Ruostumattomasta teräksestä valmistettujen puurakenteiden liitosten suunnittelu

Yleiset ohjeet ja palomitoitus

Translated title of the contribution: Design of timber connections with stainless steel: Common rules and structural fire design

Ari Kevarinmäki, Tuuli Oksanen, Rainer Yli-Koski

Research output: Book/ReportReportProfessional

Abstract

Ruostumattoman teräksen käyttöön kantavissa rakenteissa ja niiden liitoksissa päädytään yleensä, kun materiaalilta vaaditaan hyvää korroosion- tai palonkestävyyttä. Ruostumattomasta teräksestä voidaan valmistaa kaikkia puurakenteissa käytettäviä liitosten teräsosia, kuten liitoslevyjä, palkkikenkiä, vetotankoja, tappivaarnoja, nauloja, ruuveja ja pultteja. Tämä tutkimus osoittaa, että austeniittisia ruostumatonta terästä voidaan käyttää puurakenteiden liitoksissa, joilta vaaditaan palonkestävyyttä. Puurakenteiden liitosten palonkestävyyden paraneminen voidaan saavuttaa hyödyntämällä ruostumattomien teräslaatujen hyviä lujuus- ja jäykkyysominaisuuksia korkeissa lämpötiloissa. Palotilanteen suunnittelussa on huomioitava lujuuden ja kimmokertoimen alenemisen lisäksi myös mahdollinen liitoksen toimintatavan muuttuminen sekä puun hiiltymisestä aiheutuva väljyys liitoksessa. Teräslevyllisissä liima- ja kertopuurakenteiden monileikkeisissä tappivaarnaliitoksissa liittimien päät voidaan jättää suojaamattomiksi palonkestävyysluokassa R60, kun tappivaarnat valmistetaan ruostumattomasta teräksestä. Kun tappivaarnojen päiden puutulppaus jätetään pois, liittimet ovat nähtävillä. Säästöjä saavutetaan sekä työkustannuksissa että puun materiaalimenekeissä. Puun hiiltyminen rst-levyn alla ja jopa suljetun rst-holkin sisällä on lähes yhtä nopeaa kuin suojaamattoman puupinnan hiiltyminen. Puun hiiltyminen liitoslevyn alla vaikuttaa oleellisesti leikkauskuormitetun liittimen kapasiteettiin. Suojaamattomilla ulkopuolisilla rst-levyllisillä liitoksilla ei päästä tämän vuoksi R30-luokkaa parempaan palonkestävyyteen. Tämä suunnitteluohje on tarkoitettu käytettäväksi Eurocode-järjestelmän mukaisen kantavien puurakenteiden suunnittelun yhteydessä.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages65
ISBN (Electronic)951-38-6590-8
Publication statusPublished - 2005
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

NameVTT Working Papers
PublisherVTT
No.38
ISSN (Electronic)1459-7683

Fingerprint

Stainless Steel

Keywords

  • construction timber
  • timber structures
  • connections
  • fasteners
  • stainless steels
  • fire resistance
  • corrosion
  • mortice bolt joints
  • strutted constructions
  • muff joint

Cite this

Kevarinmäki, A., Oksanen, T., & Yli-Koski, R. (2005). Ruostumattomasta teräksestä valmistettujen puurakenteiden liitosten suunnittelu: Yleiset ohjeet ja palomitoitus. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Working Papers, No. 38
Kevarinmäki, Ari ; Oksanen, Tuuli ; Yli-Koski, Rainer. / Ruostumattomasta teräksestä valmistettujen puurakenteiden liitosten suunnittelu : Yleiset ohjeet ja palomitoitus. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 2005. 65 p. (VTT Working Papers; No. 38).
@book{2423b24b43b5476daaf64f2579190b08,
title = "Ruostumattomasta ter{\"a}ksest{\"a} valmistettujen puurakenteiden liitosten suunnittelu: Yleiset ohjeet ja palomitoitus",
abstract = "Ruostumattoman ter{\"a}ksen k{\"a}ytt{\"o}{\"o}n kantavissa rakenteissa ja niiden liitoksissa p{\"a}{\"a}dyt{\"a}{\"a}n yleens{\"a}, kun materiaalilta vaaditaan hyv{\"a}{\"a} korroosion- tai palonkest{\"a}vyytt{\"a}. Ruostumattomasta ter{\"a}ksest{\"a} voidaan valmistaa kaikkia puurakenteissa k{\"a}ytett{\"a}vi{\"a} liitosten ter{\"a}sosia, kuten liitoslevyj{\"a}, palkkikenki{\"a}, vetotankoja, tappivaarnoja, nauloja, ruuveja ja pultteja. T{\"a}m{\"a} tutkimus osoittaa, ett{\"a} austeniittisia ruostumatonta ter{\"a}st{\"a} voidaan k{\"a}ytt{\"a}{\"a} puurakenteiden liitoksissa, joilta vaaditaan palonkest{\"a}vyytt{\"a}. Puurakenteiden liitosten palonkest{\"a}vyyden paraneminen voidaan saavuttaa hy{\"o}dynt{\"a}m{\"a}ll{\"a} ruostumattomien ter{\"a}slaatujen hyvi{\"a} lujuus- ja j{\"a}ykkyysominaisuuksia korkeissa l{\"a}mp{\"o}tiloissa. Palotilanteen suunnittelussa on huomioitava lujuuden ja kimmokertoimen alenemisen lis{\"a}ksi my{\"o}s mahdollinen liitoksen toimintatavan muuttuminen sek{\"a} puun hiiltymisest{\"a} aiheutuva v{\"a}ljyys liitoksessa. Ter{\"a}slevyllisiss{\"a} liima- ja kertopuurakenteiden monileikkeisiss{\"a} tappivaarnaliitoksissa liittimien p{\"a}{\"a}t voidaan j{\"a}tt{\"a}{\"a} suojaamattomiksi palonkest{\"a}vyysluokassa R60, kun tappivaarnat valmistetaan ruostumattomasta ter{\"a}ksest{\"a}. Kun tappivaarnojen p{\"a}iden puutulppaus j{\"a}tet{\"a}{\"a}n pois, liittimet ovat n{\"a}ht{\"a}vill{\"a}. S{\"a}{\"a}st{\"o}j{\"a} saavutetaan sek{\"a} ty{\"o}kustannuksissa ett{\"a} puun materiaalimenekeiss{\"a}. Puun hiiltyminen rst-levyn alla ja jopa suljetun rst-holkin sis{\"a}ll{\"a} on l{\"a}hes yht{\"a} nopeaa kuin suojaamattoman puupinnan hiiltyminen. Puun hiiltyminen liitoslevyn alla vaikuttaa oleellisesti leikkauskuormitetun liittimen kapasiteettiin. Suojaamattomilla ulkopuolisilla rst-levyllisill{\"a} liitoksilla ei p{\"a}{\"a}st{\"a} t{\"a}m{\"a}n vuoksi R30-luokkaa parempaan palonkest{\"a}vyyteen. T{\"a}m{\"a} suunnitteluohje on tarkoitettu k{\"a}ytett{\"a}v{\"a}ksi Eurocode-j{\"a}rjestelm{\"a}n mukaisen kantavien puurakenteiden suunnittelun yhteydess{\"a}.",
keywords = "construction timber, timber structures, connections, fasteners, stainless steels, fire resistance, corrosion, mortice bolt joints, strutted constructions, muff joint",
author = "Ari Kevarinm{\"a}ki and Tuuli Oksanen and Rainer Yli-Koski",
note = "Project code: R3SU00026",
year = "2005",
language = "Finnish",
series = "VTT Working Papers",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "38",
address = "Finland",

}

Kevarinmäki, A, Oksanen, T & Yli-Koski, R 2005, Ruostumattomasta teräksestä valmistettujen puurakenteiden liitosten suunnittelu: Yleiset ohjeet ja palomitoitus. VTT Working Papers, no. 38, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Ruostumattomasta teräksestä valmistettujen puurakenteiden liitosten suunnittelu : Yleiset ohjeet ja palomitoitus. / Kevarinmäki, Ari; Oksanen, Tuuli; Yli-Koski, Rainer.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 2005. 65 p. (VTT Working Papers; No. 38).

Research output: Book/ReportReportProfessional

TY - BOOK

T1 - Ruostumattomasta teräksestä valmistettujen puurakenteiden liitosten suunnittelu

T2 - Yleiset ohjeet ja palomitoitus

AU - Kevarinmäki, Ari

AU - Oksanen, Tuuli

AU - Yli-Koski, Rainer

N1 - Project code: R3SU00026

PY - 2005

Y1 - 2005

N2 - Ruostumattoman teräksen käyttöön kantavissa rakenteissa ja niiden liitoksissa päädytään yleensä, kun materiaalilta vaaditaan hyvää korroosion- tai palonkestävyyttä. Ruostumattomasta teräksestä voidaan valmistaa kaikkia puurakenteissa käytettäviä liitosten teräsosia, kuten liitoslevyjä, palkkikenkiä, vetotankoja, tappivaarnoja, nauloja, ruuveja ja pultteja. Tämä tutkimus osoittaa, että austeniittisia ruostumatonta terästä voidaan käyttää puurakenteiden liitoksissa, joilta vaaditaan palonkestävyyttä. Puurakenteiden liitosten palonkestävyyden paraneminen voidaan saavuttaa hyödyntämällä ruostumattomien teräslaatujen hyviä lujuus- ja jäykkyysominaisuuksia korkeissa lämpötiloissa. Palotilanteen suunnittelussa on huomioitava lujuuden ja kimmokertoimen alenemisen lisäksi myös mahdollinen liitoksen toimintatavan muuttuminen sekä puun hiiltymisestä aiheutuva väljyys liitoksessa. Teräslevyllisissä liima- ja kertopuurakenteiden monileikkeisissä tappivaarnaliitoksissa liittimien päät voidaan jättää suojaamattomiksi palonkestävyysluokassa R60, kun tappivaarnat valmistetaan ruostumattomasta teräksestä. Kun tappivaarnojen päiden puutulppaus jätetään pois, liittimet ovat nähtävillä. Säästöjä saavutetaan sekä työkustannuksissa että puun materiaalimenekeissä. Puun hiiltyminen rst-levyn alla ja jopa suljetun rst-holkin sisällä on lähes yhtä nopeaa kuin suojaamattoman puupinnan hiiltyminen. Puun hiiltyminen liitoslevyn alla vaikuttaa oleellisesti leikkauskuormitetun liittimen kapasiteettiin. Suojaamattomilla ulkopuolisilla rst-levyllisillä liitoksilla ei päästä tämän vuoksi R30-luokkaa parempaan palonkestävyyteen. Tämä suunnitteluohje on tarkoitettu käytettäväksi Eurocode-järjestelmän mukaisen kantavien puurakenteiden suunnittelun yhteydessä.

AB - Ruostumattoman teräksen käyttöön kantavissa rakenteissa ja niiden liitoksissa päädytään yleensä, kun materiaalilta vaaditaan hyvää korroosion- tai palonkestävyyttä. Ruostumattomasta teräksestä voidaan valmistaa kaikkia puurakenteissa käytettäviä liitosten teräsosia, kuten liitoslevyjä, palkkikenkiä, vetotankoja, tappivaarnoja, nauloja, ruuveja ja pultteja. Tämä tutkimus osoittaa, että austeniittisia ruostumatonta terästä voidaan käyttää puurakenteiden liitoksissa, joilta vaaditaan palonkestävyyttä. Puurakenteiden liitosten palonkestävyyden paraneminen voidaan saavuttaa hyödyntämällä ruostumattomien teräslaatujen hyviä lujuus- ja jäykkyysominaisuuksia korkeissa lämpötiloissa. Palotilanteen suunnittelussa on huomioitava lujuuden ja kimmokertoimen alenemisen lisäksi myös mahdollinen liitoksen toimintatavan muuttuminen sekä puun hiiltymisestä aiheutuva väljyys liitoksessa. Teräslevyllisissä liima- ja kertopuurakenteiden monileikkeisissä tappivaarnaliitoksissa liittimien päät voidaan jättää suojaamattomiksi palonkestävyysluokassa R60, kun tappivaarnat valmistetaan ruostumattomasta teräksestä. Kun tappivaarnojen päiden puutulppaus jätetään pois, liittimet ovat nähtävillä. Säästöjä saavutetaan sekä työkustannuksissa että puun materiaalimenekeissä. Puun hiiltyminen rst-levyn alla ja jopa suljetun rst-holkin sisällä on lähes yhtä nopeaa kuin suojaamattoman puupinnan hiiltyminen. Puun hiiltyminen liitoslevyn alla vaikuttaa oleellisesti leikkauskuormitetun liittimen kapasiteettiin. Suojaamattomilla ulkopuolisilla rst-levyllisillä liitoksilla ei päästä tämän vuoksi R30-luokkaa parempaan palonkestävyyteen. Tämä suunnitteluohje on tarkoitettu käytettäväksi Eurocode-järjestelmän mukaisen kantavien puurakenteiden suunnittelun yhteydessä.

KW - construction timber

KW - timber structures

KW - connections

KW - fasteners

KW - stainless steels

KW - fire resistance

KW - corrosion

KW - mortice bolt joints

KW - strutted constructions

KW - muff joint

M3 - Report

T3 - VTT Working Papers

BT - Ruostumattomasta teräksestä valmistettujen puurakenteiden liitosten suunnittelu

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Kevarinmäki A, Oksanen T, Yli-Koski R. Ruostumattomasta teräksestä valmistettujen puurakenteiden liitosten suunnittelu: Yleiset ohjeet ja palomitoitus. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 2005. 65 p. (VTT Working Papers; No. 38).