1B10SUOMEN RAKENTAMISMÄÄRÄYSKOKOELMAYMPÄRISTÖMINISTERIÖ, Asunto- ja rakennusosasto

PuurakenteetOHJEET 2001

Ympäristöministeriön asetuspuurakenteista

Annettu Helsingissä 6 päivänä lokakuuta 2000

Ympäristöministeriön päätöksen mukaisesti säädetään 5 päivänä helmikuuta 1999 annetun maan-käyttö- ja rakennuslain (132/1999) 13 §:n nojalla rakentamisessa sovellettaviksi seuraavat ohjeetpuurakenteista.

Ohjeet on ilmoitettu Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivin 98/34/EY, muut. 98/48/EYmukaisesti.

Tämä asetus tulee voimaan 1 päivänä tammikuuta 2001 ja sillä kumotaan ympäristöministeriön 29päivänä syyskuuta 1982 antama päätös puurakenteista siihen myöhemmin tehtyine muutoksineen.Ennen asetuksen voimaantuloa vireille tulleeseen lupahakemukseen voidaan soveltaa aikaisempiaohjeita.

Helsingissä 6 päivänä lokakuuta 2000

Ympäristöministeri Satu Hassi

Yli-insinööri Jaakko Huuhtanen

2 Sisällys

1 YLEISTÄ1.1 Soveltamisala1.2 Vastavuoroinen tunnustaminen1.3 Määritelmiä1.4 Merkintöjä

2 MATERIAALIT2.1 Rakennuspuutavara2.2 Liimapuu2.3 Puulevyt2.4 Mekaaniset liittimet2.5 Liimat2.6 Muut rakenneosat

3 SUUNNITTELUPERUSTEET3.1 Rakennesuunnitelman sisältö3.2 Lujuudet ja kimmomoduulit3.3 Kuormien aikaluokat3.4 Kosteusluokat

4 MITOITUSPERUSTEET4.1 Sallitut taipumat4.2 Laskennallinen mitoitus

5 RAKENNEOSIEN MITOITUS5.1 Palkit ja pilarit5.2 Liitokset5.3 Levyrakenteet

6 LAHONTORJUNTA6.1 Sovellutusalue6.2 Rakenteellinen suojaus6.3 Kemiallinen suojaus

7 RAKENTAMINEN7.1 Materiaalin ja rakennusosien säilytys työmaalla7.2 Rakennustarvikkeiden ennakkotarkastus7.3 Rakenteiden kokoaminen7.4 Muodonmuutosten huomioonotto

8 MITOITUS SALLITTUJA JÄNNITYKSIÄKÄYTTÄEN

8.1 Mitoitusperusteet8.2 Laskennallinen mitoitus8.3 Rakenneosien mitoitus8.4 Liitokset

9 PALOTEKNINEN MITOITUS9.1 Yleisohjeet9.2 Paloteknisen mitoituksen perusteet9.3 Mitoitus

31YLEISOHJEET

1.1 YleistäTämä ohje on tarkoitettu kantavien rakenteiden suun-nitteluohjeeksi. Rakenteiden materiaali voi olla puu-ta, kuitulevyä, lastulevyä, vaneria tai näiden yhdis-telmiä tarpeellisine liittimineen. Lahontorjunnan osal-ta ohjetta sovelletaan myös kantaviin rakenteisiin liit-tyviin kantamattomiin rakenneosiin.

Rakenteiden suunnittelijalla ja työnjohtajalla tuleeolla tehtävien vaativuutta vastaava pätevyys.

Jos rakennuskohteella on useita rakennesuunnitteli-joita, on yksi heistä nimettävä rakenteiden pääsuun-nittelijaksi, joka huolehtii siitä, että osasuunnitelmistamuodostuu rakenteelliset vaatimukset täyttävä koko-naisuus.

1.2 Vastavuoroinen tunnustaminenMitä näissä ohjeissa on lausuttu SFS-standardista,koskee myös muussa Euroopan talousyhteisön jäsen-maassa voimassa olevaa turvallisuustasoltaan vastaa-vaa EN-standardia tai muuta standardia. Ympäristö-ministeriö ilmoittaa ne standardit, jotka vastaavatohjeissa mainittua SFS-standardia.

Mitä näissä ohjeissa on lausuttu viranomaisen vaati-masta testauksesta tai tarkastuksesta taikka ympäris-töministeriön hyväksymästä tarkastuselimestä, kos-kee Euroopan talousyhteisön muussa jäsenmaassahyväksyttyä turvallisuustasoltaan vastaavaa testaustatai tarkastusta taikka siellä hyväksyttyä vastaavaa tes-tauslaitosta tai tarkastuselintä. Ympäristöministeriöilmoittaa ne testaus- ja tarkastusmenetelmät sekä tes-tauslaitokset ja tarkastuselimet, jotka vastaavat oh-jeissa mainittua testausta, tarkastusta, testauslaitostatai tarkastuselintä.

1.3 Määritelmiä

Kapasiteetti

Rakenteen tai poikkileikkauksen kyky vastustaa voi-mia ja muodonmuutoksia.

Käyttörajatila

Rajatila, jossa rakenne lakkaa täyttämästä sille käy-tössä asetetut vaatimukset.

Laskentakuorma

Kuorma, jota käyttäen lasketaan voimasuureet tarkas-teltavana olevassa rajatilassa. Laskentakuorma saa-daan kertomalla ominaiskuorma kuorman osavar-muuskertoimella.

Laskentalujuus

Materiaalin osavarmuuskertoimella jaettu ominaislu-juus.

Murtorajatila

Rajatila, jossa rakenne menettää kantokykynsä taimuutoin käyttökelpoisuutensa kantavana rakenteena.

Ominaiskimmomoduuli

Rakenteen materiaalin kimmomoduuli, joka määrä-tyllä todennäköisyydellä ylitetään.

Ominaislujuus

Rakenteen materiaalin lujuus, joka todennäköisyydel-lä 0,95 ylitetään.

1.4 MerkintöjäD vaarnan halkaisijaE kimmomoduuli syyn suuntaanEk ominaiskimmomoduuli syyn suuntaanE⊥ kimmomoduuli kohtisuoraan syyn suuntaa

vastaanF liitoksen leikkausvoimaG liukumoduuliI poikkileikkauksen jäyhyysmomenttiV leikkausvoimab palkin leveysf laskentalujuusfb laskentataivutuslujuusfbk ominaistaivutuslujuusfc laskentapuristuslujuus syyn suuntaanfck ominaispuristuslujuus syyn suuntaanfc⊥k ominaispuristuslujuus kohtisuoraan syyn suun-

taa vastaanft laskentavetolujuus syyn suuntaanfv laskentaleikkauslujuus syiden suuntaisessa ta-

sossa syiden suuntaanfv⊥ laskentaleikkauslujuus syiden suuntaisessa ta-

sossa kohtisuoraan syitä vastaanfvp paneelileikkauslujuuden laskenta-arvofvpk ominaispaneelileikkauslujuusfvpkr kimmoteorian mukaan laskettu paneelileik-

kausjännitys lommahduksen suhteenfy liittimen metallin myötörajah korkeusk mekaanisen liitoksen siirtymäkerroin, kerroin

kiskopaineen kapasiteettia laskettaessakt lommahdusta laskettaessa käytettävä kerroinks nurjahduksen huomioon ottava kerroinL jänneväli, puristussauvan pituus, kuormitusalu-

een pituus kiskopuristuksessa, naulan pituuskärjen puoleisessa puussa

Lh redusoitu pituus, jolla otetaan huomioon nau-lan kannan kyky vastustaa läpimenoa

t liimapuun lamellin paksuus, liitettävän puunpaksuus mekaanisessa liitoksessa

tu ohutuumaisen palkin uumalevyn paksuus, laat-tapalkin rivan leveys

4 u puun kosteusw taipumaα voiman ja puun syyn suunnan välinen kulmaγm rakenteen materiaalin osavarmuuskerroinδ mekaanisen liitoksen siirtymäσb laskentakuormien aiheuttama taivutusjännitysσc laskentakuormien aiheuttama puristusjännitys

syyn suuntaanσt laskentakuormien aiheuttama vetojännitys

syyn suuntaan

2MATERIAALIT

2.1 RakennuspuutavaraRakennuspuutavaralla tarkoitetaan tässä ohjeessa pyö-reätä puutavaraa ja sahatavaraa, joita käytetään kan-tavina rakenteina tai niiden osina.

Rakennuspuutavara luokitellaan joko visuaalisesti taikoneellisesti lujuusluokkiin T40, T30, T24 ja T18 taiInsta-lujuusluokkiin T3, T2 ja T1. Pyöreä puutavarakuuluu lujuusluokkaan T30. Puutavaran lujuusluok-ka osoitetaan siinä olevalla leimalla. Teollisesti val-mistetuissa elementeissä, joissa lujuusluokkaa osoit-tava merkintä ei jää näkyviin, tulee lujuusluokkaaosoittavan leiman olla helposti tarkastettavassa pai-kassa. Lujuusluokkaa osoittavaa merkintää ei tarvitaelementeissä, joiden valmistus tapahtuu ympäristömi-nisteriön hyväksymän tarkastuselimen valvonnassa.

2.2 LiimapuuLiimapuu on neljästä tai useammasta lamellista lii-maamalla koottu puurakenne, jossa lamellien syytovat rakenteen pituussuuntaan. Mikäli lamelleja onvähemmän kuin neljä, sovelletaan rakennesahatava-ralle annettuja ohjeita. Lamellit ovat joko mänty- taikuusisahatavaraa.

2.3 Puulevyt

2.3.1 Kuitulevyt

Tässä ohjeessa käsitellään seuraavia standardin SFS-EN 622 mukaisia kuitulevyjä:

– puolikova kuitulevy– kova kuitulevy

Puolikovaa ja kovaa kuitulevyä voidaan käyttää kos-teusluokissa 1 ja 2.

2.3.2 Lastulevy

Lastulevyillä tarkoitetaan standardin SFS-EN 312 mu-kaisia levyjä. Mainitun standardin mukaisia levyjävoidaan käyttää kosteusluokissa 1 ja 2.

2.3.3 Vanerituotteet

Vanerilevyillä tarkoitetaan standardin SFS-EN 636mukaisia levyjä.

2.3.4 Yhdistelmälevyt

Yhdistelmälevyihin luetaan puumateriaalista valmis-tetut levyt, jotka eivät ole kuitulevyä, lastulevyä taivaneria. Yhdistelmälevyjen käyttömahdollisuudet erikosteusluokissa on selvitettävä erikseen kullekin le-vyrakenteelle.

2.4 Mekaaniset liittimet

2.4.1 Naulat

Tämä ohje käsittelee lankanauloja, konenauloja sekähakasia, joiden pääraaka-aine on teräs.

Kampanauloilla tulee profiloinnin harjan olla teräväja ulosvetoa vastustavan pinnan tulee olla kohtisuo-rassa ulosvetosuuntaa vastaan. Harjoja tulee olla vä-hintään kaksi naulapaksuuden d matkalla. Sinkitys eisaa oleellisesti tasoittaa profilointia.

Kierrenaulassa tulee kierteen nousun rajoittua mää-rään 5d, kun d on naulan paksuus.

Naulan kannan koko ja muoto vaikuttavat kannan lä-pimenolujuuteen. Normaalikokoisen kannan halkai-sija on vähintään 2,5d. Hakaset ja konenaulat voivatpoiketa tästä.

2.4.2 Puuruuvit ja kuusiokantaruuvit(kansiruuvit)

Tämä ohje koskee standardien SFS 2286, 2287 ja 2288mukaisia puuruuveja sekä standardin SFS 2248 mu-kaisia kuusiokantaruuveja.

2.4.3 Pultit

Tämä ohje koskee pultteja, jotka on valmistettu vä-hintään lujuusluokkaa S 235 olevasta teräksestä.

2.4.4 Vaarnat

Vaarnoilla tarkoitetaan tässä ohjeessa hammaslevyjäja rengasvaarnoja, jotka yhdessä pultin kanssa muo-dostavat rasituksia kestävän liitoksen.

2.4.5 Naulalevyt

Naulalevyjen tulee olla ruostesuojattuja tai ruostumat-tomasta teräksestä valmistettuja. Kosteusluokissa 1ja 2 ruostesuojauksen on vastattava vähintään kuu-masinkitystä Z275. Kosteusluokassa 3 tai vesiliukoi-sia suoloja sisältävillä suoja-aineilla paine- tai tyh-jiökyllästetyn puutavaran yhteydessä tulee käyttäävain ruostumatonta naulalevymateriaalia. Kosteus-luokkaan 4 kuuluvissa olosuhteissa naulalevyjä ei saakäyttää kantavien rakenteiden liitoksissa.

52.5 LiimatTässä ohjeessa liimat luokitellaan säänkestävyydenperusteella kahteen luokkaan

– säänkestäviin liimoihin ja– muihin liimoihin.

2.5.1 Säänkestävät liimat

Käytettävien liimojen säänkestävyydestä on erikseenvarmistauduttava. Säänkestäviä liimoja ovat mm.

– resorsinoliliimat ja– fenoliliimat.

Liimatessa puurakenteita, jotka saattavat joutua kos-teusluokan 2, 3 tai 4 mukaisiin kosteusolosuhteisiin,käytetään säänkestäviä liimoja. Liimapuukannatteis-sa käytetään säänkestäviä liimoja kosteusluokissa 3ja 4. Säänkestäviä liimoja käytetään muissakin kos-teusluokissa, mikäli rakenteet joutuvat tavallista kor-keampaan lämpötilaan tai vahingolliset kaasut pää-sevät vaikuttamaan liimasaumoihin.

2.5.2 Muut liimat

Säänkestämättömiä liimoja ovat mm.

– kaseiiniliimat ja– urealiimat.

2.6 Muut rakenneosatMuilla rakenneosilla tarkoitetaan tässä ohjeessa sel-laisia puurakenteiden osia, joiden materiaaleja ei olekäsitelty kohdissa 2.1...2.5. Muita rakenneosia käy-tettäessä kiinnitetään erityistä huomiota puun ja senkanssa käytettävän materiaalin yhteistoimintaan jakorroosion kestävyyteen. Muut rakenneosat mitoite-taan ao. materiaalia koskevien määräysten ja ohjei-den mukaan.

3SUUNNITTELU-PERUSTEET

3.1 Rakennesuunnitelman sisältöRakennesuunnitelmissa esitetään rakennustarvikkei-den laatu, kuten esim. rakennesahatavaran lujuusluok-ka, kosteusluokka, liimapuukannatteen lujuus- ja lii-mausluokka sekä suunnittelukuormat, rakennustyö-hön tarvittavat mitat ja mahdolliset asennusohjeet.Mikäli puurakenne joutuu valmiissa rakenteissa kos-teampiin olosuhteisiin kuin rakennusaikana, esitetäänsuunnitelmissa saumakohtiin tarvittavat laajenemis-varat.

3.2 Lujuudet ja kimmomoduulitPuumateriaalien lujuudet ja kimmomoduulit rajati-lamitoitusta varten annetaan ominaissuureina. Raken-teen kantavuutta määritettäessä (= murtorajatilatar-kasteluissa) käytetään ominaislujuutena ja -kimmo-moduulina arvoja, jotka 95 % koetuloksista ylittää.Muodonmuutoksia laskettaessa käytetään kimmomo-duulien keskiarvoja.

Ominaislujuudet ja kimmomoduulit on määritetty n.20 °C:n lämpötilassa kosteusluokkien keskivaiheel-la. Kosteusluokkaa 4 vastaavat arvot on määritettymärillä koekappaleilla.

3.3 Kuormien aikaluokatPuurakenteita suunniteltaessa huomioon otettavatkuormitukset jaotellaan kestonsa perusteella taulukon3.1 mukaisiin luokkiin.

TAULUKKO 3.1 Kuormien aikaluokat.

Aikaluokka Esimerkkejä

A OmapainoPitkäaikainen Maan- ja vedenpaine

Koneetkesto > 1,5 kk Varastoitu tavara

B Hyötykuorman pintakuormaLyhytaikainen Lumikuorma

Kosteuden vaihtelunaiheuttamat kuormat

C TuuliHetkellinen Hyötykuorman pistekuorma

≤ 2 kNkesto < 10 h Kaiteeseen vaikuttava kuorma

Taulukossa mainitsemattoman kuorman kuuluessakahteen tai useampaan aikaluokkaan voidaan kuor-ma sijoittaa niistä lyhytaikaisimpaan, jos siihen kuu-luu yli 25 % kuormasta.

Kuormitusyhdistelmän käsittäessä kestoltaan erilai-sia kuormia valitaan kuormitusyhdistelmän aikaluo-kaksi vaikutusajaltaan lyhimmän kuorman aikaluokka.

3.4 KosteusluokatRakennetta suunniteltaessa otetaan huomioon puuma-teriaalin kosteustila rakennetta ympäröivän ilmansuhteellisen kosteuden (RH) mukaan. Taulukossa 3.2annetaan kussakin kosteusluokassa ilman suhteelli-nen kosteus (RH).

6TAULUKKO 3.2 Kosteusluokat.

Luokka Suhteellisen kosteudenNimitys RH kuukausikeskiarvo

1 Sisäkuiva RH < 0,62 Ulkokuiva 0,6 ≤ RH < 0,83 Kostea 0,8 ≤ RH < 0,954 Märkä 0,95 ≤ RH

Kosteusluokka 1: Kosteusluokkaan 1 kuuluu puura-kenteen materiaali, joka on lämmitetyissä sisätilois-sa tai vastaavissa kosteusoloissa. Kosteusluokkaan 1luetaan myös lämmöneristekerroksessa olevat raken-teet sekä palkit, joiden vetopuoli on lämmöneristeensisässä.

Kosteusluokka 2: Kosteusluokkaan 2 kuuluu ulkoil-massa kuivana oleva puurakenteen materiaali. Raken-teen on oltava katetussa tilassa sekä alta ja sivuiltahyvin kastumiselta suojattu.

Kosteusluokka 3: Kosteusluokkaan 3 kuuluu koste-assa tilassa (esim. ulkona säälle alttiina) oleva puu-materiaali.

Kosteusluokka 4: Kosteusluokkaan 4 kuuluu vedenvälittömän vaikutuksen alaisena oleva puumateriaali.

4MITOITUSPERUSTEET

Suunnittelussa otetaan huomioon ainakin

– kuormitusyhdistelmän aikaluokka– rakenteen kosteusluokka– rakenteen käyttökohde

Mitoitusperusteina käytetään

– lujuutta (rajatilatarkasteluissa murtorajatila)– muodonmuutoksia (rajatilatarkasteluissa käyttö-

rajatila)

4.1 Sallitut taipumatKokonaiskuorman aiheuttama taipuma, mikäli siitäon haittaa, ei saa lämpimän tilan yläpohjassa ylittääarvoa L/200, väli- ja alapohjassa arvoa L/300, eikäasuinrakennusten ala- ja välipohjassa hyötykuormanaiheuttama taipuma arvoa 12 mm. Ulokkeiden taipu-ma jännevälin suhteen saa olla kaksinkertainen. Py-syvän kuorman aiheuttama taipuma pyritään elimi-noimaan ristikko-, liimapalkki- tms. rakenteissa ra-kenteen esikorotuksella. Kokonaiskuorman aiheutta-mat sallitut taipumat saavat olla 1,25-kertaiset, jos

esikorotus on vähintään puolet alkuperäisestä taipu-mavaatimuksesta. Taipuma lasketaan määräävällekuormitusyhdistelmälle aikaluokka huomioonottaen.

Kun levyä rasittaa pistekuorma Fk = 1,5 kN (aika-luokka C) rajoitetaan tukien päällä olevan lattialevyntaipuma tukien suhteen arvoon

w ≤ L/200

4.2 Laskennallinen mitoitus

4.2.1 Poikkileikkausmitat

Sahatavaran edellytetään täyttävän kosteustilassa u =0,20 poikkileikkauksen nimellismittojen suhteen seu-raavat vaatimukset:

+ 4 mm/ – 2 mm, kun mitta on alle 100 mm+ 6 mm/ – 3 mm, kun mitta on 100 mm tai yli.

Laskelmat tehdään siinä poikkileikkauksessa, joka onmääräävin. Poikkileikkauksen heikennykset otetaanhuomioon seuraavia periaatteita noudattaen:

– Rakennesahatavaran lujuusluokittelussa sallit-tavia poikkileikkauksen heikennyksiä ei tar-vitse ottaa huomioon.

– Vedetyissä ja taivutetuissa rakenteissa otetaanhuomioon loveukset, aukot, pulttien reiät, vaar-nojen syvennykset jne.

– Kuitenkaan alle 6 mm paksujen naulojen hei-kennyksiä ei tarvitse ottaa huomioon.

4.2.1 Materiaalin osavarmuuskerroin

Murtorajatilatarkasteluissa materiaalin osavarmuus-kerroin γm = 1,3, jolla ominaislujuudet ja kimmomo-duulit jaetaan laskenta-arvojen saamiseksi. Materi-aalin osavarmuuskerrointa voidaan pienentää 10 %vesikattorakenteissa, jotka eivät toimi yläpohjan kan-tavana osana sekä sellaisessa yksikerroksisessa varas-to- tai muussa vastaavassa rakennuksessa, jossa vaintilapäisesti oleskelee ihmisiä. Käyttörajatilatarkaste-luissa materiaalin osavarmuuskerroin γm = 1.

4.2.3 Kimmo- ja lujuusarvot

Sahatavaran sekä liimapuun kimmo- ja lujuusarvotsaadaan taulukoista 4.1–4.3. Liitosten lujuusarvot onesitetty kappaleessa 5.2.

Sahatavaran sekä liimapuun ominaislujuudet ja kim-momoduulit muussa aikaluokassa kuin B ja muussakosteusluokassa kuin 1 saadaan taulukon 4.2 korja-uskertoimen avulla.

7Liimapuupalkin korkeuden ylittäessä 300 mm vähen-netään taivutuskapasiteettia kertoimella CF.

jossa h = palkin korkeus (mm).

h (mm) 300 600 1 000 1 500 2 000CF 1,0 0,93 0,87 0,84 0,81

5RAKENNEOSIENMITOITUS

5.1 Palkit ja pilarit

5.1.1 Puristus

Mikäli puristusrasitus on kulmassa α syyn suuntaannähden, tarkistetaan, että

σcα ≤ fc – (fc – fc⊥) sinα (kuva 5.1) (5.1)

jossa

σcα on laskentakuormien aiheuttama puristusjän-nitys kulmassa α syyn suuntaan nähden

fc on vastaava laskentalujuus syyn suuntaan jafc⊥ on vastaava laskentalujuus kohtisuoraan syyn

suuntaan vastaan.

Kuva 5.1. Puristus kulmassa α syyn suuntaannähden.

Kuvan 5.2 mukaisen kiskopaineen vaikuttaessa tar-kistetaan, että

σc⊥ ≤ kfc⊥ (5.2)

jossa

σc⊥ on laskentakuormien aiheuttama puristusjän-nitys kohtisuoraan syyn suuntaa vastaan ja

fc⊥ on vastaava laskentalujuus

Sama koskee leimapainetta.

TAULUKKO 4.2.Korjauskertoimet eri aika- ja kosteusluokkayhdistel-mille aikaluokan B ja kosteusluokan 1 suhteen.

Aika-luokka

Lujuuksialaskettaessa

Muodonmuutoksialaskettaessa

Kosteusluokka Kosteusluokka

1 ja 2 3 4 1 2 3 4

ABC

0,811,3

0,650,851

0,60,750,9

0,811,3

0,711,3

0,60,81

0,350,60,8

Märän tai tuoreen puutavaran mitoitusarvot valitaankosteusluokka 4:n mukaan.

C300

hF =

1 9/

ka mm

a mm

=+

-≥

+-

R

S|||

T|||

1150 L

150, kun

1a

100

150 L

150kun <

100

100,

TAULUKKO 4.1.Sahatavaran ominaislujuudet ja -kimmomoduulit sekäkeskimääräiset kimmomoduulit aikaluokassa B ja kos-teustilassa 1. Yksikkö MN/m2.

Lujuusluokka T40 T30T3

T24T2

T18T1

Lujuuksia laskettaessaTaivutus, fbk

Puristus, fck

Puristus, fc⊥k

Veto, ftk

Veto, ft⊥k

Leikkaus, fvk

Leikkaus, fv⊥k

Kimmomoduuli, Ek

Liukumoduuli, Gk

2928

4,519

0,421

7000350

2322

3,715

0,421

6000300

2019

3,113

0,421

5000250

1615

2,68

0,421

4000200

MuodonmuutoksialaskettaessaKimmomoduuli, EKimmomoduuli, E⊥Liukumoduuli, G

8500280420

7000230350

6500180320

5500160270

TAULUKKO 4.3.Liimapuun ominaislujuudet ja -kimmomoduulit sekäkeskimääräiset kimmomoduulit aikaluokassa B ja kos-teusluokassa 1. Yksikkö MN/m2.

Lujuusluokka L40 L30

Lujuuksia laskettaessaTaivutus, fbk

Puristus, fck

Puristus, fc⊥k

Veto, ftk

Veto, ft⊥k

Leikkaus, fvk

Leikkaus, fv⊥k

Kimmomoduuli, Ek

Liukumoduuli, Gk

31304,3210,42,41,2

6600330

25243,5170,42,41,2

5500270

MuodonmuutoksialaskettaessaKimmomoduuli, EKimmomoduuli, E⊥Liukumoduuli, G

8500280420

7000230350

8TAULUKKO 5.3. Kaavan (5.3) kk1-kerroin.

a kk

k

k

bh L= ◊1

N kM

hd kd= -1b g

5.1.3 Leikkaus

Leikkausvoimia laskettaessa voidaan palkin yläreu-naan vaikuttavia kuormia pienentää lineaarisesti, mi-käli ne ovat lähempänä kuin palkin korkeuden etäi-syydellä tuelta. Lovien vaikutus palkin lujuuteen las-ketaan luotettavan selvityksen perusteella.

Liimapuukannattajissa vedettyyn reunaan saa tehdäloveuksia vain VTT:n erityisselvityksen perusteella.

5.1.4 Taivutus ja normaalivoima

Vedon ja taivutuksen rasittamassa palkissa tarkiste-taan, että vedetyllä alueella

(5.5)

Puristuksen ja taivutuksen rasittamassa palkissa tar-kistetaan, että puristetulla alueella

(5.6)s sc

c

b

bf f+ £ 1

Kuva 5.2. Kiskopaine (mitat mm).

Kertoimelle k on laskettu eräitä arvoja taulukossa 5.1.

TAULUKKO 5.1Kaavan (5.2) k-kerroin, kun a ≥ 100 mm.

L (mm) 15 30 45 50 60 75 100 120 150k 1,9 1,8 1,7 1,67 1,6 1,5 1,33 1,2 1,0

Naulalevyrakenteen tukipainekapasiteettia voidaankorottaa paarteen naulalevyvahvistuksella.

5.1.2 Kiepahdus

Suoran poikkileikkaukseltaan suorakaiteen muotoi-sen taivutetun palkin kiepahdus otetaan huomioonkertomalla laskentalujuus kertoimella kk, joka saa-daan taulukosta 5.2 αk:n funktiona. Taulukon 5.2 apu-suure αk saadaan kaavasta (5.3).

TAULUKKO 5.2.Kiepahduskertoimen kk riippuvuus apusuureesta αk.

αk < 0,75 kk = 1

0,75 ≤ αk < 1,4 kk = 1,56 – 0,75 αk

1,4 ≤ αk kk = 1 / αk2

(5.3)

jonka kerroin kk1 saadaan eri kuormitus- ja tuentata-pauksille taulukosta 5.3 ja jossa Lk on palkin kierty-misen estävien sivutukien väli.

Palkin puristetun reunan kiepahdustuet mitoitetaankohdan 5.1.5 mukaisesti voimalle Fd käyttäen puris-tusvoimalle arvoa

(5.4)

jossakk -kerroin määritetään tukemattoman palkin ar-

vona taulukosta 5.2,Md on palkkiin vaikuttava maksimimomentti jah on palkin korkeus.

σ σt

t

b

bf f+ ≤ 1

95.1.5 Nurjahdusalttiin sauvan mitoitus

Nurjahdusalttiissa sauvassa tarkistetaan, että

(5.7)

jossaks on kuvasta 5.3 saatava kerroin.

Kuvan 5.3 merkinnät ovat:λ on puristetun rakenteen hoikkuus (=Lc/i), enin-

tään 170Lc on nurjahduspituus, joka tavallisille tuentata-

paukselle annetaan taulukossa 5.4i on poikkileikkauksen jäyhyyssäde

ks -kerrointa määritettäessä on otettu huomioon pu-ristusvoiman alkuepäkeskisyys, joka koostuu sauvankäyryydestä, kuorman epäkeskisyyden ja poikittais-kuormien aiheuttamasta taipumasta. Sauvan normaa-livoiman epäkeskisyyden aiheuttamaa taivutusjänni-tystä ei tarvitse erikseen ottaa huomioon. Normaalis-ti riittää kuvan 5.3 tapauksen w = L/400 alkuepäkes-kisyys. 5.1.6 Lisäohjeita

Jos liimapuupalkissa on eri lujuusluokkia olevaa puu-tavaraa, sen taivutuskapasiteetti voidaan laskea ulko-lamellien (uloimman kuudenneksen) mukaan. Poik-kileikkauksen muut kapasiteetit lasketaan kimmomo-duulien suhteen painotettuna. Kaarevissa palkeissa,tarkistetaan kaarevuudesta johtuvat lamelleja vastaankohtisuorat lisärasitukset.

Mekaanisilla liittimillä koottuja palkkeja suunnitel-taessa otetaan huomioon, ettei palkin jäyhyysmoment-tia ja taivutusvastusta laskettaessa voida olettaa kokopoikkileikkausta yhtenäiseksi, vaan homogeenisellepoikkileikkaukselle laskettu arvo on kerrottava pie-nennyskertoimella.

5.1.7 Palkiston ja ristikkorakenteidenpoikittaistuennan mitoitus

Sivuittaistukia tarvitsevat vierekkäiset yhdensuuntai-set kannatteet (ks. kuva 5.4) on varustettava jäykistä-vin poikittaistuin, joiden on ulkoisten vaakakuormi-tusten (esim. tuuli) lisäksi kestettävä pituusyksikköä(m) kohden kuorma

(5.9)

Nd on keskimääräinen puristusvoima kannattajan ylä-paarteessa. Palkin tapauksessa Nd lasketaan kohdan5.1.2 mukaisesti. n on jäykistävään rakenteeseen si-dottujen vierekkäisten kannattajien lukumäärä ja l onkannattajan pituus metreinä.

s sc

s c

b

bk f f+ £ 1

= I A/ .e j

Kuva 5.3. Nurjahduksen huomioon ottava kerroin ks.

Sivuittaistuettavan puristussauvan kukin tuki mitoi-tetaan vähintään voimalle:

sahatavaralla ja

(5.8)liimapuulla,

jossa Nd on sauvan puristusvoima.

FN

FN

dd

dd

=

=

50

80

TAULUKKO 5.4.Puristussauvan nurjahduspituudet (Lc) eri tukemista-pauksille, kun sauvan pituus on L.

Tuentatapa Nurjahdus-pituus Lc

Sauva on jäykästi kiinnitettymolemmista päistäänSauva on jäykästi kiinnitettytoisesta ja nivelellisesti toisestapäästäänSauva on nivelöity molemmistapäistäänSauva on jäykästi kiinnitetty toisestapäästä ja toisesta päästä kiinnitettysuunnalleen, muttei asemalleenSauva on jäykästi kiinnitetty toisestapäästään ja toisesta päästään vapaa

0,7 L

0,85 L

1,0 L

1,5 L

2,5 L

qnN

ldd=

50

10

Kuva 5.4. Poikittaistuettu palkisto tai ristikkosysteemi.

5.2 LiitoksetLiitokset jaetaan

– mekaanisiin liitoksiin– liimaliitoksiin (varsinaiset liimaliitokset ja

naulaliimaliitokset)

Kantavien rakenteiden liitokset mitoitetaan murtora-jatilan (lujuus) ja tarvittaessa myös käyttörajatilan

(muodonmuutokset) mukaan. Ellei korjauskertoimiaole annettu kuormien aikaluokille ja kosteusluokille,käytetään taulukon 4.2 kertoimia.

Jos käytetään epäsymmetrisiä liitoksia tai liitokseentuleva voima on epäkeskinen, otetaan syntyvät lisä-rasitukset huomioon liitoksen lujuutta laskettaessa.

Käytettäessä eri liitintyyppejä samassa liitoksessaotetaan huomioon liitinten jäykkyydet ja niiden vai-kutus voimien jakautumiin. Liiman ja mekaanisenliittimen ei lasketa toimivan yhdessä. Mikäli liitti-miä on peräkkäin enemmän kuin 10, lasketaan 10 lii-tintä täysimääräisenä ja muista 2/3.

5.2.1 Mekaaniset liitokset

Naulaliitokset

Naulaliitoksen naulojen pienimmät sallittavat etäisyy-det on annettu kuvassa 5.5. Lisäksi on huomattavaseuraavaa:– Naulat lyödään kohtisuoraan syyn suuntaa vas-

taan. Syyn suuntaan lyödyn naulan laskenta-arvoja alennetaan 70 %. Syyn suuntaan lyödyl-

Kuva 5.5. Naulojen pienimmät sallitut etäisyydet (yksikkönä naulan paksuus d), kun puun paksuus t ≥ 8d.

11

Naulaliitoksen tartuntalujuuden määrää naulan tar-tuntalujuus kärjen puoleisessa puussa, naulan läpi-meno kannan puoleisesta osasta tai naulan vetolujuus.Naulaliitoksen ominaistartuntalujuus voidaan laskeakaavasta (5.10). Tällöin edellytetään, että naulat lyö-dään vähintään 45°:n kulmassa liitospintaan ja puunsyyn suuntaan nähden.

kaikilla nauloilla

sileillä nauloilla (5.10)

kampa- ja kierrenauloilla

fu ja Lh on annettu eri naulatyypeille taulukossa 5.6.Kaavan muut merkinnät selviävät kuvasta 5.7.

Ensimmäisellä kaavalla tarkistetaan tartunta ja muil-la kannan läpimenovoima.

TAULUKKO 5.5.Poikkileikkaukseltaan neliönmuotoisilla lankanauloil-la kootun kahden puun välisen liitoksen ominaisleik-kauslujuudet kuorman aikaluokassa B.Yksikkö N/leike.

Naulanpaksuus d(mm)

Ominaisleikkauslujuudet

Kosteus-luokat1 ja 2

Kosteus-luokka 3

Kosteus-luokka 4

1,72,12,52,83,44,25,15,56,06,5

310440590720

1 0001 4301 9902 2702 6303 010

270390520630880

1 2601 7502 0002 3102 650

210300400490680970

1 3601 5401 7902 050

F

f d(L 1,5d)

f d(t L )

f dL

u

u h

u h

£

-

+

R

S||

T||

lä naulalla ei kuitenkaan ole ulosvetolujuutta.– Puun paksuuden on oltava yleensä vähintään

8 d. Lisäksi kärjen puoleisen puun on oltavaniin paksu, että seuraavat vaatimukset täytty-vät (kuva 5.6):– kaksileikkeisissä liitoksissa L1 ≥ 8d ja– yksileikkeisissä liitoksissa L2 ≥ 12d– sileillä nauloilla ja L2 ≥ 8d kampa- ja

kierrenauloilla.– Mikäli L3 ≥ 3d (kuva 5.6), saavat eri puolilta

lyödyt naulat koskettaa toisiaan.– Naulojen pienimmille keskinäisille etäisyyk-

sille sallitaan 20 % hajonta.– Syyn suunnassa peräkkäiset naulat lyödään

kuvan 5.5 mukaisesti naulapaksuuden verransyyn suunnasta sivuun halkeiluvaaran vuoksi.

– Mikäli liitokseen tulee laskelmien mukaan 1 tai2 naulaa, lisätään liitoksen naulamäärää yhdellä.

– Yleensä naulat lyödään niin syvälle, että nau-lan kanta on puupinnan tasossa.

Nelikulmaisilla lankanauloilla kootun puuliitoksenominaisleikkauslujuus (F) saadaan taulukosta 5.5edellyttäen, että liitos täyttää edellä annetut raken-teelliset ohjeet.

Liitettäessä sahatavaraa pyöreään puutavaraan kerro-taan taulukon 5.5 arvot 0,65:lla. Kahden pyöreän puunvälistä liitosta ei pidetä voimia siirtävänä liitoksena.

Profiloimattomia pyöreitä nauloja käytettäessä ker-rotaan taulukon 5.5 arvot 0,8:lla. Jos metallilevy lii-tetään puuhun, voidaan käyttää 1,25-kertaisia arvoja.

Vanerin ja puun välisessä naulaliitoksessa koivuva-neri vastaa paksuudeltaan 3-kertaista, sekavaneri 2,5-kertaista ja havupuuvaneri 2-kertaista puuta. Lastu-levy ja puolikova kuitulevy vastaavat 2-kertaista jakova kuitulevy 2,5-kertaista puuta.

Kuorman aikaluokassa A kerrotaan arvot 0,7:llä jaaikaluokassa C vastaavasti 1,7:llä.

Jos liitettävän puun paksuus t < 8 d, suurennetaankuvan 5.5 syyn suuntaisia etäisyyksiä suoraviivaises-ti siten, että kun t = 4 d, lisäys on 20 %, ja taulukon5.5 lujuusarvoja pienennetään paksuuksien suhteessa(kerroin t/(8 d)).

Kuva 5.6. Naulan kärjen ankkurointipituus eri ta-pauksissa (vrt. teksti). L1 liittyy vuorotellen vastak-kaisilta puolilta lyötyihin nauloihin ja L2 samaltapuolelta lyötyihin nauloihin.

TAULUKKO 5.6.Kaavan (5.10) kertoimet fu (N/mm2) ja Lh eri naulatyy-peille kuorman aikaluokissa B ja C. Aikaluokassa Afu:n arvot kerrotaan 0,8:lla, sileiden naulojen arvot kui-tenkin 0,5:llä. Kertoimet ovat samat kaikissa kosteus-luokissa.

Naulatyyppi fu Lh

Pyöreä naulaNelikulmainen naulaKierrenaulaKampanaulaKuumasinkitty naula(nelikulmainen)

1,61,65,27,33,1

40 d40 d10 d8 d

17 d

12

(5.12)

jossat on kannan puoleisen puun paksuus (mm)d on ruuvin sileän osan halkaisija (mm)fy on ruuvin materiaalin myötöraja (N/mm2)k1 ja k2 ovat taulukosta 5.7 saatavia kertoimia.

Metallilevyn ja puun välisen liitoksen ominaisleik-kauslujuus voidaan laskea kaavasta

(5.13)

Jos levyn paksuus on ≤ 2 mm ja ruuvin tai pultin suu-rin halkaisija ≥ 12 mm, tarkistetaan lisäksi levyn reu-napuristus.

Mikäli ankkurointipituus on < 8 d, vähennetään kaa-voista (5.12) ja (5.13) määritettyjä lujuuksia ankku-rointipituuksien suhteessa. Ankkurointipituuden onkuitenkin oltava ≥ 4 d.

Ruuvi- ja pulttiliitokset

Ruuvi- ja pulttiliitosten liittimien pienimmät sallitta-vat etäisyydet on annettu kuvassa 5.8. Kuusiokanta-ruuveilta edellytetään, että ruuvin sileän osan pituuson vähintään liitettävän osan paksuus. Ankkurointi-pituus kärjen puoleisessa puussa on yleensä oltavavähintään 8 d. Kuusiokantaruuveille porataan reikä,jonka halkaisija ruuvin sileällä osalla on sama kuinruuvin halkaisija ja kierteisellä osalla sydänläpimitta.

Pulttiliitoksissa reikä porataan pultin halkaisijan mu-kaan ilman tarpeetonta väljyyttä. Sekä kannan ettämutterin alla käytetään aluslevyä, jonka sivun pituuson vähintään 3 d paksuus 0,3 d, jossa d on pultin hal-kaisija. Alle 5 mm paksua aluslevyä ei saa käyttää.Pultit kiristetään siten, että liitettävät osat tulevat tiu-kasti toisiaan vasten. Liitosten myöhemmän kiristä-misen tulee olla mahdollista.

Ruuvi- ja pulttiliitosten ominaislujuudet on esitettykuorman aikaluokassa B sekä kosteusluokissa 1 ja 2.Aikaluokassa A kerrotaan ominaislujuudet luvulla 0,8ja aikaluokassa C luvulla 1,3. Kosteusluokassa 3ominaislujuudet kerrotaan luvulla 0,75 ja kosteusluo-kassa 4 luvulla 0,67.

Pulttiliitosten ominaisleikkauslujuudet (Yksikkö N/leike) lasketaan kaavasta (5.11). Pienimmän arvon an-tava kaava on määräävä. Tällöin edellytetään, että puu-osat ovat vähintään lujuusluokkaa T 18 ja pultin ma-teriaalin myötörajat fy ≥ 240 N/mm2. Lisäksi liitok-sen on täytettävä edellä annetut rakenteelliset ohjeet.

(a)

(b)

(c) (5.11)

(d)

(e)

jossat1 on ohuemman puun paksuus (mm)t2 on paksumman puun paksuus (mm)

d on pultin halkaisija (mm)fy on pultin materiaalin myötöraja (N/mm2)k1 on taulukosta 5.7 puulle 1 saatava kerroink2 on taulukosta 5.7 puulle 2 saatava kerroin

k:n alaindeksi 1 viittaa 2-leikkeisissä liitoksissa ul-kopuuhun ja alaindeksi 2 keskipuuhun. 1-leikkeisis-sä liitoksissa indeksit valitaan siten, että k1t1 ≤ k2t2.

Mikäli sivukappale on terästä, voidaan kaavoissa va-lita t1 = t2 = puuosan paksuus. Jos keskikappale onterästä, ei kaavaa (b) tarvitse tarkistaa ja kaavojen (d)ja (e) arvot kerrotaan 1,4:llä.

Puuruuvi- ja kuusiokantaruuviliitosten ominaisleik-kauslujuudet lasketaan kaavasta (5.12). Kaava päteesamoilla edellytyksellä kuin pulttiliitosten vastaavakaava (5.11).

Kuva 5.7. Kaavan (5.10) merkintöjä.L ≥ 12 d sileillä nauloilla jaL ≥ 8 d kampa- ja kierrenauloilla

F

fy

£ +

R

S|||

T|||

19

33 240

k td

4 k td 14d

d 0,5 (k + k )

1

12

21 2 /

F 34d 0,5 (1+ k ) f /22 y= 240

TAULUKKO 5.7.Kaavojen (5.11) ja (5.12) k-kertoimet.

Voiman ja puun syynsuunnan välinen kulma

Halkaisija d (mm)

6 12 24

0°30°45°60°90°

11111

10,880,790,700,64

10,820,700,580,52

1 1 2 2

2 2

1 1

21 1

21 2

5(k t k t )d (vain 1-leikkeisessä)

9 5k t d (vain 2-leikkeisessä)

19k t d

3k t d 17d

33d 0,5 (k +k ) 240y

,

F

f /

+

≤ +

13

Puuruuvin ja kuusiokantaruuvin ominaistartuntavoi-ma (yksikkö N) lasketaan kaavalla

F = (15 + 7,5d)(L – 1,5d) (5.14)

Kuva 5.8. Pienimmät ruuvi ja pulttivälit sekä pääte-etäisyydet. Yksikkönä ruuvin ja pultin halkaisija d.Kahdessa kuvassa oleva mitta a määräytyy seuraavasti:Jos α ≤ 30°, niin a = 7Jos 30° < α ≤ 50°, niin a = 6Jos 50° < α ≤ 70°, niin a = 5Jos > 70°, niin a = 4

jossa

d on ruuvin halkaisija (mm)L on ruuvin kierteisen osan pituus (mm).

Tällöin ankkurointipituus saa olla pienempi kuin 8d.

14 5.2.2 Liimaliitokset

Jatkuvassa liimasaumassa, kuten lamellien välisessäliimasaumassa sekä laipan ja uuman välisessä sau-massa, liitoksen lujuus on sama kuin heikoimman lii-tettävän osan materiaalin leikkauslujuus.

Muiden liimaliitosten lujuutta pienennetään yllä ole-vasta, mikäli jännitykset eivät jakaudu tasan liitos-pinnassa. Työmaalla tehtyä liimausta ei yleensä otetahuomioon liitoksen kantokykyä laskettaessa.

5.3 Levyrakenteet

5.3.1 Levyuumaiset palkit

Levyuumaisilla palkeilla tarkoitetaan rakennetta, jossapaarteita yhdistävä levy toimii pääasiassa leikkaus-jännityksiä ottavana rakenneosana.

Paarteiden jännitykset tarkistetaan kaavalla

(5.16)

jossaσfm on laskentakuormien aiheuttama jännitys paar-

teen poikkileikkauksen painopisteessäσf on laskentakuormien aiheuttama reunajännitysf on σfm:ää vastaava laskentalujuus (puristus tai

veto)fb on taivutuksen vastaava laskentalujuus

Kiepahdusvaara tarkistetaan kohdan 5.1.2 mukaan.

Leikkauskapasiteetti lasketaan kuvan 5.9 leikkauk-sissa I–I ja II–II. Jos hu < hmax, jossa hmax saadaantaulukosta 5.10, voidaan uuman leikkauskapasiteettilaskea ilman lommahdustarkastelua yhtä uumalevyäkohti kaavalla

V ≤ fvp tu (hu + h1), kun hu ≤ hmax (5.17)

jossa fvp saadaan jakamalla standardista saatu arvofvpk materiaalin osavarmuuskertoimella.

Korkeammille uumille tehdään lommahdustarkaste-lu kohdan 5.3.3 mukaisesti.

Liitosten muodonmuutokset

Leikkausvoiman rasittaman liitoksen muodonmuutosvoidaan laskea kaavasta

(5. 15)

jossaq on liitoksen liitintä rasittava leikkausvoima jak on siirtymäkerroin, joka saadaan sileille lan-

kanauloille, puuruuveille ja pulteille taulukosta5.9.

Vaarnaliitokset

Vaarnaliitoksessa määräytyvät vaarnojen pienemmätsallitut etäisyydet taulukon 5.8 mukaan. Vaarnat japultit sijoitetaan pareittain symmetrisesti sauvan kes-kiviivan suhteen. Samalla ne sijoitetaan mahdollisuuk-sien mukaan syyn suunnasta vuorotellen vastakkai-sille puolille poiketen, etteivät puun mahdolliset ku-tistumishalkeamat pääse vaarantamaan kaikkien sa-maan pituussuuntaiseen jonoon kuuluvien liittimienkantokykyä.

d =q

k

TAULUKKO 5.9.Kaavan (5.15) siirtymäkerroin k (N/mm) liitettäessäpuuta puuhun.

Aika-luokka

Naula-liitos

Puuruuvi-liitos

Pultti-liitos

ABC

100 d300 d400 d

60 d160 d240 d

60 d *)

160 d *)

240 d *)

*) Pulttiliitoksen siirtymäarvoon lisätään 0,05 d, joka ottaahuomioon ruuvin mahdollisen väljyyden

s s sfm f fm

bf f1+

-£

TAULUKKO 5.10.Uumalevyn hmax-korkeus eri materiaaleille.

Levymateriaali hmax

Vaneri, kun pintaviilujen syyt ovatkohtisuorassa jänneväliä vastaanPuolikova kuitu- ja lastulevyKovalevy

45 tu

35 tu

27 tu

TAULUKKO 5.8.Vaarnojen pienimmät sallitut etäisyydet.

D on vaarnanhalkaisija tai sivu-mitta tarkastelta-vassa suunnassa

Puristettava vaarna Asen-nettavavaarna

Pyöreä Nelikul-mainen

Keskeltä keskelle– syyn suunnassa– kohtisuoraan syyn

suuntaa vastaanKeskeltä reunalle– syyn suunnassa– kohtisuoraan syyn

suuntaa vastaan

1,25 D

1,20 D

1,25 D

0,60 D

1,50 D

1,20 D

1,50 D

0,70 D

2,00 D

1,30 D

1,75 D

0,80 D

Taipumaa laskettaessa otetaan huomioon myös leik-kausvoiman aiheuttama lisätaipuma.

Kosteusluokassa 3 kerrotaan taulukon 5.9 arvot 0,6:lla,ja kosteusluokassa 4 kertoimella 0,4.

15

5.3.2 Laattapalkit

Laattapalkki muodostuu rivoista ja yhdestä tai kah-desta pintalevystä. Pintalevyn hyödyllinen leveys besaadaan kaavasta (5.18)

be = b1e + tu (väliripa)(5.18)

be = 0,5 b1e + tu (reunaripa)

Merkinnät ovat kuvan 5.10 mukaiset. b1e saadaan tau-lukosta 5.11. Sitä ei kuitenkaan valita suuremmaksikuin bmax eikä suuremmaksi kuin ripojen vapaa väli.

Leikkauskapasiteetti tarkistetaan leikkauksissa I–I jaII–II (kuva 5.10). Jos ripojen vapaa väli on puristus-puolella pienempi kuin bmax (taulukko 5.11), ei lom-mahdusta tarvitse tarkistaa.

Kosteuden aiheuttamiin muodonmuutoksiin on kiin-nitettävä erityistä huomiota.

5.3.3 Lommahdus

Levyrakenteiden mitoituksessa otetaan tarvittaessahuomioon lommahdus. Myös levyn kostumisen aihe-uttama lommahdusvaara tutkitaan tarvittaessa.

Levyuumaisen palkin lommahdus voidaan yleensäottaa huomioon tarkastelemalla vain leikkausjänni-tyksen aiheuttamaa lommahdusta. Mikäli uuman omi-naispaneelileikkauslujuus fvpk on pienempi kuin kaa-vasta (5.19) saatava uuman lommahtamiseen tarvit-tava leikkausjännitys, ei lommahdusta tarvitse ottaahuomioon.

(5.19)

jossak on kuvasta 5.11 saatava kerroinEk on uuman ominaiskimmomoduulitu on uuman paksuus jahu on uuman korkeus

Kuvan 5.11 kerroin

(5.20)

jossaGk on uuman ominaisliukumoduuli jaEk on uuman ominaiskimmomoduuli

Kuva 5.9. Ohutuumaisten palkkien merkintöjä.

Kuva 5.10. Laattapalkkien merkintöjä.

f 3,3 kEt

hvpkr ku

u

=FHG

IKJ

2

k2G

E2k

k

=

TAULUKKO 5.11.Liimatun pintalevyn hyödyllinen leveys.

Levymateriaali b1e bmax

Tasainenkuorma

Piste-kuorma

Vaneri, kun syynsuunta on kohti-suoraan palkinpituussuuntaavastaanKuitu- ja lastulevy

L/7

L/3

L/10

L/5

30 h1

30 h1

L on palkin momenttien nollakohtien välinenetäisyys

16

Kuvan 5.11 mitta a on uuman pystytukien väli ja hon uuman korkeus.

Mikäli kaavasta (5.19) saatava lommahdusjännitysfvpkr on pienempi kuin ominaispaneelileikkauslujuusfvpk, käytetään fvpk:n sijasta fvpkr:ää.

6LAHONTORJUNTA

6.1 SovellutusalueNämä lahontorjuntaohjeet koskevat kantavien raken-teiden ohella sellaisia niihin liittyviä kantamattomiarakenteita, joiden kautta laho voi siirtyä kantaviinrakenteisiin.

6.2 Rakenteellinen suojausRakenteellisella suojauksella tarkoitetaan rakentamis-tapaan kuuluvia tai siihen liittyviä toimenpiteitä, jot-ka estävät tai oleellisesti vähentävät rakenteen laho-amista. Puun rakenteellisella suojauksella pyritään

– kostumisen estämiseen– kuivumisen varmistamiseen– muiden lahoamista edistävien tekijöiden rajoit-

tamiseen.

Rakenteellisen suojauksen kelvollisuus selvitetään,ellei kokemusperäisesti tiedetä rakenteen säilyvänlahoamatta vastaavissa olosuhteissa.

Rakenteellista suojausta koskevia selvityksiä ei oletarpeen suorittaa seuraavissa tapauksissa

– puun kosteus on pysyvästi alle 0,20 tai– puu on veden kyllästämä ja hapen saanti on

estetty tai– puun lämpötila on alle +3 °C tai yli 40°C.

Ellei rakenteellista suojausta voida toteuttaa, käyte-tään kohdan 6.3.5 tapauksissa standardien SFS-EN335 ja SFS-EN 351 mukaisesti luokiteltua kemialli-sesti suojattua puutavaraa. Kuitenkin rakenteelliseensuojaukseen tulee pyrkiä riippumatta siitä, onko puu-tavara kemiallisesti suojattua vai ei.

6.3 Kemiallinen suojaus

6.3.1 Puulajit

Kyllästettävänä puulajina käytetään mäntyä, jonkapintapuu voidaan täyskyllästää. Suojattujen puulevy-jen valmistukseen voidaan käyttää muitakin puulaje-ja kuin mäntyä.

6.3.2 Kyllästeet

Käytettävien kyllästeiden tulee olla standardin SFS-EN 113 tai SFS-EN 252 mukaisesti testattuja.

6.3.3 Suojausmenetelmät

Painekyllästystä käytetään haluttaessa täyskyllästet-tyä puutavaraa. Tyhjiökyllästyksellä saadaan tavalli-sesti vajaakyllästys. Puulevyt voidaan suojata valmis-tusvaiheessa sekoittamalla suoja-aine liimaan tai puu-raaka-aineeseen.

6.3.4 Kyllästämällä suojattujen puutuotteidenluokitus

Kyllästämällä suojatun puutavaran laatu luokitellaanstandardien SFS-EN 335 ja SFS-EN 351 mukaan.

6.3.5 Suojattujen puutuotteiden käyttö

Vähintään luokan A mukaisesti suojattuja puutuot-teita käytetään, kun kantava pysyväksi tarkoitettu ra-kenne kuuluu kosteusluokkaan 4 (maa- ja vesikoske-tus), ellei rakenne ole jatkuvasti alimman vesirajanalapuolella. Kosteusluokassa 3 (maan yläpuoliset ra-kenteet), kun ilmeinen lahoamisvaara on olemassa,käytetään kantavissa rakenteissa luokan AB mukai-sesti suojattuja tuotteita.

Kuva 5.11. Lommahdusta laskettaessa tarvittavakerroin k.

177RAKENTAMINEN

7.1 Materiaalin ja rakennusosien säilytystyömaalla

Eri lujuusluokkiin kuuluvat rakennustarvikkeet (esim.lujuusluokiteltu sahatavara) säilytetään siten, ettei-vät ne sekoitu keskenään eivätkä joudu haitallisiinkosteusolosuhteisiin.

7.2 Rakennustarvikkeiden ennakkotarkastus

Rakennusaineet ja -osat tarkastetaan asianmukaises-ti työmaalla ennen niiden käyttämistä. Tällöin raken-nustarvikkeiden kelvollisuutta arvioidaan aineenkoe-tustodistuksien, tyyppihyväksyntä- ja laadunvalvon-tamerkintöjen yms. selvitysten sekä käytännön ko-kemuksen perusteella. Kuljetuksen aiheuttamat mah-dolliset vauriot tarkistetaan.

7.3 Rakenteiden kokoaminenErityisesti huolehditaan siitä, etteivät rakenteet hal-keile liittimien kohdalta.

Valmiita rakenneosia liikuteltaessa huolehditaan sii-tä, ettei nostotapa aiheuta rakennetta vaurioittaviarasituksia. Lisäksi tulee kiinnittää huomiota raken-neosan noston- ja asennusaikaiseen tuentaan, sillätällöin monien rakenneosien stabiilisuus on huono.Tällaisia rakenneosia voivat olla esim. pilarit, seinät,ristikot, liimapuukaaret sekä korkeat palkit.

7.4 Muodonmuutosten huomioonottoKantaviin puurakenteisiin syntyvien taipumien hai-tallisuutta voidaan pienentää antamalla rakenteellesopiva esikorotus, joka ilmoitetaan rakennepiirustuk-sissa. Rakenteita ei saa rakennusaikana yleensä kuor-mittaa käyttäen ominaiskuormia suurempia kuormia,jotka saattavat aiheuttaa pysyviä taipumia. Tällainenvaara on erityisesti silloin, kun rakenteiden materi-aalin kosteus on rakentamisen aikana suunnitelmissaesitettyä suurempi.

8MITOITUS SALLITTUJAJÄNNITYKSIÄKÄYTTÄEN

Tämä lisäohje on tarkoitettu kantavien puurakentei-den suunnitteluohjeeksi, kun rakenteet mitoitetaansallittuja jännityksiä käyttäen.

Rajatilaohjeet luku 2, luvusta 3 (Suunnitteluperusteet)osat 3.1 (Rakennussuunnitelman sisältö), 3.3 (Kuor-mien perusteet) ja 3.4, luvusta 4 osa 4.1 sekä luvut 6ja 7 ovat sellaisenaan käyttökelpoisia.

Muilta osin luvut 4 ja 5 on tätä lisäohjetta varten ly-hennetty ja merkinnät on muutettu sallittuja jänni-tyksiä vastaaviksi. Lujuusarvot on taulukoissa kor-vattu sallituilla jännityksillä. Sallittuja jännityksiä voi-daan korottaa 10 % vesikattorakenteissa, jotka eivättoimi yläpohjan kantavana osana sekä sellaisessa yk-sikerroksisessa varasto- tai muussa vastaavassa raken-nuksessa, jossa vain tilapäisesti oleskelee ihmisiä.

Tätä lisäohjetta käytettäessä päädytään pyöristystark-kuuden rajoissa samaan lopputulokseen kuin rajati-laohjetta käytettäessä. Tässä vaiheessa ei ole kuiten-kaan katsottu tarpeelliseksi esittää koko rajatilaoh-jetta sallittuja jännityksiä käyttäen, vaan on rajoitut-tu lähinnä niihin osiin, joissa on perinteisesti totuttukäyttämään sallittuja jännityksiä. Mikäli muissa ta-pauksissa halutaan käyttää sallittuja jännityksiä, nesaadaan jakamalla ominaislujuudet luvulla 2,08.

8.1 MitoitusperusteetSuunnittelussa otetaan huomioon aina

– kuormitusyhdistelmän aikaluokka– rakenteen kosteusluokka– rakenteen käyttökohde

Mitoitusperusteina käytetään

– lujuutta ja– muodonmuutoksia.

8.2 Laskennallinen mitoitus

8.2.1 Poikkileikkausmitat

Sahatavaran edellytetään täyttävän kosteustilassa u= 0,20 poikkileikkauksen nimellismittojen suhteenseuraavat vaatimukset:

+ 4 mm/–2 mm, kun mitta on alle 100 mm+ 6 mm/–3 mm, kun mitta on 100 mm tai yli.

Laskelmat tehdään siinä poikkileikkauksessa, joka onmääräävin. Poikkileikkauksen heikennykset otetaanhuomioon seuraavia periaatteita noudattaen:

18 – Rakennesahatavaran lujuusluokittelussa sallit-tavia poikkileikkauksen heikennyksiä ei tar-vitse ottaa huomioon.

– Vedetyissä ja taivutetuissa rakenteissa otetaanhuomioon lovetukset, aukot, pulttien reiät,vaarnojen syvennykset jne.

– Kuitenkaan alle 6 mm paksujen naulojen hei-kennyksiä ei tarvitse ottaa huomioon.

8.2.2 Mitoitus

Rakennetta mitoitettaessa tarkistetaan, etteivät kuor-mien aiheuttamat jännitykset ylitä sallittuja jännityk-siä eivätkä kuormien aiheuttamat taipumat ylitä sal-littuja taipumia.

Kuorman aikaluokka

Kun kuormitusyhdistelmä käsittää kestoltaan erilai-sia kuormia, valitaan kuormitusyhdistelmän aikaluok-ka taulukon 8.1 mukaan.

TAULUKKO 8.1. Aikaluokan valinta.

Kuormitusyhdistelmä Aikaluokka

A A

A+B B

A+B+C C

Vaarallisin kuormitusyhdistelmä määrää mitoituksen.

Kuva 8.1. Sallittujen arvojen korotuskerroin raken-teen pysyvän kuorman g ja kokonaiskuorman q suh-teen funktiona.

TAULUKKO 8.2. Sahatavaran T30 sallitut jännitykset ja kimmomoduulit eri kuormien aikaluokissa jakosteusluokissa. Yksikkö MN/m2.

Aikaluokka

A B C

Kosteusluokka Kosteusluokka Kosteusluokka

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Lujuuksia laskettaessaTaivutus, σbsall

Puristus, σcsall

Puristus, σc⊥sall

Veto, σtsall

Veto, σt⊥sall

Leikkaus, τsall

Leikkaus, τ⊥sall

Kimmomoduuli1), Ek

Liukumoduuli, Gk

8,88,51,45,8

0,150,770,38

4800240

8,88,51,45,8

0,150,770,38

4200210

7,26,91,24,7

0,120,620,31

3600180

6,66,31,04,3

0,120,580,29

2100100

11,110,61,87,2

0,190,960,48

6000300

11,110,61,87,2

0,190,960,48

6000300

9,49,01,56,1

0,160,820,41

4800240

8,37,91,35,4

0,140,720,36

3600180

14,413,72,39,8

0,251,250,62

7800360

14,413,72,39,8

0,251,250,62

7800360

11,110,61,87,2

0,190,960,48

6000300

10,09,51,66,5

0,170,870,43

4800240

MuodonmuutoksialaskettaessaKimmomoduuli, EKimmomoduuli, E⊥Liukumoduuli, G

5600180280

4900160250

4200140210

250080

120

7000230350

7000230350

5600180280

4200140210

9100300460

9100300460

7000230350

5600180280

1) nurjahdusta laskettaessa

Sallitut jännitykset ja kimmomoduulit

Sahatavaran sallitut jännitykset ja kimmomoduulit onannettu taulukoissa 8.2...8.4 ja liimapuun vastaavatarvot taulukoissa 8.5 ja 8.6. Liitosten sallitut arvoton esitetty kohdassa 8.4.

Sallittujen jännitysten ja sallittujen kuormienkorotuskerroin

Sallittuja jännityksiä ja sallittuja kuormia saa korot-taa kuvasta 8.1 saatavalla korotuskertoimella.

19TAULUKKO 8.3. Sahatavaran T24 sallitut jännitykset ja kimmomoduulit eri kuormien aikaluokissa ja

kosteusluokissa. Yksikkö MN/m2.

Aikaluokka

A B C

Kosteusluokka Kosteusluokka Kosteusluokka

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Lujuuksia laskettaessaTaivutus, σbsall

Puristus, σcsall

Puristus, σc⊥sall

Veto, σtsall

Veto, σt⊥sall

Leikkaus, τsall

Leikkaus, τ⊥sall

Kimmomoduuli1), Ek

Liukumoduuli, Gk

7,77,31,25,0

0,150,770,384000200

7,77,31,25,0

0,150,770,383500170

6,25,91,04,1

0,120,630,313000150

5,85,50,93,8

0,120,580,291800

90

9,69,11,56,3

0,190,960,48

5000250

9,69,11,56,3

0,190,960,48

5000250

8,27,81,35,3

0,160,820,41

4000200

7,26,91,14,7

0,140,720,36

3000150

12,511,91,98,1

0,251,250,62

6500320

12,511,91,98,1

0,251,250,62

6500320

9,69,11,56,3

0,190,960,48

5000250

8,78,21,35,6

0,170,870,43

4000200

MuodonmuutoksialaskettaessaKimmomoduuli, EKimmomoduuli, E⊥Liukumoduuli, G

5200140260

4600130220

3900110190

230060

110

6500180320

6500180320

5200140260

3900110190

8500230420

8500230420

6500180320

5200140260

1) nurjahdusta laskettaessa

TAULUKKO 8.4. Sahatavaran T18 sallitut jännitykset ja kimmomoduulit eri kuormien aikaluokissa jakosteusluokissa. Yksikkö MN/m2.

Aikaluokka

A B C

Kosteusluokka Kosteusluokka Kosteusluokka

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Lujuuksia laskettaessaTaivutus, σbsall

Puristus, σcsall

Puristus, σc⊥sall

Veto, σtsall

Veto, σt⊥sall

Leikkaus, τsall

Leikkaus, τ⊥sall

Kimmomoduuli1), Ek

Liukumoduuli, Gk

6,25,81,03,1

0,150,770,383200160

6,25,81,03,1

0,150,770,382800140

5,04,70,82,5

0,120,630,312400120

4,64,30,72,3

0,120,580,291400

70

7,77,21,33,8

0,190,960,484000200

7,77,21,33,8

0,190,960,484000200

6,56,11,13,3

0,160,820,413200160

5,85,40,92,9

0,140,720,362400120

10,09,41,65,0

0,251,250,625200260

10,09,41,65,0

0,251,250,625200260

7,77,21,33,8

0,190,960,484000200

6,96,51,13,5

0,170,870,433200160

MuodonmuutoksialaskettaessaKimmomoduuli, EKimmomoduuli, E⊥Liukumoduuli, G

4400130220

3900110190

3300100160

190060

100

5500160270

5500160270

4400130220

3300100160

7200210350

7200210350

5500160270

4400130220

1) nurjahdusta laskettaessa

20TAULUKKO 8.5. Liimapuun L40 sallitut jännitykset ja kimmomoduulit eri kuormien aikaluokissa ja

kosteusluokissa. Yksikkö MN/m2.

Aikaluokka

A B C

Kosteusluokka Kosteusluokka Kosteusluokka

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Lujuuksia laskettaessaTaivutus, σbsall

Puristus, σcsall

Puristus, σc⊥sall

Veto, σtsall

Veto, σt⊥sall

Leikkaus, τsall

Leikkaus, τ⊥sall

Kimmomoduuli1), Ek

Liukumoduuli, Gk

11,911,51,78,1

0,150,920,46

5300260

11,911,51,78,1

0,150,920,46

4600260

9,79,41,46,6

0,120,750,37

4000200

8,98,71,26,1

0,120,690,35

2300110

14,914,42,1

10,10,191,150,58

6600330

14,914,42,1

10,10,191,150,58

6600330

12,712,31,88,6

0,160,980,49

5300260

11,210,81,67,6

0,140,870,43

4000200

19,418,82,7

13,10,251,500,75

8600430

19,418,82,7

13,10,251,500,75

8600430

14,914,42,1

10,10,191,150,58

6600330

13,413,01,99,1

0,171,040,52

5300260

MuodonmuutoksialaskettaessaKimmomoduuli, EKimmomoduuli, E⊥Liukumoduuli, G

6800220340

6000200290

5100170250

3000100150

8500280420

8500280420

6800220340

5100170250

11000360550

11000360550

8500280420

6800220340

1) nurjahdusta laskettaessa

TAULUKKO 8.6. Liimapuun L30 sallitut jännitykset ja kimmomoduulit eri kuormien aikaluokissa jakosteusluokissa. Yksikkö MN/m2.

Aikaluokka

A B C

Kosteusluokka Kosteusluokka Kosteusluokka

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Lujuuksia laskettaessaTaivutus, σbsall

Puristus, σcsall

Puristus, σc⊥sall

Veto, σtsall

Veto, σt⊥sall

Leikkaus, τsall

Leikkaus, τ⊥sall

Kimmomoduuli1), Ek

Liukumoduuli, Gk

9,69,21,36,5

0,150,920,46

4400220

9,69,21,36,5

0,150,920,46

3900190

7,87,51,15,3

0,120,750,37

3300160

7,26,91,04,9

0,120,690,35

190090

12,011,51,78,2

0,191,150,58

5500270

12,011,51,78,2

0,191,150,58

5500270

10,29,81,46,9

0,160,980,49

4400220

9,08,71,26,1

0,140,870,43

3300160

15,615,02,2

10,60,251,500,75

7200360

15,615,02,2

10,60,251,500,75

7200360

12,011,51,78,2

0,191,150,58

5500270

10,810,41,57,4

0,171,040,52

4400220

MuodonmuutoksialaskettaessaKimmomoduuli, EKimmomoduuli, E⊥Liukumoduuli, G

5600180280

4900160250

4200140210

250080

120

7000230350

7000230350

5600180280

4200140210

9100300460

9100300460

7000230350

5600180280

1) nurjahdusta laskettaessa

21Jos liimapuupalkissa on eri lujuusluokkia olevaa puu-tavaraa, sen taivutuskapasiteetti voidaan laskea ulko-lamellien (uloimman kuudenneksen) mukaan. Poik-kileikkauksen muut kapasiteetit lasketaan kimmomo-duulien suhteen painotettuina.

Liimapuupalkin korkeuden ylittäessä 300 mm vähen-netään sallittua taivutusjännitystä kertoimella

jossa h = palkin korkeus (mm).

h (mm) 300 600 1000 1500 2000

CF 1,0 0,93 0,87 0,84 0,81

8.3 Rakenneosien mitoitus

8.3.1 Suorat palkit ja pilarit

Veto ja puristus

Vedetyn sauvan mitoituksessa tarkistetaan, että

σt ≤ σtsall (8.1)

jossaσt on kuormien aiheuttama vetojännitys jaσtsall on sallittu vetojännitys

Puristussauvan mitoituksessa tarkistetaan, että

σc ≤ σcsall (8.2)

jossaσc on kuormien aiheuttama puristusjännitys jaσcsall on sallittu puristusjännitys

Mikäli puristusrasitus on kulmassa α syyn suuntaannähden, on sallittu puristusjännitys

σcαsall = σcsall – (σcsall – σc⊥sall) sinα (8.3)

jossaσcαsall on sallittu puristusjännitys kulmassa α syyn

suuntaan nähdenσcsall on sallittu puristusjännitys syyn suuntaanσc⊥sall on sallittu puristusjännitys kohtisuoraan syyn

suuntaa vastaan

Kuva 8.3. Kiskopaine (mitat mm).

Kuvan 8.3 mukaisen kiskopaineen vaikuttaessa voi-daan sallittua jännitystä σc⊥sall korottaa kertoimella

(8.4)

jossa L on kuvan 8.3 mukainen kuormitusalueen pi-tuus.

Sama koskee leimapainetta.

Taulukossa 8.7 on annettu eräitä k-kertoimen arvoja.

TAULUKKO 8.7. Kaavan (8.4) k-kerroin, kun a ≥100 mm.

L (mm) 15 30 45 50 60 75 100 120 150k 1,9 1,8 1,7 1,67 1,6 1,5 1,33 1,2 1,0

Naulalevyrakenteen tukipainekapasiteettia voidaankorottaa paarteen naulalevyvahvistuksella.

Taivutus

Taivutetulle palkille tarkistetaan, että

σb ≤ σbsall (8.5)

jossaσb on kuormien aiheuttama taivutusjännitysσbsall on sallittu taivutusjännitys.

Kiepahdus

Suorakaiteen muotoisen suoran palkin kiepahdusta eitarvitse tarkistaa, jos

(8.6)

jossah on palkin korkeusL on palkin poikittaissiteiden välib on palkin leveys.

Tällöin palkin poikittaissiteet mitoitetaan kaavan(8.12) mukaisesti voimalle F käyttäen puristusvoimal-le arvoa

(8.7)

jossaM on palkkiin vaikuttava maksimimomentti jah on palkin korkeus

C300

hF =

1 9/

Kuva 8.2. Puristus kulmassa α syyn suuntaannähden.

ka mm

a mm

=+

-≥

+-

R

S|||

T|||

1150 L

150, kun

1a

100

150 L

150kun <

100

100,

h L

b2£ 100

NM

h=

22 Leikkaus

Massiivisen suorakaidepalkin leikkausjännitys tarkis-tetaan kaavalla

τ ≤ τsall (8.8)

jossaτ on kuormien aiheuttama leikkausjännitysτsall on sallittu leikkausjännitys

Leikkausvoimia laskettaessa voidaan palkin yläreu-naan vaikuttavia kuormia pienentää lineaarisesti, mi-käli ne ovat lähempänä kuin palkin korkeuden etäi-syydellä tuelta. Kun a on kuorman etäisyys tuelta jah on palkin korkeus, niin leikkausvoima kerrotaansuhteella a/h. Lovien vaikutus palkin lujuuteen las-ketaan luotettavan selvityksen perusteella.

Liimapuukannattajissa vedettyyn reunaan saa tehdäloveuksia vain VTT:n erityisselvityksen perusteella.

Taivutus ja normaalivoima

Vedon ja taivutuksen rasittamassa palkissa tarkiste-taan, että vedetyllä alueella

(8.9)

Puristuksen ja taivutuksen rasittamassa palkissa tar-kistetaan, että puristetulla alueella

(8.10)

Edellä olevissa kaavoissaσt on kuormien aiheuttama vetojännitysσb on kuormien aiheuttama taivutusjännitysσc on kuormien aiheuttama puristusjännitysσtsall, σbsall ja σcsall ovat vastaavat sallitut jännitykset.

Nurjahdusalttiin sauvan mitoitus

Nurjahdusalttiissa sauvassa tarkistetaan, että

(8.11)

jossaks on kuvasta 8.4 saatava kerroin.

Kuvan 8.4 merkinnät ovat:λ on puristetun rakenteen hoikkuus (= Lc/i), enin-

tään 170Lc on nurjahduspituus, joka tavallisille tuentata-

pauksille annetaan taulukossa 8.8i on poikkileikkauksen jäyhyyssäde

ks-kerrointa määritettäessä on otettu huomioon pu-ristusvoiman alkuepäkeskisyys, joka koostuu sauvankäyryydestä, kuorman epäkeskisyydestä ja poikittais-voimien aiheuttamasta taipumasta. Sauvan normaa-livoiman epäkeskisyydestä aiheutuvaa taivutusjänni-tystä ei tarvitse erikseen ottaa huomioon. Normaalis-ti riittää kuvan 8.4 tapauksen w = L/400 alkuepäkes-kisyys.

Sivuttaistuettavan puristussauvan kukin tuki mitoite-taan vähintään voimalle:

(8.12)

jossa N on sauvan puristusvoima.

ss

ss

t

tsall

b

bsall

1+ £

s

s

s

sc

csall

b

bsall

1+ £

s

s

s

sc

s csall

b

bsallk1+ £

Kuva 8.4. Nurjahduksen huomioonottava kerroin ks.

F

N

N=

R

S|||

T|||

50sahatavaralla

80liimapuulla

TAULUKKO 8.8.Puristussauvan nurjahduspituudet Lc eri tuentatapauk-sille, kun sauvan pituus on L.

Tuentatapa Nurjahdus-pituus Lc

Sauva on jäykästi kiinnitettymolemmista päistäänSauva on jäykästi kiinnitettytoisesta ja nivelellisesti toisestapäästäänSauva on nivelöity molemmistapäistäänSauva on jäykästi kiinnitettytoisesta päästä ja toisesta päästäkiinnitetty suunnalleen, mutteiasemalleenSauva on jäykästi kiinnitettytoisesta päästään ja toisestapäästään vapaa

0,7 L

0,85 L

1,0 L

1,5 L

2,5 L

238.3.2 Lisäohjeita

Kaarevissa palkeissa tarkistetaan kaarevuudesta joh-tuvat lamelleja vastaan kohtisuorat lisärasitukset.

Mikäli käyrää palkkia rasittaa taivutusmomentti, jokapyrkii oikaisemaan sitä, syntyy palkkiin poikittaisiasyyn suuntaa vastaan kohtisuoria vetojännityksiä.Vakiokorkuisen käyrän suorakaidepalkin poikittainenvetojännitys voidaan laskea kaavasta

σt⊥ (8.13)

jossaσt⊥ on poikittainen vetojännitysM on taivutusmomenttiRm on painopisteakselin kaarevuussädeb on palkin leveysh on palkin korkeus.

Palkkia mitoitettaessa on osoitettava, että

σt⊥ ≤ σt⊥sall (8.14)

jossaσt⊥ on syyn suuntaa vastaan kohtisuorassa oleva

kuormien aiheuttama vetojännitysσt⊥sall on sallittu poikittainen vetojännitys.

8.3.3 Palkiston tai ristikkorakenteidenpoikittaistuennan mitoitus

Sivuttaistukia tarvitsevat vierekkäiset yhdensuuntai-set kannatteet (ks. kuva 8.5) on varustettava jäykistä-vin poikittaistuin, joiden on ulkoisten vaakakuormi-tusten (esim. tuuli) lisäksi kestettävä pituusyksikköä(m) kohden kuorma

(8.15)

N on keskimääräinen puristusvoima kannattajan ylä-paarteessa. Palkin tapauksessa N = M/h. n on jäy-kistävään rakenteeseen sidottujen vierekkäisten kan-nattajien lukumäärä ja l on kannattajien pituus met-reissä.

8.4 LiitoksetLiitokset jaetaan

– mekaanisiin liitoksiin ja– liimaliitoksiin (varsinaisesti liimaliitokset ja

naulaliimaliitokset).

Kantavien rakenteiden liitokset mitoitetaan lujuudenja tarvittaessa myös siirtymien mukaan.

Jos käytetään epäsymmetrisiä liitoksia tai liitokseentuleva voima on epäkeskinen, otetaan syntyvät lisä-rasitukset huomioon liitoksen lujuutta laskettaessa.Tällöin jatkoskappaleiden jännityksiä laskettaessaotetaan sauvavoima 1,5-kertaisena. Vetosauvojen jat-koksissa on jatkoskappaleet pyrittävä sijoittamaansymmetrisesti sauvan keskiviivan suhteen.

Käytettäessä eri liitintyyppejä samassa liitoksessaotetaan huomioon jäykkyydet ja niiden vaikutus voi-mien jakautumiin. Liiman ja mekaanisen liittimen eilasketa toimivan yhdessä. Kun samassa liitoksessakäytetään monia liittimiä peräkkäin, täytyy ottaa huo-mioon, etteivät rasitukset jakaannu tasan kaikille liit-timille. Mikäli liittimiä on peräkkäin enemmän kuin10, lasketaan 10 liitintä täysimääräisenä ja muista 2/3.

8.4.1 Mekaaniset liitokset

Naulaliitokset

Naulaliitoksen naulojen pienimmät sallittavat etäisyy-det on annettu kuvassa 8.6. Lisäksi on huomattavaseuraavaa:

– Naulat lyödään kohtisuoraan syyn suuntaa vas-taan. Syyn suuntaan lyödyn naulan sallittujaarvoja alennetaan 70 %. Syyn suuntaan lyö-dyllä naulalla ei kuitenkaan ole ulosvetolujuut-ta.

– Puun paksuuden on oltava yleensä vähintään8d. Lisäksi kärjen puoleisen puun on oltavaniin paksu, että seuraavat vaatimukset täytty-vät (kuva 8.7):– kaksileikkeisissä liitoksissa L1 > 8d ja– yksileikkeisissä liitoksissa L2 > 12d si-

leillä nauloilla ja L2 > 8d kampa- jakierrenauloilla.

– Mikäli L3 > 3d (kuva 8.7), saavat eri puoliltalyödyt naulat koskettaa toisiaan.

– Naulojen pienimmille keskinäisille etäisyyk-sille sallitaan 20 %:n hajonta.

– Syyn suunnassa peräkkäiset naulat lyödäänkuvan 8.6 mukaisesti naulanpaksuuden verransyyn suunnasta sivuun halkeiluvaaran vuoksi.

– Mikäli liitokseen tulee laskelmien mukaan 1 tai2 naulaa, lisätään liitoksen naulamäärää yhdellä.

– Yleensä naulat lyödään niin syvälle, että nau-lan kanta on puupinnan tasossa.

Nelikulmaisilla lankanauloilla kootun puuliitoksensallittu leikkausvoima (N/leike) saadaan taulukosta8.9 edellyttäen, että liitos täyttää edellä annetut ra-kenteelliset ohjeet.

qnN

l=

50

Kuva 8.5. Poikittaistuettu palkisto tai ristikkosys-teemi.

m

M1 5

R bh,=

24

Kuva 8.6. Naulojen pienimmät sallitut etäisyydet (yksikkönä naulan paksuus d), kun puun paksuus t > 8d.

Liitettäessä sahatavaraa pyöreään puutavaraan kerro-taan taulukon 8.9 arvot 0,65:lla. Kahden pyöreän puunvälistä liitosta ei pidetä voimia siirtävänä liitoksena.Profiloimattomia pyöreitä nauloja käytettäessä ker-rotaan taulukon 8.9 arvot 0,8:lla. Jos metallilevy lii-tetään puuhun, voidaan käyttää 1,25-kertaisia arvoja.

Vanerin ja puun välisessä naulaliitoksessa koivuvan-eri vastaa paksuudeltaan 3-kertaista, sekavaneri 2,5-kertaista ja havupuuvaneri 2-kertaista puuta. Lastu-levy ja puolikova puukuitulevy vastaavat 2-kertaistaja kova puukuitulevy 2,5-kertaista puuta.

Jos liitettävän puun paksuus t < 8d, suurennetaan ku-van 8.6 syyn suuntaisia etäisyyksiä suoraviivaisestisiten, että kun t = 4d, lisäys on 20 %. Taulukon 8.9

lujuusarvo ja pienennetään paksuuksien suhteessa(kerroin t/(8d)).

Naulaliitoksen tartuntalujuuden määrää naulan tartun-talujuus kärjen puoleisessa puussa, naulan läpimenokannan puoleisesta puusta tai naulan katkeaminen.Naulan läpimenoon kannan puoleisesta puusta vai-kuttaa naulan kannan koko jo naulan varren tartunta.

Naulaliitoksen sallitut tartuntavoimat saadaan taulu-kosta 8.10. Naulan kannan halkaisijan pitää olla vä-hintään 2,5 kertaa naulan paksuus. Taulukon 8.10 ar-voja käytettäessä edellytetään, että naulat lyödäänvähintään 45°:n kulmassa liitospintaan ja puun syi-den suuntaan nähden.

25

Kuva 8.7. Naulan kärjen ankkurointipituus eri ta-pauksissa (vrt. teksti). L1 liittyy vuorotellen vastak-kaisilta puolilta lyötyihin nauloihin ja L2 samaltapuolelta lyötyihin nauloihin.

TAULUKKO 8.9. Poikkileikkaukseltaan nelikulmaisilla lankanauloilla kootun kahden puun välisen lii-toksen sallitut leikkausvoimat. Yksikkö N/leike.

Naulan paksuus x(pituus)(mm)

Aikaluokka

A B C

Kosteusluokka Kosteusluokka Kosteusluokka

1 ja 2 3 4 1 ja 2 3 4 1 ja 2 3 4

1,7 x (50)2,1 x (50)2,5 x (60)2,8 x (75)3,4 x (100)4,2 x (125)5,1 x (150)5,5 x (200)6,0 x (225)6,6 x (250)

100150200240340480670760890

1 000

90130180210300420590670780890

70100135160230330460520600690

150210280350480690970

1 1001 3001 450

130190250300420610840960

1 1001 300

100140190240330470650740860990

250360480590820

1 2001 6001 9002 1002 500

220320430510720

1 0001 4001 6001 9002 200

170250330400560790

1 1001 2601 5001 700

TAULUKKO 8.10.Sallitut naulan tartuntavoimat pyöreille ja nelikulmai-sille lankanauloille kaikissa kosteusluokissa.

Naulanpaksuus x(pituus)(mm)

Tartunta(N/mm)1)

Kannanvaikutus (N)2)

A B ja C A B ja C

1,7 x (50)2,1 x (50)2,5 x (60)2,8 x (75)3,4 x (100)4,2 x (125)5,1 x (150)5,5 x (200)6,0 x (225)6,5 x (250)

1,11,31,51,72,12,63,13,43,74,0

1,31,61,92,22,63,23,94,24,65,0

70110150190280430640740890

1040

90140190240360540800930

11001300

Naulan paksuuden väliarvot voidaan interpoloidasuoraviivaisesti.1) Sileille nauloille käytetään aikaluokassa A 0,6-ker-taisia arvoja. Kuumasinkityille nauloille käytetään1,94-kertaisia, kierrenauloille 3,25-kertaisia ja kam-panauloille 4,5-kertaisia arvoja. Kuitenkaan kierre- jakampanaulojen kannan puoleisella osalla ei lasketaolevan tartuntaa.2) Kannan vaikutus on sama kaikilla naulatyypeillä.Jos kannan halkaisija dh < 2,5 d, niin arvot kerrotaanluvulla 0,67 (dh/d-1).

26 Ruuvi- ja pulttiliitokset

Ruuvi- ja pulttiliitosten liittimien pienimmät sallit-tavat etäisyydet on annettu kuvassa 8.8. Kuusiokan-taruuveilta edellytetään, että ruuvin sileän osan pi-tuus on vähintään liitettävän osan paksuus. Ankku-rointipituus kärjen puoleisessa puussa on yleensä ol-tava vähintään 8 d. Kuusiokantaruuveille porataanreikä, jonka halkaisija ruuvin sileällä osalla on samakuin ruuvin halkaisija ja kierteisellä osalla sydänläpi-mitta.

Pulttiliitoksissa reikä porataan pultin halkaisijan mu-kaan ilman tarpeetonta väljyyttä. Sekä kannan ettämutterin alla käytetään aluslevyä, jonka sivun pituuson vähintään 3 d ja paksuus 0,3 d, jossa d on pultinhalkaisija. Alle 5 mm paksua levyä ei tule käyttää.Pultit kiristetään siten, että liitettävät osat tulevat tiu-kasti toisiaan vasten. Liitosten myöhemmän kiristä-misen tulee olla mahdollista.

Ruuvi- ja pulttiliitosten sallitut arvot on esitetty kuor-man aikaluokassa B sekä kosteusluokissa 1 ja 2. Ai-kaluokassa A kerrotaan sallitut lujuudet luvulla 0,8ja aikaluokassa C luvulla 1,3. Kosteusluokassa 3 sal-litut lujuudet kerrotaan luvulla 0,75 ja kosteusluo-kassa 4 luvulla 0,67.

Pulttiliitoksen sallitut leikkausvoimat (yksikkö N/leike) lasketaan kaavasta (8.16) Pienimmän arvonantava kaava on määräävä. Tällöin edellytetään, ettäpuuosat ovat vähintään lujuusluokkaa T18 ja ruuvinmateriaalin myötöraja fy ≥ 240 N/mm2. Lisäksi lii-toksen tulee täyttää edellä annetut rakenteelliset oh-jeet.

(a)

(b)

(c) (8.16)

(d)

(e)

jossat1 on ohuemman puun paksuus (mm)t2 on paksumman puun paksuus (mm)d on pultin halkaisija (mm)fy on pultin materiaalin myötöraja (N/mm2)k1 on taulukosta 8.11 puulle 1 saatava kerroink2 on taulukosta 8.11 puulle 2 saatava kerroin.

k:n alaindeksi 1 viittaa 2-leikkeisessä liitoksessa ul-kopuuhun jo alaindeksi 2 keskipuuhun. 1-leikkeisis-sä liitoksissa indeksit valitaan siten, että k1 t1 ≤ k2 t2.

Mikäli sivukappale on terästä, voidaan kaavoissa va-lita t1 = t2 = puuosan paksuus. Jos keskikappale onterästä, ei kaavaa (b) tarvitse tarkistaa ja kaavojen (d)ja (e) arvot kerrotaan 1,4:llä.

Puuruuvi- ja kuusiokantaruuviliitosten sallittu leik-kausvoima lasketaan kaavasta (8.17) Kaava pätee sa-moilla edellytyksillä kuin pulttiliitosten vastaava kaa-va (8.16).

(8.17)

jossat on kannan puoleisen puun paksuus (mm)d on ruuvin sileän osan halkaisija (mm)fy on ruuvin materiaalin myötöraja (N/mm2)k1 ja k2 ovat taulukosta 8.11 saatavia kertoimia

Metallilevyn ja puun välisen liitoksen sallittu leikka-usvoima voidaan laskea kaavasta

(8.18)

Jos levyn paksuus on ≤ 2 mm ja pultin tai ruuvin suu-rin halkaisija ≥ 12 mm, tarkistetaan lisäksi levyn reu-napuristus.

Mikäli ankkurointipituus on < 8 d, vähennetään kaa-voista (8.17 ja 8.18) määritettyjä lujuuksia ankkuroin-tipituuksien suhteessa. Ankkurointipituuden tuleekuitenkin olla ≥ 4 d.

Puuruuvin ja kuusiokantaruuvin sallittu tartuntavoi-ma (Yksikkö N) lasketaan kaavalla

F = (7 + 3,6 d) (L –1,5d) (8.19)

jossad on ruuvin halkaisija (mm)L on ruuvin kierteisen osan pituus (mm).

Tällöin ankkurointipituus saa olla pienempi kuin 8d.

F d 0,5(k k ) f / 24021 2 y£ +16 3,

1 1 2 2

2 2

1 1

21 1

21 2

2,4(k t k t )d (vain 1-leikkeissä)

4,6k t d (vain 2-leikkeissä)

9k t d

1,4k t d + 8,2d

16 0 5 240y /

F

d , (k k ) f

+

≤ +

1 1

21 1

21 2

9k t d

1,9k t d + 6,7d

16d 0 5 240y

F

, (k k ) f /

≤ +

TAULUKKO 8.11.Kaavojen (8.16) ja (8.17) k-kertoimet.

Voiman ja puun syynsuunnanvälinen kulma

Halkaisija d (mm)

6 12 24

0°30°45°60°90°

11111

10,880,790,700,64

10,820,700,580,42

27

Kuva 8.8. Ruuvien ja pulttien pienimmät sallitut etäisyydet (yksikkönä ruuvin ja pultin halkaisija d).Kahdessa kuvassa oleva mitta a määräytyy seuraavasti:jos α ≤ 30°, niin a = 7jos 30° < α ≤ 50°, niin a = 6jos 50° < α ≤ 70°, niin a = 5jos a > 70°, niin a = 4.

28 8.4.2 Liitosten muodonmuutokset

Leikkausvoiman rasittaman liitoksen muodonmuutosvoidaan laskea kaavasta

(8.20)

jossaq on liitoksen liitintä rasittava leikkausvoima jak on siirtymäkerroin, joka saadaan sileille lan-

kanauloille, puuruuveille ja pulteille taulukosta8.12.

d =q

k

noudatetaan yleisesti sovellettuja periaatteita kulloin-kin vaarallisimman kuormitusyhdistelmän suhteen.Mitoituksessa voidaan otaksua, että lumi- ja tuulikuor-ma eivät esiinny samanaikaisesti.

9.2.2 Varmuuskertoimet

Kuorman ja materiaalin osavarmuuskertoimena pa-loteknisessä mitoituksessa käytetään arvoa 1,0.

9.2.3 Palo-olosuhteet

Palotilan aika-lämpötilariippuvuus lasketaan ns. stan-dardipalossa kaavasta

T – To = 345 lg (8t + 1) (9.1)

jossaT on palotilan lämpötila (°C) ajanhetkellä t (min)To on lämpötila (°C) ajanhetkellä t = 0.

Kosteusluokassa 3 kerrotaan taulukon 8.12 arvot 0,6:llaja kosteusluokassa 4 kertoimella 0,4.

9PALOTEKNINENMITOITUS

9.1 YleisohjeetRakenteen tai rakennusosan palonkestävyyttä arvos-tellaan palokestoajalla, joka voidaan määrittää suori-tetun polttokokeen, näiden ohjeiden tai muiden riit-tävien selvitysten perusteella.

9.2 Paloteknisen mitoituksenperusteet

9.2.1 Hyötykuormat ja luonnonkuormat

Hyötykuormina käytetään rakenteiden suunnitteluavarten määriteltyjä ominaiskuormia. Oleskelu- ja ko-koontumiskuormana saa kuitenkin käyttää arvoa 0,75kN/m2 , tungoskuormana arvoa 2,0 kN/m2 sekä lumi-kuorman arvona 50 % ja tuulikuorman arvona 30 %ominaiskuormasta. Lisäksi saa tehdä Suomen raken-tamismääräyskokoelman osan B1 mukaiset kuormi-en vähennykset pystyrakenteissa oleskelu- ja kokoon-tumiskuormiin. Kuormitusyhdistelmiä valittaessa

Kuva 9.1. Palotilan aika-lämpötilayhteys standardi-tulipalossa, kun alkulämpötila on +20°C.

Palotilan aika-lämpötilariippuvuus voidaan määrittäämyös energiatasapainotilaperiaatteeseen perustuen.

9.2.4 Hiiltyminen

Hiiltymisnopeutena β käytetään standardipalokäyränmukaisessa palossa seuraavia arvoja:

β = 0,7 mm/min kerrosliimatulle puulleβ = 0,8 mm/min rakennepuutavaralle

Puisen rakennusosan suorakaiteenmuotoisen poikki-leikkauksen hiiltymissyvyys x voidaan laskea hiilty-misnopeuden β ja ajan t (min) avulla seuraavasti:

x = β t.

Hiiltymättä jääneen poikkileikkauksen nurkkien kaa-revuussäde r = 0,8 β t (mm).

Jos puurakenteella on yhteinen kosketuspinta jonkuntoisen rakennusosan, kuten yläpohjan, seinän ym.kanssa, voidaan jälkimmäisen rakennusosan suojaa-va vaikutus kosketuspinnan hiiltymisessä ottaa huo-mioon, jos suojaavan rakenteen vaikutus hiiltymissy-vyyteen on luotettavin selvityksin osoitettu.

TAULUKKO 8.12.Kaavan (8.20) siirtymäkerroin k (N/mm) liitettäessäpuuta puuhun.

Aika-luokka

Naula-liitos

Puuruuvi-liitos

Pultti-liitos

ABC

100 d300 d440 d

60 d160 d240 d

60 d*

160 d*

240 d*

* Pulttiliitoksen siirtymäarvoon lisätään 0,05 d, joka ottaa huomi-oon ruuvin mahdollisen väljyyden.

29

ChF = F

HIK

3001 9/

9.3 MitoitusRakennusosan murtorajatilaa vastaava kantokykymääritetään kyseisen palonkestoajan jälkeen hiilty-mättä jääneelle poikkileikkaukselle. Paloteknisessämitoituksessa käytetään taulukossa 9.1 esitettyjä lu-juusarvoja.

Liimapuupalkin korkeusvähennystä

ei tehdä palotilanteessa.

Taivutetussa rakennusosassa tulee sivusuuntaisen kie-pahduksen olla estetty vaaditun palonkestoajan.

Puristetun puusauvan rajoittuessa muuhun rakennus-osaan, kuten seinään, tulee epäsymmetrisen hiiltymi-sen johdosta syntyvä epäkeskisyys ottaa huomioonnormaalivoiman epäkeskisyyttä laskettaessa.

Rakennusosan nurjahduspituuteen vaikuttavien mui-den rakennusosien ja kiinnitysten tulee olla palon-kestävyydeltään vastaavia kuin mitoitettava rakennus-osa. Ellei näin ole, tulee tämä ottaa huomioon raken-nusosan tulipalon aikaista nurjahduspituutta määri-tettäessä.

Puisiin rakennusosiin liittyvät metalliset rakennusosatja liitososat, jotka saattavat tulipalossa heikentää pui-sen rakennusosan palonkestävyyttä, on suojattava si-ten, että näin suojatun rakennusosan tai liitoksen pa-lonkestävyys vastaa puiselta rakennusosalta edelly-tettyä palonkestävyyttä. Suojaamiseen voidaan käyt-tää esim. puuta, lastulevyä tai mineraalivillaa.

Kerrosliimattujen rakenteiden liimauksen tulee ollasuoritettu fenoli-, resorsiiniformaldehydiliimalla taipaloteknisiltä ominaisuuksiltaan vastaavalla liimalla.

TAULUKKO 9.1.Puun lujuuden arvot syiden suunnassa palotilanteessa.Yksikkö MN/m2.

Lujuus-luokka

L40 L30 T30T3

T24T2

T18T1

TaivutusVetoPuristusLeikkaus

3121302,4

2517242,4

2315222

2013192

168

152