Tavanomaisen kulmatukimuurin suunnittelu

Abstract

Kulmatukimuureja käytetään, kun maan pinta halutaan saada pysymään jyrkemmässä kulmassa kuin mihin se luonnollisesti asettuu. Etenkin tiheään asutuilla alueilla, joissa maanpinnan korkeus vaihtelee, on tukimuuri yleinen näky. Tuettavasta maasta aiheutuu edullisia ja epäedullisia vaikutuksia. Pohjalaatan päällä oleva maamassa pitää rakennetta paikallaan, mutta toisaalta siitä aiheutuva vaakasuuntainen maanpaine pyrkii työntämään rakennetta sivulle. Ulkoisilla kuormilla, kuten liikennekuormilla on myös samanlainen vaikutus. Maanpaine lasketaan lepopaineena, jos kulmatukimuuri ei liiku, ja aktiivipaineella, jos kulmatukimuurin siirtymä on riittävä sen muodostumiseen. Geoteknisessä mitoituksessa varmistettiin, että maapohja kestää rakenteesta aiheutuvat ja sen päällä vaikuttavat pystykuormat, ettei rakenne pääse liukumaan, ja rakenteen kokonaisstabiliteetti vaarallisimmilla kuormitusyhdistelmillä. Rakenteellisessa mitoituksessa varmistettiin, että itse rakenne kestää siihen aiheutuvat taivutus- ja leikkausvoimat. Työ toteutettiin helpottamaan kulmatukimuurin suunnittelua. Kirjallisessa osuudessa selvitettiin suunnittelun vaiheet niihin liittyvine kaavoineen. Tuloksena saatiin laskentapohja. Se toteutettiin kirjallisen osuuden perusteella suunnittelun työkaluksi rakennelaskelmien toteuttamista varten. Johtopäätöksenä todettiin, että pohjarakenteiden suunnittelu on kokemusta ja ymmärrystä vaativaa työtä. Tietokoneohjelmat ovat välttämättömiä apuvälineitä nykyajan rakennesuunnittelussa työmäärän ja virhemahdollisuuksien takia.

Retaining walls are structures used to support soil. They keep the soil in steeper slope than it would appear by nature. In densely populated areas where the range of the ground level is high, retaining walls are a general solution. The backfill has both favourable and unfavourable effects on the structure. It stabilizes the structure with its self-weight on the ground slab; however, it also tends to push the wall in the horizontal direction. External loads, such as traffic loads, have the same impact. The earth pressure that loads the wall is determined as active earth pressure if the retaining wall moves enough to generate the shear strength of the backfill soil. If not, it is determined as pressure at rest. Geotechnical design ensured that the ground soil resists the loads on it and it is durable against sliding, and the L-shaped retaining wall is totally stabile even with the most dangerous combinations of the loads. Structural technical design ensured the strength of the structures against bending and shear stresses. The purpose of the thesis was to ease the design of an L-shaped retaining wall. The theoretical part of the thesis was made to clarify the design stages with the formulas related to them. Based on that, an Excel application was created to carry out structural calculations. It was concluded that geotechnical engineering requires knowledge and comprehension of the soil. Also, the complexity of calculations and structural engineering in general without computer programs today was found unprofitable because of the high potential for human errors and the absurd amount of work needed.