Liitosten tukipinnat ja laakerit

Tukipintojen laskenta eurokoodin SFS-EN 1992-1-1 kohdan 10.9.5 mukaan.

Yhdessä toimivien rakenneosien tukipinnat

Kuvan 40 mukainen vapaan tuennan nimellispituus a voidaan laskea seuraavasti:

missä

• a1 = tukipaineen vaatima nettotukipituus, a1 = FEd/(b1fRd), mutta vähintään taulukon 1 mukainen vähimmäisarvo
• FEd = tukireaktion mitoitusarvo
• b1 = nettotukileveys. Jos tukipaineen tasainen jakautuminen varmistetaan esim. laastin, neopreenilevylaakerin tai vastaavan tasauslevyn avulla, voidaan tukileveyden b1 mitoitusarvona käyttää tukipinnan todellista leveyttä. Muussa tapauksessa ja tarkemman analyysin puuttuessa tukileveyden b1 maksimiarvo on 600mm.
• fRd = tukipinnan puristuslujuuden mitoitusarvo. Muiden määrittelyjen puuttuessa voidaan tukipinnan puristuslujuutena käyttää seuraavia arvoja:
  • fRd = 0,4fcd kuiville liitoksille
  • fRd = fbed ≤ 0,85fcd kaikille muille tapauksille
    • missä:
    • fcd = pienempi tuettavan ja tukena olevan rakenneosan mitoituslujuuden arvoista
    • fbed = tasausaineen mitoituslujuus
• a2 = etäisyys joka oletetaan tehottomaksi tukena olevan rakenneosan ulkoreunassa, ks. kuvaa 40 ja taulukkoa 2
• a3 = etäisyys joka oletetaan tehottomaksi tuettavan rakenneosan päässä, ks. kuvaa 40 ja taulukkoa 3
• Δa2 = tukena olevien rakenneosien välisen etäisyyden suunnittelussa huomioon otettava mittapoikkeama, ks. taulukkoa 4
• Δa3 = tuettavan rakenneosan pituuden suunnittelussa huomioon otettava mittapoikkeama Δa3 = ln/2500, missä ln on rakenneosan pituus

Taulukko 1. Nettotukipituuden a1 vähimmäisarvo [mm]

Taulukko 2. Etäisyys a2 [mm], joka oletetaan tehottomaksi tukena olevan rakenneosan ulkoreunassa. Betonista valmistettua tukiharkkoa käytetään tapauksessa (-).

Taulukko 3. Etäisyys a3 [mm], joka oletetaan tehottomaksi tuettavan rakenneosan päässä.

Taulukko 4. Tukien välisen vapaan etäisyyden suunnittelussa huomioon otettava mittapoikkeama Δa2 l = jännemitta

Esimerkki vapaan tuennan nimellispituuden laskemisesta:

Teräsbetonipalkki 680x480, L=5960mm. Palkin raudoituksen betonipeite 25mm. Tukipintoina teräsbetonipilarit, pilareiden väli 6000mm. Palkin betoni C30/37, pilareiden betoni C40/50. Palkin tukipintana neopreeni b1 = 320mm. Palkin tukireaktion mitoitusarvo FEd = 400kN. Käytetään betonielementeille pienennettyjä osavarmuuslukuja.

1. Määritetään tukipinnan puristuslujuuden mitoitusarvo fRd

Neopreeni: fbed = 6 MPa

Betonit: fcd,palkki = 0,85 x 30 MPa / 1,35 = 18,9 MPa

fcd,pilari = 0,85 x 40 MPa / 1,35 = 25,2 MPa

=> fRd = 6 MPa

2. Tarkistetaan nettotukipituus a1 ja sen vähimmäisarvo.

FEd = 450kN, b1 = 320mm => a1 = 400kN/(320mm x 6MPa) = 208,3mm.

Suhteellinen tukipaine σEd/fcd = 6 MPa/18,9 MPa = 0,32.

Nettotukipituuden vähimmäisarvo taulukon 1 mukaan (pistemäinen tuki, suhteellinen tukipaine 0,32) on 110 mm => käytetään laskettua arvoa.

3. Lasketaan vapaan tuennan nimellispituus a.

a2 = 15 mm (taulukko 2)

a3 = 25 mm (taulukko 3)

Δa2 = 6000 mm/1200 = 5 mm

Δa3 = 5960 mm/1200 = 5 mm

Erillisten rakenneosien tukipinnat

Erillisten rakenneosien tukipinnan nimellispituuden tulee olla 20 mm suurempi kuin toisiinsa liittyvissä rakenneosissa käytettävä arvo. Lisäksi nettotukipituutta tulee lisätä kattamaan mahdolliset liikkeet tuella, jos liikettä voi tapahtua. Nettotukipituutta tulee lisätä myös kattamaan mahdollinen siteen ympäri tapahtuvan kiertymän vaikutus, mikäli rakenneosa on sidottu muualta kuin tukipinnan tasolla.

Erillisiä rakenneosia ovat rakenneosat, jotka ovat erillisiä tai rakenneosat, joita voidaan mitoitusta varten käsitellä erillisinä. Tällaisia rakenteita ovat tyypillisesti elementtirakenteet.

Kumilevylaakerit (Neopreenilaakerit)

Neopren-laakerien mitoitus tehdään kohdassa Liitokset/ Neopren- laakerit esitetyllä menetelmällä. Neopreenilaakereita käytetään yleisesti elementtipalkkien liitoksissa, kun suunnitellaan palkkien ja pilarien nivelliitoksia. Laakerit kiinnitetään tehtaalla suunnittelijan ilmoittamaan paikkaan konsolin yläpintaan. TT- ja HTT-laattojen sekä palkkien liitoksissa käytetään myös neopreenilaakereita. Näissä neoprenilaakerit liimataan tehtaalla ripojen alapintaan suunnittelijan osoittamiin paikkoihin. Neopreenilaakereista tulee ilmoittaa suunnitelmissa laakerin koko sijainti ja lujuus. Laakerin lujuus ilmoitetaan shore-arvoilla. Yleensä käytetään shore 60 lujuutta. Neopreenilaakereita käytetään myös ääneneristysliitoksissa kun halutaan eristää esim. porrashuoneen runkoääntä. Ontelolaattojen liitoksissa betonipalkkeihin käytetään kapeita neopreenilaakerinauhoja shore 60 H x B x L = 10 x 20 x L, jotka kiinnitetään palkkiin suunnittelijan osoittamiin paikkoihin tehtaalla.