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.
Translated title of the contributionDesign of stainless steel fasteners in timber structures
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

Keywords

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

Fingerprint Dive into the research topics of 'Design of stainless steel fasteners in timber structures'. Together they form a unique fingerprint.

  • Cite this

    Yli-Koski, R., & Kevarinmäki, A. (2005). Ruostumattomien terästen mitoitusperusteet puurakenteiden liitoksissa. VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 2279 http://www.vtt.fi/inf/pdf/tiedotteet/2005/T2279.pdf