Imatran Honkaharjun sairaalan laajennuksen rakennesuunnittelu

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena oli suorittaa Imatran Honkaharjun sairaalan laajennuksen rakennesuunnittelu tarkemman kustannuslaskennan ja myöhemmin tapahtuvan varsinaisen rakennesuunnittelun tueksi. Raportti sisältää suunnitteluprosessin vaiheiden kuvaukset laskentaesimerkkeineen. Lisäksi laadittiin laajennukseen tarvittavat, alustavat piirustukset kustannuslaskentaa varten.

Työssä tutkittiin olemassa olevia rakenteita ja laajennuksen runkomateriaalien valintaperusteita sekä tutustuttiin kuormien laskentaperiaatteisiin. Vanhojen perustusten ja kantavien rakenteiden kapasiteetit tarkastettiin uusilla kuormituksilla. Uusi betonielementeistä koostuva rakennusrunko mitoitettiin eurokoodien mukaisesti. Mikäli käsiteltävää ilmiötä ei ollut määritelty eurokoodeissa, se mitoitettiin Suomen rakennusmääräyskokoelman voimassa olevien osien mukaan.

Uudelle rakennusrungolle suoritettiin palomitoitus ja betoniosille määritettiin käyttöiän perusteella raudoituksen suojabetonipaksuus. Lisäksi suunnittelussa huomioitiin lämpö-, ääni- ja kosteustekniset seikat.

Jäykistysmenetelmien selvittämisen ja kohteeseen sopivan menetelmän valinnan jälkeen suoritettiin rakennusrungon jäykistyksen suunnittelu. Tämän yhteydessä tutustuttiin ontelolaattojen sitomiseen laatastoksi ja seinän stabiliteetin tarkasteluun jäykisteosana.

Työn tuloksista huomattiin, että Honkaharjun sairaalan laajennuksen yhteydessä rakennuksen pohjoispään perustusten sallittu pohjapaine ylittyy paikallisesti uuden kerroksen tuomilla lisäkuormilla. Tämän takia on suoritettava tarkemmat pohjatutkimukset tai laskettava kuormien jakaantuminen perustuksille monimutkaisemmilla menetelmillä.

Olemassa olevan rakennusrungon kapasiteetti riittää laajennuksen aiheuttamille lisäkuormille. Nykyisen yläpohjan ontelolaattojen punostuksen määrä ja sijainti sekä tarkemmat kapasiteetit tulee tarkastaa ontelolaattavalmistajan kanssa yhteistyössä. Uuden rakennusrungon mitoituksen yhteydessä piirretään kolme leikkausta, ontelolaattojen sekä elementtien ladontakaaviot, elementtien valmistuspiirustukset ja kahden kerroksen pohjapiirustukset.

The purpose of this scholarly thesis was to carry out preliminary structural design of Honkaharju hospital expansion to support more precise calculation of costs and the future structural design. The written part of the thesis includes a description of different phases in the structural design of building expansion.

At the beginning of the process a study of old structures had to be carried out and a selection of the material used in the structures of the expansion. Existing foundations and other load-bearing structures have to be rechecked with new extra actions from the expansion floor. Framework consisting of the new precast concrete elements is designed with Eurocodes.

Fire design of the new structures is performed and the design working life of concrete structures is implied by the thickness of concrete cover. Structural design also considers thermal, noise and moisture issues in constructions.

Different methods for framework stiffening are examined and the most suitable option for this type of building is chosen. Hollow core slabs are reinforced to work as a plate structure along with the concrete walls, creating a horizontal and vertical stiffening system.

The result of this work is that the wall foundation bottom pressure exceeds the allowed bottom pressure at the most stressed part of the building. Geodesigner needs to be hired to do more precise studies of the soil parametres because it is very likely that the allowed foundation bottom pressure could be raised. Other option is to use more precise calculation methods to define the actions causing foundation bottom pressure.

All the other load-bearing structures are capable of handling extra actions. The existing hollow core slab capacities must be rechecked with the fabricator of the slabs. It is also crucial to find out the type and the amount of tendons used in the hollow core slabs, because it affects the bearing capabilities.

Premilinary drawings are created. The series contain fabrication and assembling drawings for the precast concrete elements, three intersections and floor plan drawings for each floor.