Teräsrakenteiden suunnitteluLaajuus (4 op)

Osaamistavoitteet

Jakson suoritettuaan opiskelija osaa mitoittaa teräsrakennepalkin ja – pilarin erilaisille kuormitusyhdistelmille sekä suunnitella pienen rakennuskokonaisuuden Eurocode normiston mukaisesti.

Hänellä on valmiudet suunnitella sekä rakenteiden jäykistäminen, että rakenneosien jäykistäminen. Hän osaa huomioida pistekuormankestävyyden rakenteissa ja hän osaa mitoittaa putkiristikon ja poikkileikkausluokkaan 4 kuuluvan teräspalkin sekä huomioida kiepahduksen vaikutuksen taivutetun palkin mitoituksessa.

Hän osaa selittää avaruusnurjahduksen sekä plastinen mitoituksen, väännön ja vääntönurjahduksen ja tietää miten toisen kertaluvun vaikutukset tulee ottaa huomioon.

Opiskelija myös osaa mitoittaa teräsrakenteen palotilanteessa ja ottaa huomioon hitsattujen putkipalkkiliitosten paikallisen lujuuden.

Sisältö

1. Rakenteiden jäykistäminen
2. Poikkileikkauksen kestävyys EN1993-1-5:n mukaan (PL 4)
3. Pistekuormankestävyys
4. Palkin kiepahduskestävyys
5. Taivutetun ja puristetun sauvan mitoitus
6. Putkiristikon mitoitus
7. Putkipalkkiristikon liitokset
8. Palomitoitus
9. Toisen kertaluvun vaikutukset

Esitietovaatimukset

Matematiikan perusopinnot
Rakenteiden mekaniikka ja statiikka
Rakennesuunnittelun perusteet

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Opiskelija
- Osaa selittää jäykistystarpeen merkityksen ja nimetä kolme tärkeintä teräsrakenteiden yhteydessä käytettävää rakenteen jäykistystapaa.
- Osaa selittää mistä poikkileikkausluokan 4 mukaisessa mitoituksessa on kysymys ja osaa esittää tehollisen poikkileikkauksen laskennan etenemisen.
- Osaa laskea I profiilin pistekuormankestävyyden.
- Osaa tarkastaa palkin kiepahduskestävyyden.
- Osaa mitoittaa yhteen suuntaan taivutetun ja puristetun kahden akselinsuhteen symmetrisen sauvan.
- Ymmärtää putkiristikon mitoituksen vaiheet ja liitosten toimintaperiaatteen sekä osaa mitoittaa yksinkertaisen putkipalkkiristikon.
- Osaa selittää teräsrakenteiden palomitoituksen etenemisen kriittiseen lämpötilaan perustuvassa mitoituksessa.
- Osaa selittää mitä tarkoitetaan toisen kertaluvun vaikutusten huomioinnilla.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

Opiskelija
- Ymmärtää jäykistystarpeen merkityksen ja osaa valita tilanteeseen sopivan jäykistystavan sekä huomioida sen mahdollisen vaikutuksen rakenteiden mitoitukseen.
- Ymmärtää poikkileikkausluokan 4 taustalla olevan ilmiön ja osaa laskea uumaltaan poikkileikkausluokkaan 4 kuuluvan I profiilin tehollisen poikkileikkauksen poikkileikkausarvot.
- Ymmärtää mistä pistekuorman kestävyydessä on kysymys ja osaa laskea eri profiileiden pistekuormankestävyyden.
- Osaa laskea kriittisen kiepahdusmomentin, tarkastaa palkin kiepahduskestävyyden ja mitoittaa kiepahtavan palkin.
- Osaa mitoittaa kahteen suuntaan taivutetun ja puristetun kahden akselinsuhteen symmetrisen sauvan.
- Ymmärtää putkiristikon mitoituksen vaiheet ja liitosten toimintaperiaatteen sekä osaa mitoittaa putkipalkkiristikon ja tarkistaa sen rasitetuimpien hitsattujen liitosten kapasiteetin.
- Osaa suorittaa teräsrakenteiden palomitoituksen kriittiseen lämpötilaan perustuvalla menetelmällä.
- Osaa ottaa huomioon toisen kertaluvun vaikutuksista globaalin ekvivalentin alkuvinouden ja paikallisen alkukaarevuuden.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Opiskelija
- Osaa valita tilanteeseen sopivimman jäykistystavan ja ottaa sen vaikutukset huomioon sekä kantavien rakenteiden että liittyvien rakenteiden mitoituksessa.
- Osaa laskea leikkauslommahduskestävyyden ja poikkileikkausluokkaan 4 kuuluvan I profiilin tehollisen poikkileikkauksen poikkileikkausarvot.
- Ymmärtää pistekuormaan liittyvän ilmiön ja osaa laskea eri profiileiden pistekuormankestävyyden sekä sen yhteisvaikutuksen muiden kuormitusten kanssa.
- Osaa laskea eritavalla tuettujen palkkien kriittisen kiepahdusmomentin, huomioida kuormituksen sijainnin ja tarkastaa palkin kiepahduskestävyyden ja mitoittaa kiepahtavan palkin.
- Osaa mitoittaa kahteen suuntaan taivutetun ja puristetun yhden akselinsuhteen symmetrisen sauvan.
- Ymmärtää putkiristikon mitoituksen vaiheet ja liitosten toimintaperiaatteen sekä osaa mitoittaa putkipalkkiristikon ja tarkistaa sen rasitetuimpien liitosten kapasiteetin.
- Osaa suorittaa teräsrakenteiden palomitoituksen kriittiseen lämpötilaan perustuvalla menetelmällä ja selittää palomitoituksen etenemisen myös lujuuteen perustuvalla menetelmällä.
- Osaa ottaa huomioon toisen kertaluvun vaikutuksista globaalin ekvivalentin alkuvinouden ja paikallisen alkukaarevuuden sekä jäykistettävän rakenteen aiheuttamat fiktiiviset lisävaakavoimat.