Testauksen tulokset

Testaus osoitti, että liitosmitoitus on monimutkaista ja vaatii tarkkuutta, joten tarvetta luotettavalle liitosmitoitusohjelmalle voidaan olettaa olevan. Testauksessa tunnistettiin erilaisia tulkintaongelmia, joissa eurokoodissa annettujen ohjeiden soveltamista jouduttiin pohtimaan tarkemmin sekä puhtaita huolimattomuusvirheitä.

Yksittäiset liittimet

Sekä tunkeumien määrittämisessä että niiden käyttämisessä mitoituksessa havaittiin ongelmia erityisesti kaksileikkeisissä tapauksissa. Erityisesti kärjenpuoleisen tunkeuman määrittäminen on oleellista mitoituksessa. Testauksessa havaittiin muun muassa, että kaksileikkeisissä liitoksissa kärjenpuoleiseksi tunkeumaksi oli määritelty keskimmäisen puuosan leveys, eikä kärjenpuoleista tunkeumaa kolmannessa puuosassa.

Vuonna 2014 EN-1995-1-1 julkaistun muutoksen A2 mukaisesti naulan kärjen pituutta ei huomioida naulan aksiaalista pituutta määriteltäessä. Myös tämä aiheutti virheitä tunkeumien määrittämiseen, sillä kärki vähennettiin aluksi myös leikkauskestävyyden

98

kaavoissa käytettävistä kärjenpuoleisista tunkeuma-arvoista. Muutoksella A2 tulisi olla vaikutusta vain naulojen aksiaalisen kapasiteetin mitoituksessa.

Testauksessa tarkistettiin myös laskennassa käytettävien rajoitusten käyttöä. Erityisesti nauloilla tietyissä tapauksissa mitoitus estetään osittain tai kokonaan, vaikka laskennallisesti liittimelle olisi mahdollista saada kapasiteettia. Tämä koskee muuan muassa naulojen tunkeumia ja profiloitujen naulojen ulosvetolujuuden ominaisarvoa.

Testauksen jälkeen ohjelman toimintaa korjattiin niin, että naulojen kärjenpuoleisen tunkeuman ollessa alle 8d sileillä nauloilla ja 6d profiloiduilla nauloilla keskeytettiin laskenta ja käyttäjälle näytettiin tästä ilmoittava varoitusteksti. Profiloiduilla nauloilla alle 4,5 N/mm² ulosvetolujuuden ominaisarvoilla naulan ulosvetokestävyys oletetaan nollaksi.

Sileiden naulojen laskennallisille ulosvetolujuuden ja läpivetolujuuden ominaisarvoille on asetettu ehdot ja kaavat EN-1995-1-1 kohdissa 8.3.2(6) ja 8.3.2(7). Testauksen yhteydessä pohdittiin kohdan 8.3.2(7) pienennyskertoimien käyttöä sileiden naulojen laskennallisten ulosvetolujuuksien ja läpivetolujuuksien ominaisarvojen kanssa, jos naulan kärjenpuoleinen tunkeuma on välillä 8d ≤ tpen < 12d. Kohdan 8.3.2(6) tiukan tulkinnan mukaan laskennallisia kaavoja voitaisiin käyttää vain sileillä nauloilla joiden kärjenpuoleinen tunkeuma on vähintään 12d. Kohtia päätettiin kuitenkin tulkita yhdessä niin, että laskennallisia arvoja voidaan pienennettyinä käyttää myös nauloilla, joiden tunkeuma on alle 12d.

Ruuviliitosten testauksen yhteydessä todettiin ongelmia erityisesti liittimen tehollisen halkaisijan määrittelyssä ja tehollisen halkaisijan käytössä. Ruuvin geometrian määrittelyssä käytetään kierteiden vuoksi useita eri halkaisija-arvoja ja näistä riippuen myös ruuvin tehollisen halkaisijan määrittäminen vaihtelee hieman. Testauksen yhteydessä kiinnitettiin siis erityishuomiota siihen, että teholliset halkaisijat määritettiin oikein ja, että niitä käytettiin oikeissa kohdissa. Eurokoodi 5 muutoksessa A2 ruuvien tehollisen halkaisijan käyttöä onkin pyritty selventämään. (10 s. 6)

Pulteilla tehtävien liitosten kohdalla testauksessa havaittiin määrittelyn puutteellisuutta ja virheitä lähinnä aluslaatan käytössä ja toiminnassa. Pultin tulisi kiristyä tiukasti puuosia vasten (8 s. 95), mutta pultin pituudessa ei huomioitu pultin alkupään aluslaattaa ollenkaan, jolloin kuvan 79 mukainen liian lyhyestä kierteisestä osasta syntyvä rako ei aiheuttanut kuvan mukaista varoitusta. Lisäksi pohdittiin aluslaatalle annettuja geometrisia ehtoja (8 s. 95) ja näiden vaikutusta mitoitukseen. Lopulta päädyttiin ratkaisuun, jossa pultin ulosvetokestävyys oletetaan nollaksi, jos aluslaatan dimensiot eivät täytä vaatimuksia. Tästä toiminnallisuudesta lisätään ohjelmaan ohjeet ja dimensiorajoitukset ilmoitetaan selkeästi. Myös aluslaatan alan vaikutusta korjattiin niin, että aluslaatassa oletetaan aina olevan suurin mahdollinen reikä pulttia varten (pultin halkaisija + 2 mm tai 0,1d mm).

99

Kuva 79. Pultin liian lyhyt kierteinen osa ja tästä johtuva varoitus

Tappivaarnan testaukseen mennessä oli muiden liittimien testauksessa jo löydetty ja korjattu suurimmat mitoituksen ongelmat, joten tappivaarnojen testauksessa löydettiin enää vaarnan pituuden määrittämiseen tarvittavia parannuksia. Lähtökohtaisesti oletettiin, että tappivaarna ulottuisi yhdestä puupinnasta toiseen, joten tappivaarnan pituuden määrittämiseen riittäisi tieto puuosien paksuudesta. Tappivaarna voi kuitenkin olla myös puuosia pienempi, jolloin tappivaarna voidaan suojata palotilanteissa tai esteettisyyden vuoksi ylimääräisellä puutapilla. Tappivaarnan pituus päätettiin määrittää upotussyvyyksinä kummastakin reunasta kuvan 80 mukaisesti.

Kuva 80. Tappivaarnan parametrit

Puhtaita huolimattomuusvirheitä havaittiin liitossiirtymän määrittelyssä. Liitossiirtymän määrittämisessä käytetään esiporaamattomille nauloille eri kaavaa kuin muille liittimille. Ensimmäisissä määritelmissä nämä kaavat olivat menneet väärinpäin, joten kaikki liitossiirtymät olivat testauksen alussa väärin.

Puuosien välinen leikkausliitos

Liittimien sijoittelua määrittävien minimireunaetäisyyksien tarkastuksessa löydettiin ensimmäisellä kierroksella paljon virheitä. Liitinetäisyyksille oli saatu oikeita arvoja, mutta usein vastakkaisten reunojen suojaetäisyydet olivat väärinpäin, sillä reunojen kuormitus oli tulkittu väärin. Liitoksen kuormitussuunnissa havaittiin ongelmia myös

100

halkeamismurtuman yhteydessä, sillä kuormituksen suunta voidaan tulkita väärin myös kuormitetusta reunasta kauimmaisena sijaitsevan liittimen asemaa he määritettäessä.

Momenttiliitoksissa liittimille tuleva kuormitus momentista vaihtelee liittimen sijainnin mukaan. Kuormituksen vaihtuessa myös kuormituksen ja syysuunnan välinen kulma vaihtuu, joten jokaiselle paksulle liittimelle, jonka reunapuristuslujuuteen kuormituksen ja syysuunnan välinen kulma vaikuttaa, saadaan oma kapasiteettinsa ja kuormansa.

Tämä ominaisuus oli jäänyt aluksi puuosien välisestä leikkausliitoksesta toteuttamatta ja liittimien reunapuristuslujuudet laskettiin kaikille liittimille liitoksen kokonaisvoimaresultantin kulman perusteella. Lopullisessa tarkistuksessa havaittiin, että liitinrasituksen ja puun syyosan välinen kulma määritettiin osassa tapauksista väärin. Erilaistin kuormitusyhdistelmien ja momenttien vaikutusta kulmiin on siis testattava tarkasti.

Lohkeamismurtokestävyyden tarkistamisesta ei löydetty merkittäviä mitoituksellisia tai

ohjelmointiin vaikuttavia haasteita testauksen yhteydessä.

Lohkeamismurtokestävyysmitoituksen toteuttaminen vaatii kuitenkin tarkkuutta sillä esimerkiksi Kerto-tuotteiden pulteille ja tappivaarnoille käytettävän lohkeamismurtotarkastelun menetelmässä on useita toisiaan muistuttavia kaavoja, jotka altistavat menetelmän ohjelmoinnin huolimattomuusvirheille. Sekä määrittelystä, että toteutuksesta löydettiin tällaisia virheitä testauksen yhteydessä. Määrittelyyn oli kirjoitettu ylimääräinen virheellinen kaava ja ohjelman koodiin oli tehty näppäilyvirheitä. Näin esimerkiksi tiettyjen suureiden alaindeksit olivat väärin ja tulos täten virheellinen.

Käytettävyys

Projektipuun toiminnassa havaittiin jonkin verran ongelmia testauksen yhteydessä. Eri liitosten on tarkoitus tallentua reaaliajassa projektipuuhun, jolloin niiden välinen vertailu on helppoa. Testauksen yhteydessä havaittiin kuitenkin, että liitoksesta toiseen vaihdettaessa liittimen parametrit vaihtuivat takaisin oletusarvoiksi. Samoin uutta liitosta luotaessa liittimen parametrit palasivat näihin oletusarvoihin, vaikka uuden liitoksen tulisi olla tarkka kopio aktiivisesta liitoksesta.

Myötömomentti voidaan määritellä joko syöttämällä arvo käsin tai käyttämällä laskennallisia kaavoja. Testauksessa havaittiin, että syötettävälle arvolle oli asetettu ylärajaksi 9999 Nmm, joka varsinkin paksuilla liittimillä on turhan alhainen sillä esimerkiksi 30 mm pultin laskennallinen myötömomentti lujuusluokassa 10.9 on yli 2 000 000 Nmm. Myötömomentin yläraja nostettiin lopulta kaikilla liittimillä arvoon 10 000 000 Nmm.

Liitinvalikoiman toimintaa parannettiin testauksen jälkeen pulttien ja tappivaarnojen osalta. Nauloilla ja ruuveilla liitinvalikoimassa on määritelty myös liittimien pituus.

Pulteilla ja tappivaarnoilla valikoimassa on kuitenkin listattu vain liittimien M-arvot, joiden perusteella määritetään liittimen halkaisija, kierteisen osan halkaisija ja jännityspoikkipinta-ala. Testauksessa todettiin pultin pituuden palautuvan oletusarvoon 50 mm, mutta pituuden säilyminen pulttiluokkaa vaihdettaessa todettiin olevan mielekkäämpi toiminnallisuus.

Ohjelmassa huomattiin myös eroa pilkun ja pisteen käytössä desimaalien erottajana.

Pilkkua käytettäessä annettu luku pyöristyi alaspäin pienempään kokonaislukuun, jolloin esimerkiksi profiloidun naulan ulosvetolujuuden ominaisarvoksi määritettiin nolla myös 4,5 N/mm² suuremmilla arvoilla 4,6…4,9 N/mm², koska näiden lukujen tulkittiin olevan 4,0 N/mm². Pistettä käytettäessä profiloitujen naulojen

101

ulosvetokestävyys määritettiin oikein. Ohjelmassa haluttiin sallia molempien merkintätapojen käyttö, koska kumpaakin tapaa esiintyy muissa laskentaohjelmissa yleisesti, vaikka suomenkielessä on pilkku desimaalin merkki. Esimerkiksi MathCAD-ohjelmaa paljon käyttävät voivat kuitenkin olla tottuneita pisteen käyttäjiä desimaalien erottajana.