Applicability of FEM Structural Analysis and Design Software to Structural Engineering of Reinforced Concrete Structures

摘要

Betonirakenteiden mitoitus tehdään tällä hetkellä pääasiassa käsinlaskentana ja erinäisillä mitoituspohjilla Excelillä tai Mathcadilla. Eurokoodien käyttöönotto Suomessa pakottaa suunnittelijat opettelemaan uuden normin. Koodin hallitsemisen apuna on useita mitoitus- ja analyysiohjelmia, joita tässä työssä tarkastellaan kolmen suhteellisen yksinkertaisen betonirakenteen mitoituksen kannalta. Tarkoituksena on selvittää miten hyvin ohjelmat rakenteet mitoittavat.Työ jakaantuu kahteen osaan: ensin tarkastellaan Eurokoodeja erityisesti betonirakenteiden osalta ja tämän jälkeen esitetään käsinlaskennalla saadut vertailutulokset ja verrataan niitä ohjelmien antamiin tuloksiin. Lopuksi ohjelmien tulokset kootaan taulukkoon, jossa havainnollistetaan tulosten oikeellisuus vertailuarvoihin. Tutkimus osoittaa, että ohjelmien käyttöliittymissä on huomattavia eroja, mikä luonnollisesti vaikuttaa käyttäjäkokemukseen. Erot ohjelmien antamissa tuloksissa riippuvat tarkasteltavasta rakenteesta ja yhteenvetona voidaan todeta, että mikään niistä ei ole virheetön – jonkin osa-alueen oikeellisuus ei takaa onnistumista myös muilla alueilla. Laadittujen taulukoiden ja kuvaajien perusteella nähdään, että yksinkertaisesti tulosten oikeellisuuden perusteella tutkituista ohjelmista parhaiten suoriutuu Scia Engineer. Osassa ohjelmista ei kaikkia normin mukaisia tarkasteluja voi edes tehdä, ja lisäksi Eurokoodi sisältää ohjeita ja sääntöjä, jotka ovat tulkinnanvaraisia. Myös ohjelmien tulokset ovat tulkinnanvaraisia, eikä niitä voi verrata suoraan numeroarvojen perusteella.On syytä muistaa, että koska kyseessä on näiden ohjelmien tutkimuksenhetkiset versiot, kehitystä tullee tapahtumaan ja lisää toimintoja implementoidaan ja vanhoja parannellaan - tietokoneohjelmien vertailu on aina senhetkistä. Tästä johtuen valittaessa ohjelmistoja suunnittelutoimistoon tulee arvioida millaiseksi kyseiset ohjelmat ovat kehittymässä lähitulevaisuudessa. Tämä voidaan osittain päätellä ohjelmien nykytilanteesta ja rakenteesta.