Teräsrakennetuotteet ja suositeltavat teräslajit

1 Ter srakennetuotteet ja suositeltavatter slajitJouko Pellosniemi, diplomi-insin riInsin ritoimisto Pellosniemi Kalamies, diplomi-insin riAsiamies, Ter srakenneyhdistys ss artikkelissa esitet n suosituksia k ytet-t vist profiileista ja levyist sek ter sten laatu-ja lujuusluokista. Suosituksella pyrit n ohjaa-maan materiaalin k ytt tiettyihin kuulumattomia tuotteita ei kuiten-kaan ole tarkoitus rajata k yt n ulkopuolelle,vaan tarvittaessa niit voidaan edelleen k ytt .Esityksess on painotettu lujuusluokkien tar-koituksenmukaisen valinnan merkityst ter sra-kenteiden taloudellisuuteen. Lis ksi on koros-tettava suunnittelijan ammattitaidon merkityst runkoratkaisun valinnassa ja yksityiskohtiensuunnittelussa sek mitoitusty n huolellisuudenvaikutusta rakentamism r yskokoelman oh-jeiden B7 Ter srakenteet mukaan ter sraken-teissa ja niiden osissa k ytet n sovellettavanstandardin tai varmennetun k ytt selosteen mu-kaisia rakenneaineita ja on SFS Sertifi-ointi Oy:n valvonnassa oleville valmistajille jamateriaalitoimittajille m r yksi SFS Sertifi-ointi Oy:n sis isiss ohjeissa.

2 Ne yritykset, jotkaeiv t ole SFS Sertifiointi Oy:n valvonnassa, toi-mivat Suomen rakentamism r yskokoelmanohjeiden B7 Ter srakenteet ss artikkelissa esitett v t suositukset ovattiivistelm laajemmasta esityksest Ter sraken-netuotteet ja suositeltavat ter slajit [1], joka l y-tyy Ter srakenneyhdistyksen kotisivuilta osoit-teesta kohdasta suunnitte-lun apuv taloudellinenk ytt Kantavien rakenteiden materiaaliksi suositel-laan lujuusluokkaa S355 kokonaistaloudellisis-ta syist . Usein lujuusluokan S235 ter s on viel saatavuutensa takia varsin tavanomainen, erityi-sesti korjausrakentamisessa. Uudisrakentami-sen ter srakennesuunnittelussa voidaan kor-keammat lujuusominaisuudet useimmissa k y-t nn n tapauksissa hy dynt t ysin, jolloin ra-kenteiden kokonaiskustannukset alenevat.

3 Vai-kutuksia materiaalikustannuksiin on havainnol-listettu kuvissa ja ksen hinta muodostuu kolmesta tekij st : perushinta mittauslis laatulis .Perushinta ja mittalis ovat vakioita ter slajistariippumatta. Yleisill rakenneter slevyill lujuu-den nostaminen esimerkiksi S235:sta S355:eentuo lis hintaa noin 8 % laatulis n kautta. Kuu-mavalssattujen I-profiilien osalta vastaava lis -hinta on noin 10 %. Ter smateriaalin hinnoitte-lussa on suuntaus ollut laatulis n pienenemi-seen. Kehityst varmasti nopeuttaa k yt n kes-kittyminen yhteen ter slajiin, kuten er ill te-r stuotteilla on jo tapahtunut. Kun suunnitellaansama rakenne lujuusluokan S235 ter ksest S355 sijasta, v henee tarvittavan materiaalinm r 35 %, jolloin rakenteen materiaalikustan-nuksissa s stet n levyrakenteita k ytett ess 30 % ja profiilirakenteita k ytett ess 28 %.

4 Korkeamman lujuusluokan k yt ll on my sseurannaisvaikutuksia, jotka kaikki vaikuttavatkokonaiskustannuksia alentavasti. Pienemm tdimensiot pienent v t rungon painoa sek ra-kenteiden pinta-alaa, jolloin siirto-, valmistus-,kuljetus-, asennus- ja pintak sittelykustannuk-set alenevat. Lis ksi siirtyminen yhden ter sla-jin k ytt n alentaa paitsi laatulis hintaa, my smateriaalien varastoinnista aiheutuvia rakenteissa lujasta ter ksest saatava hy ty riippuu rakenteen hoikkuuksilla, joita k yt nn ss yleen-s esiintyy, voidaan ter ksen lujuus hy dynt tehokkaasti. Hoikkuuden kasvaessa hy ty v he-nee. Kun hoikkuus on niin suuri, ett nurjahdustapahtuu t ysin kimmoisesti, ei suuremman lu-juuden omaavan ter ksen k yt ll saavutetaetua pienemm n lujuuden omaavan ter kseenverrattuna.

5 Rakenteellisella muotoilulla voi-daan sek nurjahduksen ett lommahduksenvaikutuksia suunnittelussa v hent .653 Ter srakennetuotteet ja suositeltavat ter slajit6540102030405060708090100110120S23 5 JRG 2S235 JRG 2CS355J2G 3S355J2G 3 CRAEX Moniter sRAEX 355 NRAEX 420 NRAEX 350 HSFRAEX 490 HSFRAEX 640 HSFKuva Eri rakenneter slevyjen ter slajien suhteellinen massayksik n 2S235 JRG 2CS355J2G 3S355J2G 3 CRAEX Moniter sRAEX 355 NRAEX 420 NRAEX 350 HSFRAEX 490 HSFRAEX 640 HSFKuva Eri rakenneter slevyjen ter slajien suhteellinen my t lujuuden slajin ja laatuluokkientarkoituksenmukainen valintaRakenneter kset ja muovattavat hienorae-ter ksetTer srakenteiden suunnitteluohjeet (B7; Ter sra-kenteet; Ohjeet 1996) m rittelev t k ytett v nlaatuluokan painoluvun Z avulla.

6 Painoluvunarvoon vaikuttavat: rakenneluokka ( ) k ytt l mp tila (+ 40oC) aineenpaksuus (< < 100 mm vetoj nnitys murtorajatilassa(< > 355N/mm2).Ohjeiden B7 vaatimukset ter ksen laatuluokanvalinnalle kohdistuvat lujuusluokittain, kun ky-seess on rakennusosa, jossa on hitsej tai polt-toleikattuja osia. Ohjeet B7 k sittelee seosta-mattomia rakenneter ksi , joiden lujuusluokkaon ja hienoraeter ksi , joiden lu-juusluokka on on esitetty ter ksen laatuluo-kan (iskusitkeys) valinta ohjeen B7 esistandardi Eurocode 3 Te-r srakenteiden suunnittelu Osa (SFS-ENV 1993-1-1:1992) esitt materiaaleja kos-kevassa kohdassa Mitat, massat ja tole-ranssit , taulukko ter ksen paksuuteen jak ytt l mp tilaan perustuvan valinnan ter sla-jille ja -laadulle staattisesti kuormitetuissa syyt huomata, ett kyseinen taulukko ter ksen k yt n 20oC:een, mutta Suo-men rakentamism r yskokoelman esistandar-din SFS-ENV 1993-1-1:1992 kansallinen so-veltamisasiakirja (NAD) m ritt taulukonominaisarvojenk yt nl mp tila-alueelle +100oC.)

7 Lis ksi ter ksen tulee t ytt vii-testandardien mukaiset vaatimukset. Viitestan-dardit on esitetty SFS-ENV-1993-1-1:1992 liit-teess B. (Ks. my s kansallinen soveltamis-asiakirja NAD). Haurasmurtumakest vyytt m ritett ess SFS-ENV-1993-1-1:1992 esitt suunnitteluperusteet liitteess C. (Ks. my s kan-sallinen soveltamisasiakirja NAD)Suomen ilmasto-oloissa tarve k ytt kor-keampaa laatuluokkaa kasvaa uusien ohjeidenmy t . Vaatimus J0-luokan k yt st tulee vas-taan useimmissa projekteissa. Koska kuitenkinJ0- ja J2-luokat ovat hinnaltaan l hes samaa ta-soa, suositellaan, muutamaa poikkeusta lukuunottamatta, J2-luokkaa, jolla tullaan toimeen l -hes kaikissa esille tulevissa tapauksissa. Lis ksimateriaalin varastointi (saatavuus) helpottuu,kun keskityt n k ytt m n yht srakennetuotteet ja suositeltavat ter slajit655 Taulukko Ter ksen laatuluokan valinta ohjeen B7 RITYSZ=Za+Zb+Zc+ZdVaikuttavatekij Paino-lukuVaikuttavatekij Paino-lukuVaikuttava tekij Paino-lukuVaikuttavatekij Paino-lukuRakenne-luokkaZaK ytt -l mp tila ToCZbAineen paksuus tmm(valitaan paksuimmanliitett v nosan perusteella)ZcVetoj nnitys murtotilassaN/mm2Zd17+100>T 00t<1500240>T 20515 t<252131 20>T 30825 t<3542 30>T 401035 t<456345 t<1008 TER KSEN PIENIN LAATULUOKKA (ISKUSITKEYSLUOKKA)Painolukujen summaZ=Za+Zb+Zc+ZdRakenneosa, jossa on hitsej taipolttoleikattuja osia.

8 (Suluissa vanha merkint )Rakenneosa, jossa on hitsej tai polttoleikattuja osiaZ 12JR (B)JR (B)12<Z 18J0 (C)JR (B)18<Z 22J2 (D)JR (D)22<Z 24J4 (E) (ks. B7:ss oleva sovel-lettavien standardien luettelo)J0 (C)656 Ter srakennetuotteet ja suositeltavat ter slajitTaulukko Yleiset rakenneter kset. t -lujuusMurto-lujuusIsku-sitkeysENENSFSDI NSSBSNFGOSTGOSTReHN/mm2 RmN/mm2 KVJtoC1002519931002519912001986171001980 14 xx xx198743601986A35-5011981380198819281198 9235360-5102720S235 JRFe360 BSt 37-213 11-00E 24-2235360-5102720S235 JRG2 Fe360 B FN Fe 37 B RSt 37-2 13 12-00 40 BSt3ps;spCT3 c;c 235360-510270S235 JOFe360 CSt 37-3U40 CE 24-3235360-51027-20 S235 JRG3 Fe360 D1Fe 37 D St 37-3 N40 DE 24-4St3kp;ps;spCT3K ; c;c 235360-51027-20 S235 JRG4 Fe360 D2St44-2275430-5802720S275 JRFe 430 BFe44 BSt44-3U14 12-00 43 BE 28-2St4ps;spCT4 c.

9 C 275430-580270S275 JOFe 430 CSt44-3 N43 CE 28-3275430-58027-20 S275J2G3 Fe 430 D1Fe44 D14 14-00 43 DE 28-4275430-58027-20 S275J2G4 Fe 430 D214 12-01355510-6802720S355 JRFe 510 B(21 72-00) 50 BE-36 2355510-680270S355 JOFe 510 CFe52 C St52-3U50 CE-36 3355510-68027-20 S355J2G3 Fe 510 D1Fe52 D St52-3 N (21 74-01) 50 D17GS;17G1S17 C;17 1C355510-68027-20 S355J2G4 Fe 510 D2355510-68040-20 S355K2G3 Fe 510 DD1E-36 4355510-68040-20 S355K2G4 Fe 510 DD2185290-510S185Fe 310-0Fe33St3313 00-00A 33St0CT0295470-610E295Fe 490-2Fe50St50-215 50-0015 50-01A 50-2St5ps;spCT5 c;c Taulukko ja laatuluokat. mp tilaIskusitkeysluokkaLaatuluokkaStandard iStandardiStandardiEN 10025 (1993)EN 10027EN 10025(1991)SFS 200, SFS 250,SFS 1100, SFS 1150 Iskusitkeys, pitkitt inIskusitkeys, pitkitt inIskusitkeys, pitkitt inoC27J40J60J27J40J27J+20 JRKRLRBB+/-0J0J0 KOCC-20J2K2L2 DDDD-30J3K3L3-40J4K4L4(E)-50J5K5L5-60J6K 6L6(F)Taulukko Taulukoissa esiintyviss merkinn iss olevia m t nToimitustila valmistajan valittavissaG2 Tiivist m t n ei ole sallittuToimitustila valmistajan valittavissaG3 Typpe sitovilla aineilla tiivistettyToimitustila normalisoitu tai normalisointivalssattuG4 Typpe sitovilla aineilla tiivistettySRakenneter sEKoneter sCS rm tt vyystakuuKorkealujuuksiset ter kset (HSS-ter kset)

10 Korkealujuuksiseksi ter kseksi katsotaan ter s,jonka nimellinen my t raja on toimitusstandar-din mukaan v hint n 430 N/mm2. Raja on t ss yhteydess valittu siksi, ett ohjeiden B7 sovel-lusalueen rajana ovat ter kset, joiden my t ra-jana on enint n 420 s on yleistermi, joka tulee vastaa-vasta englanninkielisest yleistermist HighStrengthSteel. Ter ksen lujuuden kasvaessamurto- ja my t rajan suhde pienenee. Valmis-tustavasta riippuen selv my t raja saattaa h -vit tai pienenty matalalujuuksisimpiin ter k-siin verrattuna. N ist syist ei ole itsest n sel-v soveltuvatko tavanomaisille ter ksille kehi-tetyt laskenta- ja mitoitusmenetelm t my sHSS-ter esistandardin Eurocode 3 Te-r srakenteiden suunnittelu Osa , SFS-ENV-1993-1-1:1992, liite D k sittelee ter ksi S460ja S420.