Wood and Steel Structures (5 cr)

Objectives (course unit)

After completing the course, the student is able to dimension conventional wooden structures (detached house, hall), the stiffening of a wooden frame and is able to anticipate the stresses and dimensioning criteria that have a central impact on the dimensioning of wooden structures. The student knows the structural principles of the most common wooden apartment building systems. The student understands the effect of different manufacturing methods on sizing estimates and is able to interpret structural plans dealing with wooden structures.

After completing the course, the student is able to design the most typical steel structures (columns, beams, trusses, joints, joints). The course focuses on the structures of cross-sectional classes 1-3. After completing the course, the student is able to choose a suitable structural system and stiffening of the frame.
The student is able to determine the natural loads according to the Euronorms, use them in the dimensioning of structural parts and joints and perform the dimensioning and the selection of structural types so that the structures are designed to be economical to manufacture and implement.

Content (course unit)

Properties and use of basic wood materials (lumber, glulam, veneer, plywood). Design principles for wooden structures in detached houses and halls, as well as total stiffening principles for the most common structures and joints. Systems in use in Finnish industrial wood element production and their applications. Main principles of fire sizing.

General design criteria for steel structures.
Dimensioning of key components: dimensioning of drawn and bent steel structure (ties, beams), dimensioning of pressed and bent steel structure (columns), dimensioning of steel truss. Operating principles and dimensioning of joints in steel structures (welded and bolted joints). Dimensioning with the limit state dimensioning method EC3: building frame assembly. Loads of the perimeter assembly with the perimeter program.

Assessment criteria, satisfactory (1-2) (course unit)

The student is able to identify and define the basics of the course and solve simple questions
applications that are similar to the tasks being handled.

Assessment criteria, good (3-4) (course unit)

In addition to the above, the student is able to choose the most suitable one by applying and comparing different options
policy and justify their choices.

Assessment criteria, excellent (5) (course unit)

In addition to the above, the student has a comprehensive understanding of the course topics and their use
problem solving; and the ability to present, analyze, and justify logically handled issues and methods of solution

Location and time

Etä-/lähi-/hybridiluentoina Moodle-aikataulun mukaisesti.

Exam schedules

Puuosan välikoe 3. periodin lopulla.
Teräsosan välikoe 4. periodin lopulla.
Uusinnat ja korotukset sovitaan aikatulujen osalta erikseen.

Assessment methods and criteria

Puuosuus ja teräsosuus arvioidaan omina kokonaisuuksinaan ja näiden osien painoarvo kurssiarvosanassa on 50 % / 50 %. Molemmat osuudet täytyy olla suoritettu hyväksytysti.

Puuosuudessa arvosana muodostuu tentistä sekä hyväksytysti suoritetusta harjoitustyöstä, painotus:
EXAM-tentti 50 %
Harjoitustyö 50 %
Tenttioikeuden saa, jos luentojen lähiläsnäoloprosentti on vähintään 66 % sekä harjoitustyö opponointeineen on suoritettu ja palautettu hyväksytysti.

Teräsosuuden suoritus koostuu teräsrunkoisen ja -vaippaisen teollisuushallin rakennesuunnittelusta harjoitustyönä. Työ arvioidaan arvosanoin 0-5, joka on samalla teräsosuuden arvosana.

Assessment scale

0-5

Teaching methods

Aktivoiva lähi-/etä-/hybridiluento, itsenäinen opiskelu, harjoitustyöt+opponointi, tentit.
Lähtökohtaisesti puuosuus hybridiluentoina ja teräsosuus lähiluentoina.

Learning materials

Sähköisessä muodossa:
- Puu: puurakenteiden lyhennetty suunnitteluohje + Puun eurokoodi, luentomateriaalit Moodlessa
- Teräs: teräsrakenteet 2020-sähköinen materiaali + Teräksen eurokoodi

Student workload

Lähiopetusta 56 h (puu 28 h + teräs 28 h). Itsenäistä opiskelua 80 h (puu 40 h + teräs 40 h)

Content scheduling

Puurakenteet, kertausta:
- Puun Eurokoodit, standardien rakenne ja sisältö, rajatilamitoituksen periaatteet, kuormien ja kuormitusyhdistelmien määritys. Eurokoodien kansalliset liitteet (NA:t)
- Tavanomaisten puurakenteiden mallinnus ja analysointi, rakenneosien rasitusten määritys. 1-2- kerroksisen rakennuksen kantavat puurakenteet
- Puiset rakennustuotteet. Valmistusmenetelmät.
- Palkkien ja pilarien mitoitus (normaalivoima, leikkausvoima, taivutusmomentti, yhdistetyt rasitukset, taipuma)
- Stabiilisuusilmiöt ja niiden ottaminen huomioon suunnittelussa.
- Yleiset liitossuunnittelun periaatteet

Puurakenteet, uudet asiat:
- Rakennekokonaisuuksien mitoittaminen, pientalot
- Kootut rakenneosat: NR-ristikkorakenteet, vesikattotason jäykistys
- Pientalorakennuksen kokonaisjäykistys
- Biologinen kestävyys
- LVL, puulevyt
- Palkin kiepahdus
- Lattian värähtelymitoitus
- Ruuviliitokset
- Rakennesuunnitelmien dokumentit ja dokumentointi
- Palomääräysten ja -mitoituksen pääperiaatteet
- Pientalorakenteiden rakennusfysikaalinen toiminta (pintapuolisesti)
- Mitoitusohjelmistot

TERÄSRAKENTEET:
Opintojakson suoritus koostuu teräsrunkoisen ja -vaippaisen teollisuushallin rakennesuunnittelusta harjoitustyönä.
Tunneilla edetään hallin rakennesuunnittelussa koko ajan vaihe vaiheelta eteenpäin opettajan ilmoittaman viikkotavoitteen mukaisesti ja kukin tekee omaa työtään tuntien aikana ja jatkaa itsenäiseen opiskeluun varatulla ajalla. Jos opiskelija ei saa viikkotavoitetta tuntien aikana valmiiksi tekee hän sen loppuun ennen seuraavaa opetuskertaa. Opetuksessa noudatetaan tasavertaisuuden ja oikeudenmukaisuuden periaatteita, siten että kaikkia oppilaita koskee samat opetusjärjestelyt seuraavasti: Lähitunneilla säännöllisesti läsnäolevia ja tuntitavoitteet toteuttaneita opastetaan ensisijaisesti ja jos aikaa jää, sitten aiemmilta tunneilta poissa olleita tai viikkotavoitteet laimin lyöneitä. Jos opiskelija on pois joltain tunneilta hän on itse velvollinen hankkimaan puuttuvan tiedon viikkotavoitteen saavuttamiseksi. Etäopetustunnit nauhoitetaan ja julkaistaan viimeistään seuraavana päivänä pidetyn etätunnin jälkeen.

Completion alternatives

Ei ole

Practical training and working life cooperation

Opintojaksolla opiskellaan juuri olennaisimpia asioita rakennesuunnittelijalta vaadittavien käytännön työelämätaitojen osalta.

International connections

Ei ole

Further information

Puuosion suoritettuaan opiskelija:
- osaa mitoittaa tavanomaisen 1-2-kerroksisen rakennuksen kantavia ja jäykistäviä rakenneosia
- osaa mitoittaa naula- ja ruuviliitoksen puu-puu- ja puu-teräs-liitoksessa
- saa määrittää 1-2-kerroksisen rakennuksen puurakenteiden mitoitukseen keskeisesti vaikuttavat rasitukset ja mitoituskriteerit
- pystyy tuottamaan ja tulkitsemaan puurakenteita käsitteleviä rakennesuunnitelmia
- pystyy havainnoimaan puurakenteiden työmaatoteutuksen oleellisia tarkastuskohtia
- tuntee liitossuunnittelun periaatteet
- tuntee palomääräysten ja palomitoituksen periaatteet
- tuntee NR-ristikkokaton jäykistysperiaatteet
- tuntee suomalaisen teollisen puuelementtituotannon yleisimmät tuotteet sekä tuotannon rajoitteet
- ymmärtää eri puutuotteiden valmistustapojen vaikutuksen mitoitusarvioihin