Slotted steel studs as load-bearing structures of base-floors in small residential houses

摘要

Uumarei'itettyä teräsrankaa, eli termorankaa, käytetään pääsääntöisesti seinien kantavana rakenteena pystysuuntaista kuormitusta vastaan. Termorankojen käyttämisestä vaakarakenteina ei ole vakiintuneita suunnitteluohjeita tai -käytäntöjä. Tässä diplomityössä tutkittiin termorankaa alapohjan kantavana rakenteena. Tutkimuksen päätavoitteena oli kehittää termorankarakenne, joka soveltuu tuulettuvan alapohjan kantavaksi rakenteeksi. Tutkimuksen toinen pääpaino oli soveltaa Euro-koodi 3:n osan 1-3 asettamia suunnittelua koskevia vaatimuksia uumarei'itetylle kylmämuovaamalla valmistetulle teräsrangalle.Tutkimuksessa osoittautui sopivimmaksi alapohjan kantavaksi rakenteeksi C- ja U-profiileista ruuvaamalla valmistettu kotelopalkkirakenne, jonka sisäosa on eristetty XPS-eristeellä. Ruuvatuille kotelopalkeille suoritettiin vetokoesarjat standardin SFS-EN ISO 6892-1:2016 mukaisesti sekä kuusipistetaivutuskokeena hyväksyntäkoe, lujuuskoe ja prototyypin taivutusmurtokoe standardin SFS-EN 1993-1-3 mukaisesti. Saatuja koetuloksia verrattiin laskettuihin kestävyyden mitoitusarvoihin. Rankojen laskennalliset kestävyyden mitoitusarvot määritettiin soveltamalla Eurokoodi 3:n osaa 1-3 sekä pohjoisamerikkalaisia suunnitteluohjeita ja alan tieteellistä tutkimusta. Tutkimustulosten perusteella kestävyyden laskennalliset mitoitusarvot vastasivat noin 1-9 % tarkkuudella koekappaleiden Eurokoodi 3:n osan 1-3 mukaisesti muunnettuja koetulosten keskiarvoja, kuitenkaan yliarvioimatta niitä. Tutkimustulosten valossa voitiin todeta, että tutkimuksessa käytettyjen C- ja U-profiileista ruuvaamalla valmistettujen kotelopalkkien, joiden ruuvijako ala- ja ylälaipoissa on maksimissaan 600 mm, taivutuskestävyyden arvo vastaa osiensa taivutuskestävyyden summaa. Tässä työssä kehitetty ja tutkittu ruuvattu kotelopalkki soveltuu mekaanisen kestävyytensä puolesta pientalon tuulettuvan alapohjan kantavaksi rakenteeksi työssä esitetyillä reunaehdoilla.