.
Kirjaudu sisään ja varaa lisenssi käyttääksesi tarkistusautomaattia.
Malliratkaisu
Harjoitustehtävä 2
Kuvan palkin korkeus on 480 mm ja leveys 280 mm. Betonilaatu on C30/37 ja pääteräkset 4Ø25 laatua B500B. Palkin jänneväli L = 6,0 m ja betonirakenteiden rasitusluokka on XC3,4. Palkkia kuormittaa rakenteiden painosta johtuva kuorma gEk = 30 kN/m lumikuorma qEk.lumi = 10 kN/m (perustuu arvoon sk = 2,2 kN/m²).
Laske palkin neliömomentti IST lyhytaikaisessa kuormitustilanteessa. Käytä joko halkeilleen tai halkeilemattoman poikkileikkauksen arvoja: ratkaise ensin onko palkki halkeillut käyttörajatilan kuormista.
Tarkastusautomaatti
Kirjaudu sisään ja varaa lisenssi käyttääksesi tarkistusautomaattia.
Malliratkaisu
Harjoitustehtävä 3
Betonista C30/37 on valettu kuutio täsmälleen 200,0mm x 200,0mm x 200,0mm kokoiseen muottiin.
Betonia on jälkihoidettu huolellisesti 4 vuorokautta, minkä jälkeen betonikuutio on kuivassa sisäilmassa (RH=50%). 28 vuorokauden iässä betonikuution päälle on laskettu 70 vuorokaudeksi paino, joka aiheuttaa betonikuution yläpintaan puristusvoiman F = 800,0 kN.
Laske betonikuution korkeus hfinal lopputilanteessa (98vrk). Ota huomioon betonin kutistuma, kimmoinen kokoonpuristuma sekä virumasta johtuva kokoonpuristuma.
Tarkastusautomaatti
Kirjaudu sisään ja varaa lisenssi käyttääksesi tarkistusautomaattia.
Malliratkaisu
Harjoitustehtävä 4
Ravintolan kattoterassin palkin korkeus on 580 mm ja leveys 380 mm. Betonilaatu on C30/37 ja pääteräkset 6Ø25 laatua B500B. Palkin jänneväli L = 6,4 m ja betonirakenteiden rasitusluokka on XC2. Palkkia kuormittaa rakenteiden painosta johtuva kuorma gEk = 30 kN/m, kattoterassin kuorma qEk.lk.C = 24 kN/m ja lumikuorma qEk.lumi = 12 kN/m (perustuu arvoon sk = 2,2 kN/m²).
Laske yläpinnan betonijännitys σc,LT käyttörajatilan pitkä-aikaisyhdistelmässä. Ota virumaluvun φ = 2,0 vaikutus huomioon. Käytä joko halkeilleen tai halkeilemattoman poikkileikkauksen arvoja: ratkaise ensin onko palkki halkeillut käyttörajatilan kuormista.
Tarkastusautomaatti
Kirjaudu sisään ja varaa lisenssi käyttääksesi tarkistusautomaattia.