Teräsrakenteiden suunnittelu ja mitoitus 1 (5 op)

Tavoitteet

Opiskelija tuntee teräsrakenteiden valmistustekniikkaa ja teräksen mitoituksen kannalta keskeisimmät materiaaliominaisuudet sekä tärkeimmät teräsrakentamista koskevat viranomaismääräykset.

Hän osaa esittää rakenteen poikkileikkausluokituksen perusteen, määrittää rakenteen poikkileikkausluokan ja laskea poikkileikkauskestävyydet aksiaaliselle voimalle, leikkausvoimalle ja taivutusmomentille sekä yhdistetyille rasituksille.

Opiskelija ymmärtää kiepahduksen käsitteen ja osaa suunnitella kiepahtamattoman palkkirakenteen. Hän ymmärtää nurjahduksen merkityksen puristetun rakenneosan mitoituksessa osaa ottaa sen vaikutuksen huomioon mitoituksessa.

Hän tuntee ruuvi- ja hitsiliitosten mitoitusperiaatteet ja osaa mitoittaa yksinkertaisen ruuvi- ja hitsiliitoksen sekä nimetä teräsrakenteiden asennuksen pääperiaatteet.

Sisältö

- Teräs rakennusmateriaalina
- Teräsrakenteen runkotyypit ja rakenneosat
- Teräsrakenteiden valmistustekniikka
- Määräykset
- Poikkileikkausluokat ja poikkileikkauksen kestävyys
- Poikkileikkauksen mitoitus yhdistetyille rasituksille
- Vedetyn rakenneosan mitoitus
- Palkin mitoitus taivutukselle ja kiepahduksen estäminen
- Tasonurjahdus ja pilarin mitoitus nurjahdukselle
- Yksinkertaiset ruuviliitokset
- Hitsaustekniikka ja hitsiliitoksen mitoitus
- Palomitoituksen perusteet
- Asennus

Aika ja paikka

Aika ja paikka lukujärjestyksen mukaisesti.

Oppimateriaalit

Oppimateriaali ja suositeltava kirjallisuus:
SFS-EN 1993-1-1 & Suomen kansallinen liite
Teräsrakenteiden suunnittelu ja mitoitus, Eurocode 3 -oppikirja. 2020. Teräsrakenneyhdistys ry.

Opetusmenetelmät

Lähiopetus.

Harjoittelu- ja työelämäyhteistyö

Opintojaksolla ei ole harjoittelu- ja työelämäyhteistyötä.

Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet

Tenttien ajankohdat ilmoitetaan opintojakson alkaessa.

Kansainvälisyys

Opintojaksolla ei ole kansainvälisiä yhteyksiä.

Toteutuksen valinnaiset suoritustavat

Opintojakso suoritetaan kahdella välikokeella ja harjoitustehtävillä tai vaihtoehtoisesti tenttimällä.

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Opiskelijan työkuorma on 27 h/op, joka sisältää lähiopetuksen ja itsenäisen työskentelyn.

Sisällön jaksotus

Sisällön jaksotus tarkennetaan opintojakson alkaessa.

Lisätietoja opiskelijoille

Opintojaksolla käyetään Moodle-oppimisympäristöä.

Arviointiasteikko

0-5

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Opiskelija
- Osaa tunnistaa teräksen tyypillisiä käyttökohteita ja ominaispiirteitä sekä listata tyypillisiä runkotyyppejä ja rakennusosia.
- Osaa selittää teräsrakenteiden valmistustekniikkaa ja viranomaismääräysten merkitystä.
- Osaa määrittää kokonaan puristetun teräsprofiilin poikkileikkausluokan
- Ymmärtää poikkileikkauksen kestävyyden merkityksen ja osaa laskea poikkileikkauksen veto-, puristus-, leikkaus- ja momenttikestävyyden.
- Osaa mitoittaa rakenteen vedolle, puristukselle ja taivutukselle.
- Ymmärtää kiepahdusilmiön ja osaa selittää sen miten se voidaan estää.
- Osaa selittää nurjahdusilmiön ja mitoittaa standardiprofiilin nurjahdukselle.
- Osaa laskea ruuvin leikkaus- ja reunapuristuskestävyydet ja mitoittaa yksinkertaisen ruuviliitoksen.
- Osaa mitoittaa vedetyn pienahitsin.
- Osaa selittää asennuksen päävaiheet.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

Opiskelija
- Osaa valita teräkselle tyypillisiä käyttökohteita ja runkotyyppejä ja rakennusosia.
- Ymmärtää teräsrakenteiden valmistustekniikan vaatimukset suunnittelulle ja tuntee käytettävät viranomaismääräykset.
- Osaa määrittää puristetun ja taivutetun teräsprofiilin poikkileikkausluokan.
- Ymmärtää poikkileikkauksen kestävyyden merkityksen ja osaa laskea poikkileikkauksen veto-, puristus-, leikkaus- ja momenttikestävyyden sekä kestävyyden yhdistetyille rasituksille.
- Osaa mitoittaa rakenteen vedolle, puristukselle ja taivutukselle ja osaa hyödyntää poikkileikkausluokkien merkityksen näille.
- Ymmärtää kiepahdusilmiön ja määrittää miten se voidaan estää.
- Ymmärtää nurjahdusilmiön ja nurjahduskäyrien merkityksen ja osaa mitoittaa rakenneosan nurjahdukselle.
- Osaa laskea ruuvin leikkaus-, veto- ja reunapuristuskestävyydet ja mitoittaa ruuviliitoksen.
- Osaa mitoittaa pienahitsit käyttäen yksinkertaistettua mitoitusmenetelmää.
- Ymmärtää asennuksen vaatimukset rakennesuunnittelulle.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Opiskelija
- Osaa ehdottaa teräkselle tyypillisiä käyttökohteita ja vertailla eri runkotyyppien ja rakennusosien soveltuvuutta.
- Osaa ottaa huomioon teräsrakenteiden valmistustekniikan vaatimukset suunnittelulle ja osaa soveltaa käytettäviä viranomaismääräyksiä.
- Osaa määrittää ja soveltaa teräsprofiilin poikkileikkausluokitusta.
- Ymmärtää poikkileikkauksen kestävyyden merkityksen ja osaa laskea poikkileikkauksen veto-, puristus-, leikkaus-, vääntö- ja momenttikestävyyden sekä kestävyyden yhdistetyille rasituksille.
- Osaa mitoittaa rakenteen vedolle, puristukselle, väännölle ja taivutukselle ja osaa soveltaa poikkileikkausluokkien merkityksen näille.
- Osaa estää kiepahdusilmiön syntymisen ja laskea kriittisen kiepahdusmomentin ja soveltaa sitä kiepahduskestävyyden arvioinnissa.
- Osaa soveltaa nurjahduspituuksia ja tuentoja nurjahdusilmiön analyysissä ja mitoittaa minkä tahansa rakenneosan nurjahdukselle.
- Osaa laskea ruuvin leikkaus-, veto- ja reunapuristuskestävyydet ja niiden yhteisvaikutuksen, mitoittaa ruuviliitoksen sekä analysoida liitoksen sitkeyttä.
- Osaa mitoittaa pienahitsit käyttäen yksinkertaistettua mitoitusmenetelmää ja ymmärtää hitsijännitysten komponentteihin jaon merkityksen.
- Osaa huomioida ja analysoida asennuksen vaatimuksia rakennesuunnittelulle.

Arviointikriteeri, hyväksytty/hylätty

Opiskelija
- Osaa tunnistaa teräksen tyypillisiä käyttökohteita ja ominaispiirteitä sekä listata tyypillisiä runkotyyppejä ja rakennusosia.
- Osaa selittää teräsrakenteiden valmistustekniikkaa ja viranomaismääräysten merkitystä.
- Osaa määrittää kokonaan puristetun teräsprofiilin poikkileikkausluokan
- Ymmärtää poikkileikkauksen kestävyyden merkityksen ja osaa laskea poikkileikkauksen veto-, puristus-, leikkaus- ja momenttikestävyyden.
- Osaa mitoittaa rakenteen vedolle, puristukselle ja taivutukselle.
- Ymmärtää kiepahdusilmiön ja osaa selittää sen miten se voidaan estää.
- Osaa selittää nurjahdusilmiön ja mitoittaa standardiprofiilin nurjahdukselle.
- Osaa laskea ruuvin leikkaus- ja reunapuristuskestävyydet ja mitoittaa yksinkertaisen ruuviliitoksen.
- Osaa mitoittaa vedetyn pienahitsin.
- Osaa selittää asennuksen päävaiheet.

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Arviointimenetelmät tarkennetaan opintojakson alkaessa.

Esitietovaatimukset

Statiikka, Rakenteiden mekaniikan perusteet, Rakennesunnittelun perusteet

Lisätiedot

-

Lisätiedot

-