Puurunkoisen seinäelementin lujuustutkimus

Abstract

Rakennusalan yleisenä kehityssuuntana on Suomessa parin vuosikymmenen ajan ollut siirtää työtä työmailta tehtaisiin. Teollisesti tuotettavien rakennusosien valmistuksessa päästään parempaan tehokkuuteen ja mittatarkkuuteen kuin paikalla rakennettaessa. Tämä tekee mahdolliseksi käyttää entistä vaativampia rakenneratkaisuja myös pientaloissa. Nykyisin käytössä olevien puurakenteisten pientaloelementtienongelma mitoituksessa on leimapaine. Valmistusvaiheen vaikeuksina ovat puutavaran varsin suuri koko- ja laatuvalikoima sekä puuhun tehtävät loveukset ja viisteet. Käsillä olevan diplomityön tavoitteena oli tutkia mahdollisuuksia poistaa elementeissä esiintyviä ongelmia ja selvittää, onko mahdollista korvata kantava sahatavarapalkki kevyemmällä rakenteella. Näistä lähtökohdista päädyttiin tutkimaan kotelo- ja ristikkopalkkirakenteita. Kotelo- ja ristikkopalkkien ohella tutkimuksessa tarkastellaan lastulevyn ja puun välistä liitosta ja nykyisen elementin kapasiteettia sekä pysty- että vaakasuoran kuormituksen alaisena. Liitoskokeissa tutkittiin erilaisilla SENCO-konenauloilla tehtyjä lastulevyn ja puun välisiä liitoksia. Liitosten lujuuksiksi saatiin yleensä hieman suuremmat ja siirtymäkertoimiksi hieman pienemmät arvot kuin naulan paksuudesta määritetyt. Pystykuormituskokeilla selvitettiin nykyisen elementin kapasiteetti, jota käytettiin vertailuarvona kotelo- ja ristikkopalkkikokeista saaduille tuloksille. Sekä kokeellisesti että laskennallisesti saatiin sama tulos: Nykyisen elementin kapasiteetti palkin taivutusmurtoon nähden on riittävä mutta varmuuskerroin leimapainemurtoon nähden on liian pieni. Kantavan rakenteen keventämiseen tähtäävissä suunnitelmissa pääajatuksena oli kehittää elementtiä siten, että myös sisäpinnan verhouslevynä oleva lastulevy saadaan kantavaksi rakenneosaksi. Erilaisilla kotelo- ja ristikkopalkki koekappaleilla suoritettiin yhteensä 35 kuormituskoetta. Lupaavimmat tulokset saatiin kotelorakenteella, jossa lastulevyn lisäksi mukana oli Finflakelevy. Rakenteen kehittämistä tulisi alustavien kokeiden perusteella jatkaa lastulevy-Finflakekotelon pohjalta. Jäykistysseinistä suoritettujen laskelmien perusteella voidaan todeta, että kohdeyrityksen nykyiset elementit antavat riittävän tuulijäykistyksen useimmissa tapauksissa. Verrattaessa kahta ulkomailla esitettyä laskentamenetelmää suomalaiseen menetelmään ei havaittu oleellista eroa niiden antamissa tuloksissa. /Kir09