Ruostumattomien terästen mitoitusperusteet puurakenteiden liitoksissa

Translated title of the contribution: Design of stainless steel fasteners in timber structures

Rainer Yli-Koski, Ari Kevarinmäki

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää ruostumattomien terästen mitoitusperusteita puurakenteiden liitoksissa ottaen huomioon rst-materiaalien hyvät lujuus- ja sitkeysominaisuudet. Tässä osatutkimuksessa rajoituttiin normaalilämpötilan mitoitukseen, ja testatut liitokset olivat teräs-puuliitoksia, joissa käytetään puikkoliittimiä. Lisäksi tehtiin puuhun liimattujen harjaterästankojen tartuntalujuuskokeita. Tutkimuksia ruostumattomien terästen käytöstä puurakenteissa löytyi vähän. Austeniittisia ruostumattomia teräksiä voidaan hitsata ja työstää hyvin. Materiaalin valinnassa tulee huomioida rakenteen käyttöolosuhteet, jotta saadaan kokonaisuuden kannalta taloudellinen ratkaisu. Yleisimmin on saatavilla teräslaaduista EN 1.4301 (A2) ja EN 1.4401 (A4) valmistettuja liittimiä ja -liitososia. Liittimen hinnoissa esiintyy suurta vaihtelua. Kokeellisessa osassa selvitettiin standardien mukaiset myötömomentin ja ulosvetolujuuden arvot eräille ruostumattomista teräksistä valmistetuille liittimille. Lisäksi vetoliitoskokeella varmistettiin laskennallisten leikkauskapasiteettien vastaavuudet koetulosten kanssa. Tulosten perusteella voidaan todeta, että austeniittisista ruostumattomista teräksistä valmistetuille liittimille voidaan käyttää Eurocode 5:ssä esitettyjä puurakenteiden liitosten leikkauskapasiteetin laskentakaavoja. Myötömomenttia määritettäessä tulisi käyttää liittimen todellisia vetolujuuden arvoja, jotta ruostumattomien terästen lujuusominaisuudet hyödynnettäisiin tehokkaasti. Kampanaulojen ja ruuvien valmistusprosessi lujittaa terästä ja näin ollen myötömomentin laskennallinen määritys ilman kunkin liitintyypin testausta on epämääräistä. Ulosvetokokeissa ei ruostumattomien ja vastaavien hiiliteräksisten kampanaulojen osalta ollut merkittäviä eroja. Ruuveilla ulosvetokoetulokset poikkesivat merkittävästi EN1995-1-1:2004 mukaan lasketuista arvoista. Kirjallisuudesta löytyi koetulosten kanssa saman suuruusluokan ulosvetolujuuksien arvoja. Ulkopuolisten rst-puuliitosten vetoliitoskokeiden tulokset vastasivat hyvin laskennallisia tuloksia, kun laskennassa oli huomioitu liittimien myötömomentti- ja ulosvetokokeiden tulokset. Ankkurinauloilla ja -ruuveilla koetulokset vastasivat paksun levyn kaavoilla laskettuja kapasiteetteja, vaikka levyn paksuuden ja liittimen halkaisijan suhde oli 0,5. Ruostumattomasta teräksestä valmistetuilla harjaterästangoilla saavutetaan samoja tartuntalujuuksia kuin vastaavalla seostamattomalla tangolla. Käytettäessä pidempiä tartuntapituuksia voidaan hyödyntää ruostumattomien tankojen korkea vetomurtolujuus.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages138
ISBN (Electronic)951-38-6528-2
Publication statusPublished - 2005
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

SeriesVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
Number2279
ISSN1235-0605

Fingerprint

Stainless Steel
varespladib methyl

Keywords

  • timber structures
  • connections
  • stainless steels
  • fasteners
  • corrosion
  • glued-in rods
  • yield moment
  • withdrawal strength
  • anchorage strength
  • dimensioning

Cite this

Yli-Koski, R., & Kevarinmäki, A. (2005). Ruostumattomien terästen mitoitusperusteet puurakenteiden liitoksissa. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 2279
Yli-Koski, Rainer ; Kevarinmäki, Ari. / Ruostumattomien terästen mitoitusperusteet puurakenteiden liitoksissa. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 2005. 138 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 2279).
@book{c9ba2577895a4e0da92369c425a0129f,
title = "Ruostumattomien ter{\"a}sten mitoitusperusteet puurakenteiden liitoksissa",
abstract = "Tutkimuksen tavoitteena oli selvitt{\"a}{\"a} ruostumattomien ter{\"a}sten mitoitusperusteita puurakenteiden liitoksissa ottaen huomioon rst-materiaalien hyv{\"a}t lujuus- ja sitkeysominaisuudet. T{\"a}ss{\"a} osatutkimuksessa rajoituttiin normaalil{\"a}mp{\"o}tilan mitoitukseen, ja testatut liitokset olivat ter{\"a}s-puuliitoksia, joissa k{\"a}ytet{\"a}{\"a}n puikkoliittimi{\"a}. Lis{\"a}ksi tehtiin puuhun liimattujen harjater{\"a}stankojen tartuntalujuuskokeita. Tutkimuksia ruostumattomien ter{\"a}sten k{\"a}yt{\"o}st{\"a} puurakenteissa l{\"o}ytyi v{\"a}h{\"a}n. Austeniittisia ruostumattomia ter{\"a}ksi{\"a} voidaan hitsata ja ty{\"o}st{\"a}{\"a} hyvin. Materiaalin valinnassa tulee huomioida rakenteen k{\"a}ytt{\"o}olosuhteet, jotta saadaan kokonaisuuden kannalta taloudellinen ratkaisu. Yleisimmin on saatavilla ter{\"a}slaaduista EN 1.4301 (A2) ja EN 1.4401 (A4) valmistettuja liittimi{\"a} ja -liitososia. Liittimen hinnoissa esiintyy suurta vaihtelua. Kokeellisessa osassa selvitettiin standardien mukaiset my{\"o}t{\"o}momentin ja ulosvetolujuuden arvot er{\"a}ille ruostumattomista ter{\"a}ksist{\"a} valmistetuille liittimille. Lis{\"a}ksi vetoliitoskokeella varmistettiin laskennallisten leikkauskapasiteettien vastaavuudet koetulosten kanssa. Tulosten perusteella voidaan todeta, ett{\"a} austeniittisista ruostumattomista ter{\"a}ksist{\"a} valmistetuille liittimille voidaan k{\"a}ytt{\"a}{\"a} Eurocode 5:ss{\"a} esitettyj{\"a} puurakenteiden liitosten leikkauskapasiteetin laskentakaavoja. My{\"o}t{\"o}momenttia m{\"a}{\"a}ritett{\"a}ess{\"a} tulisi k{\"a}ytt{\"a}{\"a} liittimen todellisia vetolujuuden arvoja, jotta ruostumattomien ter{\"a}sten lujuusominaisuudet hy{\"o}dynnett{\"a}isiin tehokkaasti. Kampanaulojen ja ruuvien valmistusprosessi lujittaa ter{\"a}st{\"a} ja n{\"a}in ollen my{\"o}t{\"o}momentin laskennallinen m{\"a}{\"a}ritys ilman kunkin liitintyypin testausta on ep{\"a}m{\"a}{\"a}r{\"a}ist{\"a}. Ulosvetokokeissa ei ruostumattomien ja vastaavien hiiliter{\"a}ksisten kampanaulojen osalta ollut merkitt{\"a}vi{\"a} eroja. Ruuveilla ulosvetokoetulokset poikkesivat merkitt{\"a}v{\"a}sti EN1995-1-1:2004 mukaan lasketuista arvoista. Kirjallisuudesta l{\"o}ytyi koetulosten kanssa saman suuruusluokan ulosvetolujuuksien arvoja. Ulkopuolisten rst-puuliitosten vetoliitoskokeiden tulokset vastasivat hyvin laskennallisia tuloksia, kun laskennassa oli huomioitu liittimien my{\"o}t{\"o}momentti- ja ulosvetokokeiden tulokset. Ankkurinauloilla ja -ruuveilla koetulokset vastasivat paksun levyn kaavoilla laskettuja kapasiteetteja, vaikka levyn paksuuden ja liittimen halkaisijan suhde oli 0,5. Ruostumattomasta ter{\"a}ksest{\"a} valmistetuilla harjater{\"a}stangoilla saavutetaan samoja tartuntalujuuksia kuin vastaavalla seostamattomalla tangolla. K{\"a}ytett{\"a}ess{\"a} pidempi{\"a} tartuntapituuksia voidaan hy{\"o}dynt{\"a}{\"a} ruostumattomien tankojen korkea vetomurtolujuus.",
keywords = "timber structures, connections, stainless steels, fasteners, corrosion, glued-in rods, yield moment, withdrawal strength, anchorage strength, dimensioning",
author = "Rainer Yli-Koski and Ari Kevarinm{\"a}ki",
note = "Project code: R3SU00026",
year = "2005",
language = "Finnish",
series = "VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "2279",
address = "Finland",

}

Yli-Koski, R & Kevarinmäki, A 2005, Ruostumattomien terästen mitoitusperusteet puurakenteiden liitoksissa. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, no. 2279, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Ruostumattomien terästen mitoitusperusteet puurakenteiden liitoksissa. / Yli-Koski, Rainer; Kevarinmäki, Ari.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 2005. 138 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 2279).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Ruostumattomien terästen mitoitusperusteet puurakenteiden liitoksissa

AU - Yli-Koski, Rainer

AU - Kevarinmäki, Ari

N1 - Project code: R3SU00026

PY - 2005

Y1 - 2005

N2 - Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää ruostumattomien terästen mitoitusperusteita puurakenteiden liitoksissa ottaen huomioon rst-materiaalien hyvät lujuus- ja sitkeysominaisuudet. Tässä osatutkimuksessa rajoituttiin normaalilämpötilan mitoitukseen, ja testatut liitokset olivat teräs-puuliitoksia, joissa käytetään puikkoliittimiä. Lisäksi tehtiin puuhun liimattujen harjaterästankojen tartuntalujuuskokeita. Tutkimuksia ruostumattomien terästen käytöstä puurakenteissa löytyi vähän. Austeniittisia ruostumattomia teräksiä voidaan hitsata ja työstää hyvin. Materiaalin valinnassa tulee huomioida rakenteen käyttöolosuhteet, jotta saadaan kokonaisuuden kannalta taloudellinen ratkaisu. Yleisimmin on saatavilla teräslaaduista EN 1.4301 (A2) ja EN 1.4401 (A4) valmistettuja liittimiä ja -liitososia. Liittimen hinnoissa esiintyy suurta vaihtelua. Kokeellisessa osassa selvitettiin standardien mukaiset myötömomentin ja ulosvetolujuuden arvot eräille ruostumattomista teräksistä valmistetuille liittimille. Lisäksi vetoliitoskokeella varmistettiin laskennallisten leikkauskapasiteettien vastaavuudet koetulosten kanssa. Tulosten perusteella voidaan todeta, että austeniittisista ruostumattomista teräksistä valmistetuille liittimille voidaan käyttää Eurocode 5:ssä esitettyjä puurakenteiden liitosten leikkauskapasiteetin laskentakaavoja. Myötömomenttia määritettäessä tulisi käyttää liittimen todellisia vetolujuuden arvoja, jotta ruostumattomien terästen lujuusominaisuudet hyödynnettäisiin tehokkaasti. Kampanaulojen ja ruuvien valmistusprosessi lujittaa terästä ja näin ollen myötömomentin laskennallinen määritys ilman kunkin liitintyypin testausta on epämääräistä. Ulosvetokokeissa ei ruostumattomien ja vastaavien hiiliteräksisten kampanaulojen osalta ollut merkittäviä eroja. Ruuveilla ulosvetokoetulokset poikkesivat merkittävästi EN1995-1-1:2004 mukaan lasketuista arvoista. Kirjallisuudesta löytyi koetulosten kanssa saman suuruusluokan ulosvetolujuuksien arvoja. Ulkopuolisten rst-puuliitosten vetoliitoskokeiden tulokset vastasivat hyvin laskennallisia tuloksia, kun laskennassa oli huomioitu liittimien myötömomentti- ja ulosvetokokeiden tulokset. Ankkurinauloilla ja -ruuveilla koetulokset vastasivat paksun levyn kaavoilla laskettuja kapasiteetteja, vaikka levyn paksuuden ja liittimen halkaisijan suhde oli 0,5. Ruostumattomasta teräksestä valmistetuilla harjaterästangoilla saavutetaan samoja tartuntalujuuksia kuin vastaavalla seostamattomalla tangolla. Käytettäessä pidempiä tartuntapituuksia voidaan hyödyntää ruostumattomien tankojen korkea vetomurtolujuus.

AB - Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää ruostumattomien terästen mitoitusperusteita puurakenteiden liitoksissa ottaen huomioon rst-materiaalien hyvät lujuus- ja sitkeysominaisuudet. Tässä osatutkimuksessa rajoituttiin normaalilämpötilan mitoitukseen, ja testatut liitokset olivat teräs-puuliitoksia, joissa käytetään puikkoliittimiä. Lisäksi tehtiin puuhun liimattujen harjaterästankojen tartuntalujuuskokeita. Tutkimuksia ruostumattomien terästen käytöstä puurakenteissa löytyi vähän. Austeniittisia ruostumattomia teräksiä voidaan hitsata ja työstää hyvin. Materiaalin valinnassa tulee huomioida rakenteen käyttöolosuhteet, jotta saadaan kokonaisuuden kannalta taloudellinen ratkaisu. Yleisimmin on saatavilla teräslaaduista EN 1.4301 (A2) ja EN 1.4401 (A4) valmistettuja liittimiä ja -liitososia. Liittimen hinnoissa esiintyy suurta vaihtelua. Kokeellisessa osassa selvitettiin standardien mukaiset myötömomentin ja ulosvetolujuuden arvot eräille ruostumattomista teräksistä valmistetuille liittimille. Lisäksi vetoliitoskokeella varmistettiin laskennallisten leikkauskapasiteettien vastaavuudet koetulosten kanssa. Tulosten perusteella voidaan todeta, että austeniittisista ruostumattomista teräksistä valmistetuille liittimille voidaan käyttää Eurocode 5:ssä esitettyjä puurakenteiden liitosten leikkauskapasiteetin laskentakaavoja. Myötömomenttia määritettäessä tulisi käyttää liittimen todellisia vetolujuuden arvoja, jotta ruostumattomien terästen lujuusominaisuudet hyödynnettäisiin tehokkaasti. Kampanaulojen ja ruuvien valmistusprosessi lujittaa terästä ja näin ollen myötömomentin laskennallinen määritys ilman kunkin liitintyypin testausta on epämääräistä. Ulosvetokokeissa ei ruostumattomien ja vastaavien hiiliteräksisten kampanaulojen osalta ollut merkittäviä eroja. Ruuveilla ulosvetokoetulokset poikkesivat merkittävästi EN1995-1-1:2004 mukaan lasketuista arvoista. Kirjallisuudesta löytyi koetulosten kanssa saman suuruusluokan ulosvetolujuuksien arvoja. Ulkopuolisten rst-puuliitosten vetoliitoskokeiden tulokset vastasivat hyvin laskennallisia tuloksia, kun laskennassa oli huomioitu liittimien myötömomentti- ja ulosvetokokeiden tulokset. Ankkurinauloilla ja -ruuveilla koetulokset vastasivat paksun levyn kaavoilla laskettuja kapasiteetteja, vaikka levyn paksuuden ja liittimen halkaisijan suhde oli 0,5. Ruostumattomasta teräksestä valmistetuilla harjaterästangoilla saavutetaan samoja tartuntalujuuksia kuin vastaavalla seostamattomalla tangolla. Käytettäessä pidempiä tartuntapituuksia voidaan hyödyntää ruostumattomien tankojen korkea vetomurtolujuus.

KW - timber structures

KW - connections

KW - stainless steels

KW - fasteners

KW - corrosion

KW - glued-in rods

KW - yield moment

KW - withdrawal strength

KW - anchorage strength

KW - dimensioning

M3 - Report

T3 - VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes

BT - Ruostumattomien terästen mitoitusperusteet puurakenteiden liitoksissa

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Yli-Koski R, Kevarinmäki A. Ruostumattomien terästen mitoitusperusteet puurakenteiden liitoksissa. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 2005. 138 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 2279).