| Popis: |
Tämän diplomityön tarkoituksena oli kehittää Jonecon Oy:n rakenneanalyysimallinnuksen työnkulkua, tutkia seinäelementtien saumojen mallinnusvaihtoehtojen vaikutusta rakenneanalyysimallin laskennan tuloksiin sekä tarkastella lineaarisen ja epälineaarisen laskentatapojen tarjoamia mahdollisuuksia ja eroja. Tutkimusmenetelminä olivat kirjallinen ja empiirinen tutkimus. Kirjallisessa osiossa käsiteltiin tietomallinnuksen perusteita, Autodesk Revit tietomallinnusohjelmistoa ja yleiset tietomallivaatimukset 2012 kokoelmaa rakennesuunnittelun näkökulmasta. Rakenteiden analysoinnista käsiteltiin rakenneanalyysimallintamisen perusasioita, FEM-design rakenneanalyysisovellusta, Revitin sisäistä rakenneanalyysimallia sekä elementtimenetelmän ja elementtimenetelmää laskentatapanaan hyödyntävän rakenteiden analysoinnin perusteita ja käsitteistöä. Empiirisessä osiossa tarkasteltiin Revitin ja FEM-designin välillä toteutettavaa tietomallin siirtoa ja siirron jälkeistä rakenneanalyysimallin muokkausta laskentaa varten ja pyrittiin löytämään työnkulkua parantavia ratkaisuja molemmissa sovelluksissa. Erityisesti tarkasteltiin ei-kantavien muurattujen väliseinien kuormien ja tuulikuormien eri asettamistapoja rakenneanalyysimalliin. Työssä tutkittiin seinäelementtien saumojen mallinnustapojen vaikutusta perustuskuormiin ja saumavoimiin sekä yksittäisten saumojen liitosvalintojen muutoksen vaikutusta muihin samassa rakennuksessa oleviin rakennusosiin. Saumojen tutkimus keskittyi erityisesti muutoksiin perustuskuormissa ja pystysuuntaisten vaijerilenkkien kapasiteetin huomioimiseen rakenneanalyysimallissa. Työssä vertailtiin myös lineaarista ja epälineaarisia laskentatapoja varten toteutettujen analyysimallien työnkulullisia eroja ja selvitettiin niiden hyötyjä ja haittoja. Jonecon Oy:n tietomallinnustavassa havaittiin parannuskohteita. Rakennemallia ajatellen toisarvoiset ominaisuustiedot voivat olla merkityksellisiä rakenneanalyysimallia varten. Rakenteiden ominaisuustietojen asettaminen oikein tietomallinnusvaiheessa nopeuttaa rakenneanalyysimallin toteuttamista ja vähentää virheiden mahdollisuutta. Kuormatietojen asettamiseksi havaittiin parhaina keinoina ei-kantavien väliseinien hyödyntäminen vain sijaintitietoina viivakuormille ja tuulikuormien toteuttaminen tuulikuormamakroa käyttäen, joka toteuttaa tuulikuormat resultanttiviivakuormina laattojen reunoille. Mallintamalla seinäelementtien pystysaumojen liitokset nivelellisenä ja plastisella rajalla nivelellisesti tuottivat toisiaan vastaavat perustuskuormat. Jäykillä liitoksilla toteutetun rakenneanalyysimallin tulokset erosivat. Jäykästi toteutettua liitosta tulee välttää, jollei liitosta toteuteta raudoituksella väännön kestäväksi. Analyysimallin kaikkien elementtien saumojen päädyt tulee vapauttaa toisista elementeistä, jotta analyysimallin tulokset eivät vääristy. Tutkimuksessa havaittiin, että lineaarista ja epälineaarisia laskentatapoja käytettäessä rakennuksen kokonaisstabiiliuden tarkastelu vaatii erilaiset lähestymistavat. Aiemmassa voidaan heikentää rakenneosia, kun jälkimmäisessä voidaan käyttää plastista rajaa. Epälineaarinen laskenta vaatii lineaarista laskentaa vähemmän suunnittelijan tekemää käsityötä, mutta laskenta on kuitenkin merkittävästi hitaampaa plastisen rajan lähentyessä. Epälineaarista laskentatapaa käytettäessä haastaviin rakenteisiin on hyvä hyödyntää lineaarista laskentatapaa selvittämään likimääräinen plastisen rajan arvo. Plastisen rajan valitseminen vain lineaarisessa mallissa halutun kapasiteetin ylittäviin saumoihin ei nopeuta laskentaa, joten plastisen rajan toteuttaminen kaikkiin saumoihin kerralla on työnkulun kannalta paras vaihtoehto. Seinän pystysuuntaisen sauman pystysuuntaisen leikkausvoiman plastisen rajan ylittyminen siirtyy lähtökohtaisesti seinäelementin vaakasaumoille puristus- tai vetovoimiksi. |
