Puupalkin lujuus taivutus- ja vetorasituksessa

Abstract

Viime vuosikymmeninä tehdyt tutkimukset osoittavat perinteisten puurakenteiden mitoitusmenetelmien ottavan riittämättömästi huomioon puun luonnonmateriaalin ominaisuudet. Tämän tutkimuksen peruslähtökohta on, että sahatavaran lujuus on stokastinen ominaisuus ja että puunlujuus vedossa määräytyy vian lujuuden perusteella. Tutkimuksen päätarkoituksena oli etsiä niitä tekijöitä, joiden avulla puupalkin lujuus voitaisiin määrittää matemaattisin ja tilastollisin keinoin entistä tarkemmin taivutuksen ja vetävän normaalivoiman rasittamana. Nykyisen suunnittelukäytännön mukainen momentin ja vetävän normaalivoiman lineaarinen yhteisvaikutus ei vastaa poikkileikkauksen todellista toimintaa. Tutkimuksen lähtökohtana oli Tuomo Poutasen kehittämä malli puun lujuudesta ja momentin ja vetävän normaalivoiman epälineaarinen yhteisvaikutus. Kuormituksen jakaantumisella ja palkin pituudella on suuri vaikutus palkin lujuuteen.Tätä ei nykyisissä suunnittelunormeissa huomioida. Tutkimuksessa kehitettiin heikoimman lenkin periaatteeseen perustuva laskentamalli palkin lujuudelle. Teoreettisen mallin perusteella kehitettiin laskenta-algoritmi, joka tulosti palkin yhdistetyn taivutus- ja normaalivoimakestävyyden näiden erilaisilla yhdistelmillä, palkin erilaisilla pituuksilla ja kuormitustapauksilla. Saatuja tuloksia verrattiin kansainvälisiin tutkimustuloksiin. /Kir11