Analysis of stackable heat-insulating hollow block wall according to loading tests performed to a real size structure

摘要

Tarve tälle työlle ilmeni, kun Rakennusteollisuus RT tilasi VTT:ltä kuormituskokeen, jossa kuormitettiin eristettyjä muottiharkkoseiniä epäkeskeiselle puristukselle ja puristuksen ja taivutuksen yhdistelmälle. Kokeissa huomattiin rakenteissa olevan paljon ylimääräistä varmuutta. Tämän työn tarkoitus oli luoda luotettava laskentamalli, joka toimisi kuormituskokeiden havaintojen mukaisesti. Jo työn alussa huomattiin, että erillisillä yksinkertaisilla laskentamalleilla molemmat kuormitustavat saadaan laskettua hyvin. Suuremman työn takana oli luoda yksi laskentamalli, jolla saadaan ratkaistua molemmat kuormitustapaukset, eli joka toimii myös kuormitusten yhdistelyyn.Työn painoarvo oli koko ajan laskennassa, jota hiottiin työn loppuun asti. Ongelmia aiheuttivat mm. betonin ja betoniterästen yhteistoiminnan kuvaaminen, eristeen materiaaliominaisuudet sekä ohjelmistolliset rajoitteet. Lopullinen laskentamalli on edellämainittujen kompromissi, joka täyttää työlle asetetut tavoitteet ja on jalostettavissa työkaluksi oikeiden harkkorakenteiden mitoitukseen. Betonin ja terästen yhteistoiminta kuvattiin lopullisessa laskentamallissa teräksen ympärille mallinnetulla heikennetyllä alueella, joka salli teräksen ottaa voimia betonin menetettyä vetolujuutensa. Käytetyn ohjelman lisenssiehtojen takia aivan kaikkia kyseisen ohjelman ominaisuuksia ei työssä saatu käytettyä, mutta lopulta käytössä ollut lisenssi osoittautui riittäväksi laskentamallin luomiseksi. Eristeen materiaaliominaisuudet osoittautuivat kuitenkin lopulta suurimmaksi ongelmaksi työn tekemisessä niiden suuren vaihtelun takia. Lopulliset tulokset laskettiin eristeen arvoilla, jotka saatiin muuttamalla niitä kunnes tulokset vastasivat kuormitusten tuloksia.Lopulta malli saatiin toimimaan halutusti, ja yhdellä mallilla saatiin laskettua molemmat kuormitustapaukset. Suurimmaksi epävarmuudeksi jäi eristeen materiaaliominaisuudet, kuten edellisessä kappaleessa todettiin. Lopulta todettiin, että harkkojen väliin on syytä asentaa esimerkiksi teräksiä, jotka siirtävät kuormaa kuorelta toiselle. Jos kuorma halutaan siirtää pelkästään eristeellä, on eristeen ominaisuuksia huononnettava riittävän varmuuden saamiseksi niin paljon, että eristeen antama hyöty analyysiin muuttunee lähes merkityksettömäksi. Tämän työn tuloksista huomattiin kuitenkin se, että toisen kuoren mukaan ottaminen analyysin on ehdottomasti kannattavaa rakenteen kestävyyden kannalta. Työn jälkeen on tarkoitus aloittaa mitoitusohjeiden laskenta, joka perustuu tässä työssä luotuun laskentamalliin. Jotta nyt luotua malli voidaan hyödyntää mitoituksessa, täytyy täytyy ratkaista se, miten se saadaan luotettavasti tehtyä.