betoonsegusÕlme rekonstrueerimine...

Aleksandr Voronkov

BETOONSEGUSÕLME

REKONSTRUEERIMINE

BÜROOHOONEKS

LÕPUTÖÖ

Tallinn 2014

Aleksandr Voronkov

BETOONSEGUSÕLME

REKONSTRUEERIMINE

BÜROOHOONEKS

LÕPUTÖÖ

Ehitusteaduskond

Hoonete ehituse eriala

Tallinn 2014

Tõendan, et lõputöö on minu, Aleksandr Voronkov kirjutatud. Töö koostamisel kasutatud teiste

autorite, sh juhendaja loome- ja teadustööde seisukohad on viidatud.

Lõputöö koostamine, kaitsmine ja selles sisalduv informatsioon on prima facie õppeotstarbeline

ja töö on kaitstud autoriõiguse seadusega, mille kohaselt on autoril töö suhtes mittevaralised

õigused.

Juhul, kui seda lõputööd kasutatakse muudel põhjustel kui reprodutseerimine õppe- ja

teaduslikel eesmärkidel, mis ei ole ajendatud ärilistest huvidest, siis laienevad lõputöö autorile

lisaks mittevaralistele õigustele ka varalised õigused.

Lõputöö autor: Aleksandr Voronkov ……………….............................. (allkiri ja kuupäev) Üliõpilase kood 110820714 Õpperühm KEI 82 Lõputöö vastab ülesandele ja kehtivatele nõuetele. Juhendaja: Martti Kiisa ......................................... (allkiri ja kuupäev) Kaitsmisele lubatud “......”.............. 20....a Ehitusteaduskonna dekaan

Martti Kiisa ....................................

(allkiri)

Ehitusteaduskond

LÕPUTÖÖ ÜLESANNE

Lõpetaja: Aleksandr Voronkov Üliõpilase kood: 110820714 Õpperühm: KEI82

Eriala: Hoonete ehitus (kood 1827)

Lõputöö teema: Betoonsegusõlme rekonstrueerimine büroohooneks.

Lähteandmed töö koostamiseks:

- Laazi Ehituse OÜ poolt koostatud arhitektuurne projekt. - MKM 17.09.2010 määrus nr. 67. Nõuded ehitusprojektile. - EVS 811:2012. Hoone ehitusprojekt. - EVS 865-2:2014. Ehitusprojekti kirjeldus. Osa 2: Põhiprojekti seletuskiri. - EVS-EN 1993-1-1:2005+NA:2006. Eurokoodeks 3. Teraskonstruktsioonide

projekteerimine. Osa 1-1: Üldreeglid ja reeglid hoonete projekteerimiseks . - EVS-EN 1991-1-1:2002+NA:2002. Eurokoodeks 1: Ehituskonstruktsioonide

koormused. Osa 1-1: Üldkoormused – Mahukaalud, omakaalud, hoonete kasuskoormused.

- EVS-EN 1991-1-3:2006+NA:2006. Eurokoodeks 1: Ehituskonstruktsioonide koormused. Osa 1-3: Üldkoormused – Lumekoormus.

- EVS-EN 1991-1-4:2005+NA:2007. Eurokoodeks 1: Ehituskonstruktsioonide koormused. Osa 1-4: Üldkoormused – Tuulekoormus.

- EVS-EN 1090-1:2009+A1:2011. Teras- ja alumiiniumkonstruktsioonide valmistamine. Osa 1: Kandeelementide vastavushindamine.

- EVS-EN 1090-2:2008+A1:2011. Teras- ja alumiiniumkonstruktsioonide valmistamine. Osa 2: Tehnilised nõuded teraskonstruktsioonidele.

Töö koosseis, lahendamisele kuuluvate küsimuste loetelu:

- Hoonele mõjuvate koormuste arvutus. - Hoone vahelagede kandetalade konstrueerimine ja dimensioonimine. - Postide kontrollarvutused. - Seletuskirja koostamine. - Jooniste koostamine. - Hoone konstruktsiooniosa projekt lahendada põhiprojekti mahus.

Seletuskirja ning graafilise materjali sisu ja maht: - Seletuskiri – 40 lk. - Joonised – 6 joonist formaadis A3.

Seletuskiri peab olema trükitud kas masinkirjas või arvutil. Joonised vormistada kas käsitsi või arvutil. Lõputöö konsultandid:

Valdkond Konsultandi nimi Allkiri Kuupäev

Lõputöö juhendaja:........................................................................................................ (nimi) (allkiri) (kuupäev)

Lõpetaja: ......................................................................................................................... (nimi) (allkiri) (kuupäev)

Kinnitan ülesande: Martti Kiisa ......................................................................................... Ehitusteaduskonna dekaan (allkiri) (kuupäev)

Lõputöö ülesanne antud: ....... ........................ 20..... a.

Lõputöö esitamise tähtaeg: ....... ..................... 20..... a.

4

SISUKORD

SISSEJUHATUS .................................................................................................................................. 7

1. KASUTATUD TÄHISED JA LÜHENDID ................................................................................ 9

2. SELETUSKIRI ........................................................................................................................... 12

2.1. Üldosa .................................................................................................................................. 12

2.1.1. Objekti üldandmed ....................................................................................................... 12

2.1.2. Kasutatud normdokumentide loetelu ........................................................................... 12

2.1.3. Kasutatud arvutiprogrammide nimekiri ....................................................................... 13

2.1.4. Tehnilised lähteandmed ................................................................................................ 13

2.1.5. Aluseks võetud normkoormused .................................................................................. 13

2.1.6. Hoone lühikirjeldus ...................................................................................................... 14

2.1.7. Tulepüsivus .................................................................................................................. 14

2.1.8. Heliisolatsioon .............................................................................................................. 14

2.1.9. Tolerantsid .................................................................................................................... 14

2.2. Hoone konstruktsioonid ....................................................................................................... 15

2.2.1. Vundamendid ............................................................................................................... 15

2.2.2. Põrandad ....................................................................................................................... 15

2.2.3. Kandekarkass ............................................................................................................... 15

2.2.4. Välisseinad ................................................................................................................... 15

2.2.5. Siseseinad ..................................................................................................................... 15

2.2.6. Trepid ja mademed ....................................................................................................... 15

2.2.7. Katus ............................................................................................................................. 16

3. KOORMUSTE ARVUTUS ....................................................................................................... 17

3.1. Hoone üldandmed, asukoht ................................................................................................. 17

5

3.2. Omakaalukoormused ........................................................................................................... 17

3.2.1. Katuslae omakaal ......................................................................................................... 17

3.2.2. Vahelae omakaal .......................................................................................................... 18

3.2.3. Trepid ja mademed ....................................................................................................... 18

3.2.4. Välisseinad ................................................................................................................... 19

3.2.5. Siseseinad ..................................................................................................................... 19

3.3. Kasuskoormused .................................................................................................................. 20

3.4. Lumekoormus ...................................................................................................................... 20

3.5. Tuulekoormus ...................................................................................................................... 22

3.5.1. Tuulekoormuse arvutus välisseintele ........................................................................... 22

3.5.2. Tuulekoormuse arvutus katusele .................................................................................. 24

4. TALADE KONSTRUEERIMINE JA ARVUTUS .................................................................... 26

4.1. Üldist ................................................................................................................................... 26

4.2. Kolmanda korruse vahelae karkassi talade ja taladele mõjuvate koormuste arvutus .......... 26

4.2.1. Tala teljel 2 vahemikus A-B kontroll kandepiirseisundis ............................................ 26

4.2.2. Ristlõikeklassi määramine: .......................................................................................... 27

4.2.3. Tala teljel 2 vahemikus A-B põikjõukontroll ............................................................... 28

4.2.4. Tala teljel 2 vahemikus A-B kontroll kasutuspiirseisundis .......................................... 29

4.2.5. Tala teljel A telgede vahemikus 1-3 kontroll kandepiirseisundis ................................ 29

4.2.6. Tala teljel A telgede vahemikus 1-3 kontroll paindemomendi ja põikjõu koosmõjule30

4.2.7. Tala teljel A telgede vahemikus 1-3 kontroll kasutuspiirseisundis ............................. 30

5. POSTIDE KONTROLLARVUTUS .......................................................................................... 31

5.1. Sisejõud ............................................................................................................................... 31

5.2. Posti olulisemad andmed ..................................................................................................... 35

5.3. Posti stabiilsuse kontroll ...................................................................................................... 37

5.3.1. Varda tingsaledus ......................................................................................................... 37

5.3.2. Abisuuruse Ф leidmine................................................................................................. 38

6

5.3.3. Nõtketegurite leidmine ................................................................................................. 38

5.3.4. Ristlõike arvutuslik survekandevõime ......................................................................... 39

5.3.5. Ristlõike arvutuslik elastne paindekandevõime ........................................................... 39

5.3.6. Ristlõikekontroll ........................................................................................................... 39

5.3.7. Kiiveteguri leidmine ..................................................................................................... 39

5.3.8. Ekvivalentse paindemomendi tegurid .......................................................................... 40

5.3.9. Stabiilsuskontrolli valemites kordajad kyy ja kzy .......................................................... 40

5.3.10. Stabiilsuskontroll ...................................................................................................... 40

KOKKUVÕTE ................................................................................................................................... 42

SUMMARY ....................................................................................................................................... 43

VIIDATUD ALLIKAD ...................................................................................................................... 43

LISAD – GRAAFILINE OSA ........................................................................................................... 45

7

SISSEJUHATUS

Peaaegu iga ehitus algab tellija ideest ja võimalustest. Nii ka käesoleva lõputööga käsitletav ehitis

sai alguse ideest rekonstrueerida olemasolev, kuid juba mitmeid aastaid kasutamata seisnud

betoonsegusõlme hoone büroohooneks. Tellijal on suur vajadus bürooruumide järele.

Lõputöö põhieesmärgiks on projekteerida rekonstrueeritava hoone kandekonstruktsioonid ning

kontrollida alles jäävate karkassi teraspostide kandevõimet.

Endine betoonsegusõlme hoone oli viie korruseline (vt. Foto 1), kogu kõrgusega ~22 m.

Foto 1. Vana rekonstrueeritav hoone

Rekonstrueerimise käigus kõik konstruktsioonid on demonteeritud välja arvatud kuus terasposti,

mis on ehitatava büroohoone põhikandekonstruktsiooniks (vt Foto 2). Postidele ehitatakse vahelaed

ja katuslagi tekitades seitse korrust. Kuna korruste kõrgused on vähendatud võrreldes vanadega

kogu hoone kõrgus suurenes ainult ~ 2 m võrra ja moodustab 24 m. Ühest pikemast hoone küljest

on juurde ehitatud trepikoda koos liftišahtiga, teisest küljest kolmanda ja seitsmenda korruste vahele

on juurde ehitatud konsool, millega on saavutatud korruste pindala suurandamist.

8

Foto 2. Rekonstrueeritava hoone põhikarkassi postid

Antud lõputöö käsitleb ainult hoone teraskonstruktsioone. Seega arhitektuur, kivi- ja betoon-

konstruktsioonid, eriosad ja tulekaitse ei ole käsitletud.

Kõik konstruktsioonid lõputöös on projekteeritud ja kontrollitud õppeotstarbe jaoks.

9

1. KASUTATUD TÄHISED JA LÜHENDID

A - ristlõike pindala

Aν - ristlõike lõikepindala

β - kiivekõvera parandustegur

Ce - avatustegur

Ct - soojustegur

E - terase elastsusmoodul

I - ristlõike inertsimoment

Lcr - nõtkepikkus vaadeldavas tasapinnas

M - paindemoment

My,Ed - arvutuslik paindemoment

My,Rd - ristlõike arvutuslik paindekandevõime

N - pikijõud

Nb,Rd - varda arvutuslik nõtkekandevõime

Nc,Rd - varda arvutuslik survekandevõime

Ncr - elastsusteooria kohane kriitiline koormus

NEd - arvutuslik survejõud

Sy - staatiline moment

Qk - muutuva koondatud koormuse normsuurus

V - põikjõud

VEd - arvutuslik põikjõud

Vpl,Rd - ristlõike plastne põikjõukandevõime

Wpl - ristlõike plastne vastupanumoment

c - ristlõike elemendi laius või kõrgus

cpe - välisrõhu rõhutegur

cpi - siserõhu rõhutegur

gk - kaal pindalaühiku kohta või kaal pikkusühiku kohta

ƒy - terase voolavuspiir

h - konstruktsiooni kõrgus

hw - seina kogukõrgus

kyy - koosmõjutegur

kyz - koosmõjutegur

10

pk - normatiivne koormus

s - katuse lumekoormus

sk - normatiivne lumekoormus maapinnal

t - seina paksus

tw - elemendi seina paksus

qp(ze) - tippkiirusrõhk

w - läbipaine

w lub - lubatud läbipaine

wneto - netorõhk konstruktsioonielementidele

we - välispindadele mõjuv tuulerõhk

wi - sisepindadele mõjuv tuulerõhk

ze - välisrõhu arvutuskõrgus

zi - siserõhu arvutuskõrgus

Ф - nõtketeguri abisuurus paindenõtkel

ФLT - kiiveteguri χLT leidmiseks vajalik abisuurus

α - nõtkekõvera hälbetegur

αh - postidele rakendatav kõrguse h vähendustegur

αm - vähendustegur, mis arvestab postide arvu reas

γM0 - materjali osavarutegur

γM1 - materjali osavarutegur

γG,sup - alaliskoormuse osavarutegur

γǪ - muutuvkoormuse osavarutegur

ε - suhteline deformatsioon

η - lõikepindalaga seotud tegur

φ - globaalne algkalle

φ0 - globaalse algkalde põhiväärtus

λ� - tingsaledus

λ�y - tingsaledus y-telje suunas

λ�z - tingsaledus z-telje suunas

λ�LT - tingsaledus kiivel

µ - lumekoormuse kujutegur

µw - tuule mõjul kuhjuva lumehange kujutegur

µs - ülemiselt katuselt lume alla libisemise tekkiva hange kujutegur

11

qk - ühtlaselt jaotatud koormuse või joonkoormuse normsuurus

ρ - voolavuspiiri vähendustegur

χ - nõtketegur

χy - paindenõtke nõtketegur y-y-telje suhtes

χz - paindenõtke nõtketegur z-z-telje suhtes

χLT - kiivetegur

Ψ0 - muutuvkoormuse kombinatsioonitegur

[1, p. 12], [2, pp. 12,13], [3, pp. 12-15], [4, pp. 16-24]

12

2. SELETUSKIRI

2.1. Üldosa

2.1.1. Objekti üldandmed

Katastriüksus 78408:807:0057

Ehitise nimetus büroohoone

Suletud netopind (m2) 573,9

Esmase kasutuse aasta 2014

Minimaalne korruste arv 6

Maksimaalne korruste arv 7

2.1.2. Kasutatud normdokumentide loetelu

• MKM 17.09.2010 määrus nr. 67. Nõuded ehitusprojektile

• EVS 811:2012. Hoone ehitusprojekt.

• EVS 865-2:2014. Ehitusprojekti kirjeldus. Osa 2: Põhiprojekti seletuskiri

• EVS-EN 1993-1-1:2005+NA:2006. Eurokoodeks 3. Teraskonstruktsioonide

projekteerimine. Osa 1-1: Üldreeglid ja reeglid hoonete projekteerimiseks.

• EVS-EN 1991-1-1:2002+NA:2002. Eurokoodeks 1: Ehituskonstruktsioonide koormused.

Osa 1-1: Üldkoormused – Mahukaalud, omakaalud, hoonete kasuskoormused.


Osa 1-3: Üldkoormused – Lumekoormus.


Osa 1-4: Üldkoormused – Tuulekoormus.

• EVS-EN 1090-1:2009+A1:2011. Teras- ja alumiiniumkonstruktsioonide valmistamine.

Osa 1: Kandeelementide vastavushindamine.


Osa 2: Tehnilised nõuded teraskonstruktsioonidele.

13

2.1.3. Kasutatud arvutiprogrammide nimekiri

• Joonestamine: Autodesk AutoCad 2012

• Tabelarvutused: Microsoft Excel 2013

• Tekstitöötlus: Microsoft Word 2013

2.1.4. Tehnilised lähteandmed

Hoone kavandatud eluiga – 50 aastat.

2.1.5. Aluseks võetud normkoormused

Konstruktsioonidele mõjuvad vertikaalkoormused on omakaal, kasuskoormus ja lumekoormus.

Horisontaalkoormused on tuulekoormus ja omakaalu horisontaalkomponent.

• Omakaalukoormus EVS-EN 1991-1-1:2002+NA:2002 järgi, osavarutegur

kandepiirseisundis 1,20 ja kasutuspiirseisundis 1,0.

• Kasuskoormused EVS-EN 1991-1-1:2002+NA:2002 järgi osavarutegur kandepiirseisundis

1,50 ja kasutuspiirseisundis 1,0.

Pinnaklass Koormus qk (kN/m2) Koormus Qk (kN)

Klass B- Bürooruumid

Trepid

Rõdud

Katused

3,0

2,0

2,5

0,75

2,0

2,0

2,0

1,5

• Lumekoormus EVS-EN 1991-1-3:2006+NA:2006 järgi Tallinnas maapinnal

sk=1,5kN/m². Lumekoormuse kujutegur lamekatusel 0,8, osavarutegur kandepiirseisundis

1,50 ja kasutuspiirseisundis 1,0. Lumekoti maksimaalne kujutegur 2,5.

• Tuulekoormus EVS-EN 1991-1-4:2005+NA:2007 järgi, baasväärtus qref = 276 N/m2 (21

m/s), osavarutegur kandepiirseisundis 1,50 ja kasutuspiirseisundis 1,0.

Kõik antud koormuste väärtused on normatiivsed suurused.

14

2.1.6. Hoone lühikirjeldus

Büroohoone on projekteeritud ebakorrapärase kujuga karkasshoonena, mis on enamuses osas

seitsmekorruseline v.a. liftišaht, kus on kuus korrust. Seitsmendal korrusel paikneb katuseterrass.

Hoone on plaanis mõõtudega ca 12×12 m. Hoone kõrgus on 24 m.

Ehitise kandekarkassi moodustavad teraspostid H-ristlõikega 500×380 mm. Postide samm

perimeetril on 6 m. Kolmandalt korruselt ulatub osa hoone põhimahust konsooliga välja.

Välisseinad – metall sandwich tüüpi paneelid.

Trepikoda ning liftišaht alumiinium klaasfassaad.

Vahelaed – betoonist „Steelcomp“ profiilplekil.

Katus – soojustatud kandev profiilplekk.

2.1.7. Tulepüsivus

Hoone tulepüsivusklass on TP1. Kandetarindid peavad vastama tulepüsivusele R60. Raudbetooni

tulepüsivus on tagatud armatuuri kaitsekihiga. Kandvate teraskonstruktsioonide tulepüsivus

tagatakse ehitusplaatidest vooderdamisega või tulekaitse värviga.

2.1.8. Heliisolatsioon

Välispiirete ja sisekonstruktsioonide projekteerimisel tuleb lähtuda EVS 842:2003 „Ehitiste

heliisolatsiooninõuded. Kaitse müra eest.“

Tööruumide või nendega võrdsustatud ruumide vahel ja üldkasutatavate ruumide vahel peab olema

õhumüra isolatsiooni indeks R`w 48 dB.

Löögimüra tase peab vastama kehtivale standardile.

2.1.9. Tolerantsid

Tolerantside määramisel juhinduda:

• EVS-EN 13670:2010. Betoonkonstruktsioonide ehitamine


Osa 1: Kandeelementide vastavushindamine


Osa 2: Tehnilised nõuded teraskonstruktsioonidele

15

2.2. Hoone konstruktsioonid

2.2.1. Vundamendid

Hoone on toetatud vaivundamendile.

Sokli sein on ehitatud raudbetoonist ning kaetud vertikaalse hüdro- ja soojusisolatsiooniga.

Tagasitäide tehakse liivaga, seejärel tihendatakse.

2.2.2. Põrandad

Esimese korruse põrand on monoliitsest raudbetoonist ja toetub tihendatud liivaalusele.

Teiste korruste põrandad on monoliitsest raudbetoonist Steelcomp profiilplekil. Plekk toetub

terastaladele. Steelcomp profiilpleki iga vao põhjas paikneb armatuurvarras ∅10 A500.

2.2.3. Kandekarkass

Kandekarkassi moodustavad kuus vanast hoonest allesjäävat posti. Trepikoda ja liftišaht on

projekteeritud eraldi teraspostidele. Teraskonstruktsioonis konsool on keevitatud põhipostidele

teljel „A“ telje „A1“ suunas.

Hoone stabiilsus ja jäikus tagatakse diagonaalsidemete süsteemiga teljel „5“ ja teljel „B“ telje „3-5“

vahel, monoliitraudbetoon seinaga trepikoja ja liftišahti vahel ning monoliitraudbetoon vahelae

plaatidega.

2.2.4. Välisseinad

Hoone välisseinad on projekteeritud sandwich tüüpi paneelidest, kivivilla täidisega. Trepikoja ja

liftišahti välissein on klaasfassaad.

2.2.5. Siseseinad

Siseseinad – värvitud kipskarkass sein.

Trepikoja ja lifti sisesein teljel „B“ laotud Columbia plokkidest.

2.2.6. Trepid ja mademed

Trepid on projekteeritud terasest kaldtaladel. Trepiastmed ja mademed on valmistatud lihvitud

betoonist.

16

2.2.7. Katus

Katuslagi kuuendal korrusel, mis on samaaegselt ka seitsmenda korruse terrassiks, on projekteeritud

puittaladel. Terrassi põranda katteks on SBS bituumen rullmaterjal kahes kihis.

Seitsmenda korruse katus on soojustatud kandev profiilplekil. Katuse katteks on SBS bituumen

rullmaterjal kahes kihis.

Sadevee äravool toimub sisemiselt katusekaevude abil.

17

3. KOORMUSTE ARVUTUS

3.1. Hoone üldandmed, asukoht

Vaadeldav hoone asub Tallinnas, Paljassaare tee 8 krundil.

Mõõdud plaanis 9,57×12,68 m (esimene, teine korrus).

Mõõdud plaanis 12,32×12,68 m (ülejäänud korrused, 3-7 korrus).

Hoone kogukõrgus 24 m.

3.2. Omakaalukoormused

3.2.1. Katuslae omakaal

Tabel 1

Katuslagede normatiivsed omakaalukoormused [1, pp. 31-37] Piirdetüüp Tähis Konstruktsioonikiht Koormus (kN/m2) Märkused

Katuslagi KL-1

SBS 2 kihti 0,05

vt. lisad. Graafiline

osa joon.1

NK-vineer 15 mm 0,08

Kaldtalad 150 mm 0,07

Roov 50 mm 0,03

Aluskate 0,01

Roov 200 mm 0,07

Vill 200 mm 0,07

Roov 50 mm 0,03

Vill 50 mm 0,02

Aurutõke 0,01

Ripplagi 0,02

Kokku: 0,46

Katuslagi KL-2

SBS 2 kihti 0,05

vt. lisad. Graafiline

osa joon.1

Vill 30 mm 0,02

Vill 300 mm 0,13

Aurutõke 0,01

Profiilplekk 75 mm 0,10

Ripplagi 0,02

Kokku: 0,33

18

3.2.2. Vahelae omakaal

Vahelae omakaalu arvutus on toodud tabelis 2. Lisaks tabelis arvutatud omakaaludele tuleb

arvestada kandevtalade omakaalu.

Tabel 2

Vahelagede normatiivsed omakaalukoormused [1, pp. 31-37]

Piirdetüüp Tähis Konstruktsioonikiht Koormus (kN/m2) Märkused

Vahelagi P-1

Laminaat 6 mm 0,03

vt. lisad. Graafiline osa joon.1

Aluskate 2 mm 0,01

PLP 18 mm 0,13

Roov 70 mm 0,03

Betoon 125 mm 3,13 Profiilplekk Steelcomp 0,05

Ripplagi 0,02

Kokku: 3,40

Vahelagi P-2

Ker.plaat 8 mm 0,20

vt. lisad. Graafiline osa joon.1

Plaatimissegu 0,10

Hüdroisolatsioon 0,03

NK kipsplaat 25 mm 0,20

Roov 70 mm 0,03

Betoon 125 mm 3,13 Profiilplekk Steelcomp 0,05

Ripplagi 0,02

Kokku: 3,76

3.2.3. Trepid ja mademed

Trepi omakaalu arvutus on toodud tabelis 3.

Arvestades trepi kaldtala pikkust L = 5810 mm saab välja arvutada ühe tala toereaktsiooni:

Qk = 5,81×3,06/2 = 8,9 kN. (1)

Tabel 3

Treppide normatiivsed omakaalukoormused [1, p. 31]

Tarindi tüüp Tähis Konstruktsioonikiht Koormus (kN/jm) Märkused

Trepp T-1

Betoon 80 mm 2,53 Astme laius -1200mm

Kaldtala 0,53 Ühes marsis kaks tala

Kokku: 3,06

19

3.2.4. Välisseinad

Välisseinte sandwich paneeli kaal on 18 kg/m2.

Klaasfassaadi kaal on 41 kg/m2.

3.2.5. Siseseinad

Siseseinte omakaalu arvutus on toodud tabelis 4.

Tabel 4

Siseseinte normatiivsed omakaalukoormused [1, pp. 35-37]

Piirdetüüp Tähis Konstruktsioonikiht Koormus, kN/m2 Märkused

Sisesein SS-1

Ker.plaat 6 mm 0,15

San.sõlme sisesein

Plaatimissegu 0,10


Roov 66 mm 0,01

Vill 50 mm 0,02

Kipsplaat 13 mm 0,10

Kokku: 0,48

Sisesein SS-2

Ker.plaat 6 mm 0,15

kahe san.sõlme vaheline sisesein

Plaatimissegu 0,10


Roov 66 mm 0,01

Vill 50 mm 0,02


Plaatimissegu 0,10

Ker.plaat 6 mm 0,15

Kokku: 0,73

Sisesein SS-3

2x Kipsplaat 13 mm 0,20

Kabinetide vaheline sisesein

Roov 66 mm 0,01

Vill 50 mm 0,02

2x Kipsplaat 13 mm 0,20

Kokku: 0,43

Sisesein SS-4

Krohv 10mm 0,10

Trepikoja sisesein

Columbia kivi 190mm, osaliselt täisvalatud 4,5

Roov 42 mm 0,01

Kipsplaat 13 mm 0,10

Kokku: 4,71

Sisesein SS-5 Betoon 200 mm 5,00 Trepikoja ja lifti

vaheline sisesein Kokku: 5,00

20

3.3. Kasuskoormused

Kasuskoormused olenevalt ruumi või olukorra liigist on toodud tabelis 5.

Tabel 5

Normatiivsed omakaalukoormused [1, p. 21]

Pinnaklass Grupp qk (kN/m2) Qk (kN)

Põrandakoormused

Bürooruumid B 3,0 2,0

Koormused vaheseintest qk ≤2 kN/m² 0,8

Trepikojad A 2,0 2,0

Katusekoormused

Katused, kuhu pääseb ainult hoolduseks, remondiks

ja puhastustöödeks (katuse kalle ≤ 20˚) H 0,75 1,5

Rõhtkoormused qk (kN/m)

Rõhtkoormused käsipuudele ja seintele A-D 1,0

Korruse arvust sõltuv vähendustegur n

α , kus Ψ0 on kombinatsioonitegur (7 korrust bürood):

( ) ( )79,0

7

7,027222 0 =×−+

=×−+

=n

n

n

ψα ,

[1, p. 22] (2)

qk,bürood = 3 ×0,79 = 2,37 kN/m2.

3.4. Lumekoormus

Lumekoormuse normsuurus maapinnal Tallinnas: sk = 1,5 kN/m2 [2, p. 51].

Lame katuse puhul lumekoormuse kujutegur µ1 = 0,8 [2, p. 20], vt. joonis 3.1.

Joonis 3.1. Ühekaldega katuse lumekoormuse kujutegur [2, p. 20]

21

Tabel 6

Lumekoormuse kujutegurid [2]

Katuse kaldenurk 0˚ ≤ α ≤ 30˚ 30˚ < α < 60˚ α ≥60˚

µ1 0,8 0,8(60-α)/30 0,0

Arvutuseks vajalikud abitegurid:

Ce = 1 [2, p. 52],

Ct = 1 [2, p. 52].

Katuse normatiivne lumekoormus [2, p. 18]:

s = µ1×Ce×Ct× sk, (3)

s = 0,8×1×1×1,5 = 1,2 kN/m2 .

Seitsmenda korruse katusele kehtib tavaolukorra arvutus, aga terrassil (kuuenda korruse katuslae

piirkonnas) kõrge parapeti ja hoone kõrgema osa tõttu tekkib lumehang.

Kõrgemate ehitiste või nende osadega külgnevate katuste lumekoormuse kujutegurid leitakse

valemitega ja on näidatud joonisel 3.2 [2, p. 25].

µ1 = 0,8 (terrass on tasane)

µ2 = µ1 + µw, (4)

kui α < 15 ˚, siis µs = 0 [2, p. 24].

µw = (b1 + b2)/2h ≤ Ƴ×h/sk, (5)

kus Ƴ -lume puistemahukaal (2 kN/m3) [2, p. 48].

Joonis 3.2. Lumekoormuse kujutegurid katuseastme juures [2, p. 25]

22

µw = (6,8 + 2,5)/2×3,4 ≤ 2×3,4/1,5,

µw = 1,4 ≤ 4,3 => µ2 = 0,8 + 1,4 = 2,2.

smax = µ2×Ce×Ct × sk , (6)

smax = 2,2×1×1×1,5 = 3,3 kN/m2 .

3.5. Tuulekoormus

3.5.1. Tuulekoormuse arvutus välisseintele

Maastiku tüübi järgi – I (Järved või piirkonnad madala taimestikuga nagu rohi ja ilma takistusteta)

[3, p. 91].

Tuule baaskiirus νref = 21 m/s.

Õhutihedus ρ = 1,25 kg /m3 .

Hoone mõõt plaanis 12,3×12,6. Kogu kõrgus 24 m.

Netorõhk konstruktsioonielementidele [5, p. 42]:

wneto = we - wi. (7)

kus:

we = qp(ze)×cpe, (8)

wi = qp(zi)×cpi. (9)

Kuna b < h ≤ 2b jaotakse hoone kõrguses kahte kiirusrõhu profiili tsooni. Tsoonide jaotus mööda

hoone kõrguse esitatud joonisel 3.3.

Tabelis 7 ja 8 kasutatud cpe,1 ja cpe,10 võetud tabelist 7.1 vt. [3, p. 36]

Joonis 3.3. Arvutuskõrgus ze vastavalt kiirusrõhu profiilile sõltuvalt h ja b väärtusest [3, p. 35]

23

qp = kiirusrõhk [6, p. 193]

qp = 7,96 ln2 (z/0,01) + 55,70 ln(z/0,01). (10)

Siis valemist (7) leiame qp mõlema tsooni jaoks

Maapinnast kõrguseni 12,3 m

qp(b) = 7,96 ln2(12,3/0,01) + 55,70 ln(12,3/0,01) = 0,80 kN/m2

ja kõrgusest 12,3 kuni 24 m

qp(h) = 7,96 ln2(24/0,01) + 55,70 ln(24/0,01) = 0,92 kN/m2

Näiteks Tsooni A jaoks hoone kõrgusel +0.00 kuni 12.3. Teiste tsoonide arvutus vt. Tabel 7, 8 ja 9

we = qp(ze)×cpe = 0,8×(-1,2) = -0,96 kN/m2,

we = qp(ze)×cpi = 0,8×0,2 = 0,16 kN/m2,

Pindadele A, B ja E - cpi = +0,2 [5, p. 54]

Pinnale D - cpi = -0,3 [5, p. 54]

wneto = we - wi = -0,96 - 0,16 = -1,12 kN/m2.

Tabel 7

Välispindadele mõjuva tuulerõhu we arvutus kõrgusel +0.00 kuni 12.3 m

Tuulekoormusele allutatud pind 10 m² Tuulekoormusele allutatud pind 1 m²

d/h <2 we wi wneto d/h <2 we wi wneto

Tsoon cpe,10 kN/m² kN/m² kN/m² Tsoon cpe,1 kN/m² kN/m² kN/m²

A -1,2 -0,96 0,16 -1,12 A -1,4 -1,12 0,16 -1,28

B -0,8 -0,64 0,16 -0,80 B -1,1 -0,88 0,16 -1,04

D 0,8 0,64 -0,24 0,88 D 1 0,80 -0,24 1,04

E -0,5 -0,40 0,16 -0,56 E -0,3 -0,24 0,16 -0,40

Tabel 8

Välispindadele mõjuva tuulerõhu we arvutus kõrgusel +12.3 kuni 24 m




A -1,2 -1,10 0,18 -1,29 A -1,4 -1,29 0,18 -1,47

B -0,8 -0,74 0,18 -0,92 B -1,1 -1,01 0,18 -1,20

D 0,8 0,74 -0,28 1,01 D 1 0,92 -0,28 1,20

E -0,5 -0,46 0,18 -0,64 E -0,3 -0,28 0,18 -0,46

24

Joonisel 3.4 esitatud tuulemõju tsoonide paiknemine hoone välispindadel.

Joonis 3.4. Koormustsoonide paiknemine hoone välispindadel [3, p. 36]

3.5.2. Tuulekoormuse arvutus katusele

Vaadeldaval hoonel on lamekatus. Koormustsoonid katusel paiknevad joonise 3.5 järgi.

Joonis 3.5. Koormustsoonide paiknemine hoone katusel [3, p. 38]

Katuse tuulekoormuse arvutused erinevatel tsoonidel on esitatud tabelis 9.

25

Tabel 9

Katusele mõjuva tuulerõhu we ja wneto arvutus




F -1,8 -1,66 0,18 -1,84 F -2,5 -2,30 0,18 -2,48

G -1,2 -1,10 0,18 -1,29 G -2 -1,84 0,18 -2,02

H -0,7 -0,64 0,18 -0,83 H -1,2 -1,10 0,18 -1,29

I -0,2 -0,18 0,18 -0,37 I -0,2 -0,18 0,18 -0,37

I 0,2 0,18 -0,28 0,46 I 0,2 0,18 -0,28 0,46

26

4. TALADE KONSTRUEERIMINE JA ARVUTUS

4.1. Üldist

Hoone vahelagede konstruktsiooni skeemi valikul on lähtutud olemasolevatest postidest. Postidele

on teljel A ja B keevitatud külge peatalad. Numeratsiooni telgedega paralleelselt sammuga ~ 3 m on

keevitatud abitalad. Kõik tala-post, tala-tala ühendused on jäigalt kokkukeevitatud.

Esimese korruse vahelae karkass (Lisad. Graafiline osa Joon. 2) koosneb neljast peatalast ja viiest

abitalast.

Teise kuni kuuenda korruse vahelagedel kehtib sama skeem ja lisaks sellele teljest A – A1

juurdeehitatud konsool (Lisad. Graafiline osa. Joon. 3 ja 4). Kuna koormusskeem on analoogne

kõikidel korrustel (kaks kuni kuus ), siis järgnevalt on arvutatud ainult ühe vahelae talasid.

Hoone projekteerimisel on kasutatud IPE-profiil talasid.

4.2. Kolmanda korruse vahelae karkassi talade ja taladele mõjuvate koormuste

arvutus

4.2.1. Tala teljel 2 vahemikus A-B kontroll kandepiirseisundis

Tala TT3-2 teljel 2 telgede A-B vahel (Lisad. Graafiline osa Joon. 3) on koormatud vahelaest

ühtlaselt jaotatud koormusega.

Tala pikkus on 6,35 m.

Talal, mille surutud vöö on külgsuunas piisavalt toetatud, kiiveoht puudub [7, p. 94].

Tala jooksvale meetrile mõjub vahelae omakaalu koormus:

gk = gk.põrand ×3,095 + gk.tala = 3,4×3,095 + 0,42 = 10,9 kN/m, (11)

kus 3,095 on koormuspinna laius.

Kasuskoormus:

qkbürood = (qkasus + gk.sein )× 3,095 = (3+0,8)×3,095 = 11,8 kN/m. (12)

27

Arvutatud koormused on normatiivsed.

Arvutusskeem, momendi ja põikjõu epüürid on esitatud skeemil 4.1.

Skeem 4.1. Tala TT3-2 arvutusskeem, põikjõu ja momendi epüürid

Arvutuslik jaotatud koormus ja sisejõud talale TT3-2:

pd = 10,9×1,2 + 11,8×1,5 = 30,8 kN/m,

Qmax = 30,8×6,35/2 = 97,8 kN,

Mmax = 30,8×6,352 /8 = 155,2 kNm.

4.2.2. Ristlõikeklassi määramine:

Valime tala profiiliks IPE300

Terase klass S355J2

Voolavuspiir ƒy = 355 N/mm2

Seina ristlõikeklass [8, p. 22] :

�� = ��×(��)�� < 72 × ε, (13)

kus ε= ��ƒ! = 0,81 [8, p. 22]. (14)

28

ct = 300 − 2 × (10,7 + 13)7,1 = 35,6 < 72 × ε = 72 × 0,81 = 58,3

Sein kuulub 1 r./k.

Vöö ristlõikeklass [8, p. 23]:

�� = )*�+�* �� < 9 × ε, (15)

ct = 1502 − 7,12 − 1310,7 = 5,46 < 9 × ε = 9 × 0,81 = 7,3

Vöö kuulub 1 r./k.

Ristlõike arvutuslik paindekandevõime [8, p. 27]:

Mc,Rd = Wpl×fy / ϒM0, (16)

Mc,Rd = 628×103×355×10-6/1,0 = 222,9 kNm,

Mc,Rd > Mmax.

Kandevõime on tagatud varuga 44%.

4.2.3. Tala teljel 2 vahemikus A-B põikjõukontroll

Ristlõike arvutuslik põikjõukandevõime leitakse valemiga [8, p. 29]:

Vc,Rd = Vpl,Rd = -.×/0√�×234, (17)

Aν = η × hw ×tw , (18)

Aν = 1,2×(300-2×10,7)×7,1= 2374 mm2,

Vpl,Rd = ��56×��√�×7 = 486 kN.

Põikjõu kandevõime on tagatud varuga 297%.

29

4.2.4. Tala teljel 2 vahemikus A-B kontroll kasutuspiirseisundis

Summaarne normatiivne joonkoormus talale TT3-2:

pk = 10,9 + 11,8 = 22,7 kN/m.

Tala suurim läbipaine [8, p. 48]:

w(max) =

�×8 9 ×:;�<6×=× > , (19)

w(max) = �×��,5×?��@;

�<6×�7@@@@×<��?@@@@ = 27,3 mm.

Maksimaalne lubatav läbipaine [8, p. 47]:

w(lub) = :250, (20)

w(lub) = ?��@��@ = 25,4 mm.

Tala läbipaine on 7% suurem lubatust. Kuid tellijaga on see kooskõlastatud.

4.2.5. Tala teljel A telgede vahemikus 1-3 kontroll kandepiirseisundis

Talale TT3-5 pikkusega L = 6000 mm (Lisad. Graafiline osa Joon.3) mõjutab punkt koormus –

toereaktsioon taladest TT3-2 ja TT3-15. Arvutusskeem, momendi ja põikjõu epüürid on esitatud

skeemil 4.2.

Punktkoormus, mis mõjub tala keskele, leitakse avaldisega:

Pd = Qmax.TT3-2 + Qmax.TT3-15 + 1,38×30,8 + = 97,8 + 42,5 = 140,3 kN,

Mmax = PL/4 = 140,3×6,0/4 = 210,5 kNm, (21)

Mc,Rd = 222,9 > Mmax =210,5.

Kandevõime tagatud varuga 6%.

30

Skeem 4.2. Tala TT3-5 arvutusskeem, põikjõu ja momendi epüürid

4.2.6. Tala teljel A telgede vahemikus 1-3 kontroll paindemomendi ja põikjõu koosmõjule

Arvutatud valemi 15 järgi Vpl,Rd = 486 kN. Talale mõjub arvutuslik põikjõud 140,3kN. Seega VEd =

140,3 < 0,5 Vpl,Rd = 243 kN ning põikjõu mõju paindevõimele ei ole vaja arvesse võtta [4, p. 66].

4.2.7. Tala teljel A telgede vahemikus 1-3 kontroll kasutuspiirseisundis

Summaarne normatiivne koormus talale TT3-5:

Pk = (10,9 + 11,8)×(6,35/2 + 1,38) = 103,4 kN.

Läbipaine punktkoormuse puhul [8, p. 48]:

w(max) = AB×CD6<×=×>, (22)

w(max) = 7@�6@@×?@@@D

6<×�7@@@@×<��?@@@@ = 26,5 mm,

wlub = C��@ = ?@@@��@ = 24 mm.

Tala läbipaine on 10% suurem lubatust. Kuid tellijaga on see kooskõlastatud.

31

5. POSTIDE KONTROLLARVUTUS

5.1. Sisejõud

Tugevus ja stabiilsuse kontroll on teostatud enim koormatud posti kohta. Vaadeldav post TP-1 asub

telgede A ja 3 ristumisel. Posti ristlõige on esitatud joonisel 5.1.

Joonis 5.1. Posti TP-1 ristlõige

Postile mõjuv koormus on esitatud tabelis 10.

Kasuskoormuse arvutamisel postile on arvestatud korruste arvust sõltuva vähendusteguriga n

α ,

vt. valem (2).

Tabel 10

Koormus postile TP-1 telgede A ja 3 ristumisel

Piirdetüüp Koormuse liik Koormusala Norm koormus Varutegur Arv. koormus

(m2) postile (kN) postile (kN)

1 2 3 4 5 6

Katuslagi - 7 kor. Omakaal 20,1 6,6 1,2 8,0

Lumi 20,1 24,1 1,5 36,2

Katuslagi - 6 kor. Omakaal 17,0 7,8 1,2 9,4

Lumi 17,0 56,2 1,5 84,3

Vahelagi - 6 kor. Omakaal 20,1 68,4 1,2 82,1

Kasuskoormus 20,1 60,4 1,5 90,6

järgneb

32

Tabel 10 jätk Piirdetüüp Koormuse liik Koormusala Norm koormus Varutegur Arv. koormus

(m2) postile (kN) postile (kN)

1 2 3 4 5 6


Kasuskoormus 37,1 111,5 1,5 167,2


Kasuskoormus 37,1 111,5 1,5 167,2


Kasuskoormus 37,1 111,5 1,5 167,2


Kasuskoormus 37,1 111,5 1,5 167,2

Klaasfassaad Omakaal 125,7 51,5 1,2 61,8

N1 1659,4


Kasuskoormus 20,1 51,4 1,5 77,1

N2 146,9


Kasuskoormus 20,1 9,0 1,5 13,5

N3 25,7

N1+N2+N3 1832

kus N1 on katusest kuni teise korruseni arvutuslik koormus,

N2 on 2 korruse vahelae koormus, mis mõjub postile tsentriliselt,

N3 osa 2 korruse vahelae koormusest, mis mõjub postile ekstsentriliselt.

Posti tööskeem, normaal- ja põikjõuepüürid on toodud joonisel 5.2. Posti momendiepüürid on

toodud joonisel 5.3.

Arvutame posti jätkuvtalana, mille alumine posti ots (A) kinnitatud vundamenti, tagavara kasuks

loeme toe liigendiga. Ülemine tugi (C) jätkatud vahelae tasapinnas ja samuti arvestatud liigendiga.

Toel B postile mõjub ekstsentriline jõud, mis tekib vahelae talade kinnitamisest.

33

Joonis 5.2. Posti TP-1 tööskeem normaal- ja põikjõuepüürid

Vastavalt tabelile 4.4 [6, p. 61] leiame põikjõu väärtused:

QA = 0,375×qd×L, (23)

QA = 0,375×5,3×3,65 = 7,3 kN.

QB = -0,625×qd×L, (24)

QA = -0,625×5,3×3,65 = -12,1 kN.

Põikjõuepüüril muutub märk kaugusel „x“ nullist ja on leitav avaldisest:

7�,75,� = �,?��EE ,

x = 1,37 m.

Leiame posti paindemomendid:

M1 – moment tuulekoormusest.

Postile mõjuva arvutusliku tuulekoormuse arvutus:

qd = wneto,1×6,3×1,5 = 0,56×6,3×1,5 = 5,3 kN/m,

kus: 6,3 m on tuule koormuspinna laius.

M1(x=1,37) = 7,3×1,37 – 5,3×1,37× 7,�5� = 5,03 kNm,

M1(x=3,65) = 0,125×5,3×3,652 = 8,83 kNm.

M2 – esimese korruse vahelae ekstsentriliselt mõjuvast koormusest [6, p. 308]:

M2 = N3×e1 = 25,7×0,25 = 6,43 kNm.

34

Joonis 5.3. Posti TP-1 momendiepüürid

M3 – moment posti üldhälvest:

M3 = N3×e2. (25)

Üldhälve postis:

1) Globaalse algkalde põhiväärtus [4, p. 40]:

φ0 = 1/200

2) Postile rakendatav kõrguse h vähendustegur [4, p. 40]:

α� = �√� (26)

α� = 2G3,65 = 1,05 > 1 => α� = 1,0

3) Vähendustegur, mis arvestab postide arvu reas [4, p. 41]:

αI = �0,5 × (1 + 7I), (27)

αI = J0,5 × K1 + 13L = 0,816. 4) Üldhälve postis [4, p. 40]:

φ = φ0 × α� × αI, (28)

φ = 7�@@ × 1 × 0,816 = 0,004 => 0,80,

sin0,80 = N*: => e2 = sin0,80×3,65 = 0,051 m,

35

M3 = N3×e2 = 1832×0,051 = 93,4 kNm.

Suurima paindemomendi väärtuse saame posti toel A:

M(x=0) = 6,43 + 93,4 = 99,4 kNm.

Ekvivalentse paindemomendi teguri leidmiseks vajalik momendi väärtus leitakse valemiga:

M(x=1,37) = 8,36 + 6,43 + 58,3 = 73,1 kNm.

Posti nõtkepikkus [6, p. 434]:

L = μ ×l, (29)

kus antud skeemi puhul μ = 1,0.

Ly = 1×3,65 = 3,65 m,

Lz = 1×3,65 = 3,65 m.

Posti kiivepikkus:

LLT = L = 3,65 m.

5.2. Posti olulisemad andmed

h = 500 mm b = 380 mm tf = 16 mm tw = 16 mm

Posti brutoristlõikepindala [7, p. 34]:

A = 2×bf×tf + hw×tw, (30)

A = 2×380×16 + 468×16 = 19648 mm2

Posti brutoristlõike inertsimoment y-telje suhtes [7, p. 34]:

Iy ≈ ��×��D7� + 2×bf × tf× P�� Q2 (31)

Iy ≈ 7?×6?<D7� + 2×380 × 16× P500−162 Q2 = 84880×104 mm4

36

Brutoristlõike vastupanumoment [6, p. 35]:

Wel,y = �×>0� =

�×<6<<@×7@;�@@ = 3395×103 mm3 (32)

Posti brutoristlõike inertsimoment z-telje suhtes [6, p. 35]:

Iz = ��×��D7� + 2× Rh−hw2 ×bf312 V , (33)

Iz = 6?<×7?D

7� + 2× R500−4682 ×380312 V = 14649×104 mm4.

brutoristlõike vastupanumoment [6, p. 35]:

Wel,z = �×>W� =

�×76?6X×7@;�<@ = 771×103 mm3.

Ristlõike inertsiraadiused vastavalt y- ja z-telje suhtes [6, p. 26]:

iz = �>W- = �14649×7@;7X?6< = 86,3 mm, (34)

iy = �>0- = �<6<<@×7@;19648 = 207,8 mm. (35)

Vabaväände inertsimoment [7, p. 57]:

It = �×Y×��D�(��)×��D� , (36)

It = �×�<@×7?D�(�@@�7?)×7?D

� = 170×104 mm4.

Iw = ��×Y�D×(��)*

�6 , (37)

Iw = 7?×�<@D×(�@@�7?)*

�6 = 8569397×106 mm6.

Terase klass S235JR, ƒy = 235 N/mm2.

37

Seina ristlõikeklass [8, p. 22] :

�� ≤ 33 × ε, (38)

kus ε= ��ƒ! = 1 [8, p. 22]. (39)

500 − 16 × 2 − 7 × 216 = 28,4 ≤ 33 × 1. Sein kuulub 1 r./k.

Vöö ristlõikeklass [8, p. 23]:

�� ≤ 14 × ε , (40)

7<��57? = 10,9 ≤ 14 × 1.

Vöö kuulub 3 r./k.

Kuna h/b < 2, on profiili nõtkekõver (nõtkeklass) [7, p. 121]:

- y-telje suhtes – „a“, millele vastab hälbetegur α = 0,21 [7, p. 72];

- z-telje suhtes – „b“, millele vastab hälbetegur α = 0,34 [7, p. 72].

5.3. Posti stabiilsuse kontroll

Kontrollime surve ja paindega koormatud posti (koosmõju kontroll).

5.3.1. Varda tingsaledus

- tingsaledus y-telje suhtes [7, p. 74]:

λ�y = :cr,0\×]0 × �fyE , (41)

λ�y = �?�@\×�@5,< × � 235210000 = 0,187.

- tingsaledus z-telje suhtes [7, p. 74]:

38

λ�z = :cr,W\×]W × �fyE , (42)

λ�z = �?�@\×<?,� × � 235210000 = 0,450.

5.3.2. Abisuuruse Ф leidmine

- abisuuruse Ф y-telje suhtes [7, p. 74]:

Фу = 0,5 × `1 + α × aλ�! − 0,2b + λ�!�c, (43)

Фу = 0,5× d1 + 0,21 × (0,187 − 0,2) + 0,187�e = 0,516.

- abisuuruse Ф z-telje suhtes [7, p. 74]:

Фz = 0,5 × `1 + α × aλ�f − 0,2b + λ�f�c, (44)

Фz = 0,5× d1 + 0,34 × (0,45 − 0,2) + 0,45�e = 0,645.

5.3.3. Nõtketegurite leidmine

- nõtketegur χy y-telje suunas [7, p. 74]:

χy = 7

Фу��Фу*�λ̅0*, (45)

χy = 7@,�7?�G@,�7?*�@,7<5*=

7@,XX5 = 1,003 => 1,0.

- nõtketegur χz z-telje suunas [7, p. 74]:

χz = 7

ФW��ФW*�λ̅W*, (46)

χz = 7@,?6��G@,?6�*�@,6�*=

77,107 = 0,903.

39

5.3.4. Ristlõike arvutuslik survekandevõime

Ristlõike arvutuslik survekandevõime leitav valemiga:

NRd = -×/023j , [6, p. 434] (47)

NRd = 7X?6<×��7×7@D = 4617 kN.

5.3.5. Ristlõike arvutuslik elastne paindekandevõime

Ristlõike arvutuslik elastne paindekandevõime kontrollitav valemiga:

My,Rd = klm×/023j , [6, p. 435] (48)

My,Rd = ��X�×7@D×��7×7@n = 797 kNm.

5.3.6. Ristlõikekontroll

Ristlõikekontroll teostatakse vastavalt valemile [8, p. 33]:

My,N,Rd = oM!,8C,qr × 7�s7�@,�×tu ≤ My,pl,Rd , (49)

kus n = vwxvpl,Rd =

7<��6?75 = 0,40, (50)

α = -��×Y×��- , (51)

α = 7X?6<��×�<@×7?7X?6< = 0,38,

My,N,Rd = o797 × 7�@,6@7�@,�×@,�<u = 590,3 kNm < 797 kNm.

Ristlõike on korras.

5.3.7. Kiiveteguri leidmine

Tingsaledus kiivel [8, p. 41] lihtsustatud meetodil:

λ�LT = :/]7@6, (52)

40

λ�LT = �?�@/86,�7@6 = 0,407.

Kuna h/b = 500/380 = 1,3 < 2, tuleb kasutada kiivekõverat „b“, millele vastab hälbetegur αLT = 0,34

[7, pp. 72, 122].

ФLT = 0,5× `1 + α:~ × aλ�:~ − λ�:~,@b + λ�:~� c, (53)

ФLT = 0,5× d1 + 0,34 × (0,407 − 0,2) + 0,407�e = 0,62.

Kiiveteguri väärtuseks saame [7, p. 124]:

χLT = 7

Ф��Ф��* ��×λ�LT2 , (54)

χLT = 7

@,?��@,?�*�@,5�×0,4072 = 77,7� = 0,885.

5.3.8. Ekvivalentse paindemomendi tegurid

Tabeli 5.24 [7, p. 120] järgi saame posti vaadeldava lõigu jaoks:

αs = Ms/Mh = 73,1/99,7 = 0,73 ning ψ = 0 [7, p. 123], (55)

Cmy = CmLT = 0,2 + 0,8×αs = 0,2 + 0,8×0,73 = 0,79.

5.3.9. Stabiilsuskontrolli valemites kordajad kyy ja kzy

Tagavara kasuks eeldame, et vaadeldav post on väändetundlik [7, p. 123], siis tegurite väärtused:

kyy = Cmy× �1 + aλ�! − 0,2b × vwxχ0×v�x�, (56)

kyy = 0,79× o1 + (0,187 − 0,2) × 7<��7,@×6?75u = 0,786.

kzy = �1 − @,7×��f��,��@,�� × vwxχW×v�x�, (57)

kzy = o1 − @,7×@,6�@,5X�@,�� × 7<��@,X@�×6?75u = 0,963.

5.3.10. Stabiilsuskontroll

Posti stabiilsuse kontroll on teostatud järgmiste valemitega [7, p. 129]:

41

vwxχ0×v�x + kyy× �0,wxχ��×�0,�x < 1,0, (58)

18327,@×6?75 + 0,786× XX,5@,<<�×5X5 = 0,508 < 1,0.

vwxχW×v�x + kzy × �0,wxχ��×�0,�x < 1,0, (59)

1832@,X@�×6?75 + 0,963× XX,5@,<<�×5X5 = 0,576 < 1,0.

Seega posti stabiilsus surve ja painde koosmõjul on tagatud 73% varuga.

42

KOKKUVÕTE

Käesolevas lõputöös on lahendatud Tallinnas asuva endise betoonsegusõlme rekonstrueerimine

büroohooneks. Vastavalt lähteülesandel on arvutatud uute vahelagede peamised kandvad terastalad

ja teostatud kandevõimekontroll vanast hoonest allesjäävatele teraspostidele. Töö on teostatud

põhiprojekti mahus.

Töö aluseks oli Laazi Ehituse OÜ poolt koostatud arhitektuurne projekt.

Konstruktsioonide arvutused on tehtud eurokoodeksi ning Eesti rahvusliku lisa alusel. Suureks

abiks olid konstruktsioonide arvutamise juhised K. Looritsa „Teraskonstruktsioonide arvutus

Eurokoodeks 3 järgi“ ja M. Kiisa „Teraskonstruktsioonide projekteerimise alused“.

Vahelagede konstruktiivne skeem oli valitud analoogne kõikidele korrustele. Kontrollitud on kõige

enim koormatud kandetalasid. Arvutused näitavad lubatust suuremaid läbipaindeid (kuni 10%),

kuid see on objekti tellijaga kooskõlastatud. Kandevõime on tagatud 6% varuga.

Vanade postide kontrollimisel selgus, et nende kandevõime on tagatud 73% varuga. Kontrollitud on

kõige rohkem koormatud posti, seega võib arvestada, et teiste postidel on veelgi suurem varu.

Antud töös käsitletud vahelae talad ja postid on ainult üks osa vaadeldava hoone

konstruktsioonidest. Lõputööle esitatava mahupiirangu tõttu ei ole siinkohal kajastatud kõikide

konstruktsioonide arvutusi. Järgmiseks oleks vaja konstrueerida ja arvutada konsoolsete osade

diagonaalsidemed, treppide kaldtalad ja trepikoja postid, hoone stabiilsust tagavad sidemed. Fotod

ehitatavast hoonest vaata foto 3 ja 4.

Foto 3 ja 4. Rekonstrueeritava hoone uued konstruktsioonid

43

SUMMARY

The current graduation thesis disserts the conversion of a former concrete mixing unit into an office

building. According to the task set in the present thesis, the loads applied on primary beams of the

floor were calculated and the load bearing capacity of the columns in the main framework was

examined.

The present graduation thesis is based on the architectural project compiled by the company Laazi

Ehituse Ltd. The structural calculations are based on Eurocodes and the Estonian National Annex.

A substantial support was provided by K. Loorits’ handbook “Teraskonstruktsioonide arvutus

Eurokoodeks 3 järgi” and M. Kiisa’s handbook “Teraskonstruktsioonide projekteerimise alused”.

Similar structural design was chosen for all floors. The main and the most loaded beams were

examined. According to the calculations it becomes evident that the deflection of the primary beams

exceeds the permitted by 10%.

Examination of the columns revealed that the carrying capacity and stability is guaranteed with the

margin of 70%. As the examined column was the most loaded one, the margin of safety of other

columns is considerably higher.

The primary beams and columns analysed in the current graduation thesis are only a part of the

building’s structure. As the length of the graduation thesis is rather limited, the other components

have not been calculated. In the future, the diagonal bracing in the cantilever part of the building,

the loadings of the staircase columns and beams as well as the building’s bracing systems can be

calculated.

The photos of the building site are enclosed (see photos 3 and 4).

44

VIIDATUD ALLIKAD

[1] E. Standardikeskus, EVS-EN 1991-1-1:2002+NA:2002 - EUROKOODEKS 1:

EHITUSKONSTRUKTSIOONIDE KOORMUSED -Osa 1-1: Üldkoormused - Mahukaalud,

omakaalud, hoonete kasuskoormused.


EHITUSKONSTRUKTSIOONIDE KOORMUSED -Osa 1-3: Üldkoormused - Lumekoormus.


EHITUSKONSTRUKTSIOONIDE KOORMUSED -Osa 1-4: Üldkoormused - Tuulekoormus.

[4] E. Standardikeskus, EVS-EN 1993-1-1:2005+NA:2006 EUROKOODEKS 3:

TERASKONSTRUKTSIOONIDE PROJEKTEERIMINE - Osa 1-1: Üldreeglid ja reeglid

hoonete projekteerimiseks.

[5] M. Kiisa, Ehituskonstruktsioonide projekteerimise alused ja koormused, 2013.

[6] T. Masso, Ehituskonstruktori käsiraamat, Tallinn: EHITAME kirjastus, 2012.

[7] K. Loorits, Teraskonstruktsioonide arvutus Eurokoodeks 3 järgi, Tallinn: Eesti

Teraskonstruktsiooniühing, 2008.

[8] M. Kiisa, Teraskonstruktsioonide projekteerimise alused, 2013-09 toim., 2013.

[9] Majandus- ja Kommunikatsiooniministeerium, Nõuded ehitusprojektile, RT I 2010, 67, 507,

2010.

[10] K. Loorits, Steelcomp - Tootejuhis.

45

LISAD – GRAAFILINE OSA

Joonis 1. Põranda-, katuslagede tüübid

Joonis 2. Vahelae karkassi plaan ÜL.KM +3.300

Joonis 3. Vahelae karkassi plaan ÜL.KM +10.100

Joonis 4. Lõige teljel 3

Joonis 5. Lõige teljel B

Joonis 6. Sõlmed

betoonsegusÕlme rekonstrueerimine...

Documents