Jälkijännitetyn pilarilaatan lävistysvahvikkeen suunnittelu eurokoodien mukaan

Abstract

Opinnäytetyössä tutkittiin teräsbetonirakenteen lävistysmitoitusta Eurokoodi 2:n ja siihen liittyvän uusimman kansallisen liitteen mukaan. Lisäksi työssä tutkittiin myös joiltain osin muiden maiden suunnittelunormeja, kuten Amerikan ACI 318:a. Työssä keskityttiin tutkimaan tarkemmin jälkijännitetyn pilarilaatan tapausta ja työ rajattiin koskemaan keskipilarin tapausta. Lisäksi työssä selvitettiin, miten laatan lävistysvahvike vaikuttaa lävistysmitoitukseen. Opinnäytetyön oleellisena tavoitteena oli myös tutkia, mitä erityispiirteitä jälkijännitetty laatta tuo lävistysmitoitukseen ja muun muassa raudoitteiden sijoitteluun.

Työssä tutkittiin lävistysmitoitusta esimerkkilaskelman avulla sekä vertailemalla tuloksia ennen käytössä olleen Suomen Rakentamismääräyskokoelman RakMk osan B4 mukaiseen lävistysmitoitukseen. Tämän lisäksi työssä hyödynnettiin aikaisempia kokemuksia lävistysmitoituksen suorittamisesta sekä näitä oppeja sovellettiin nykyisiin ohjeisiin ja määräyksiin. Eurokoodi 2:n mukaista lävistysmitoitusta tutkittiin myös jonkin verran muiden maiden normeihin vertaillen ja vertailussa hyödynnettiin mahdollisuuksien mukaan myös näitä ohjeita.

Opinnäyteyön tekemisen edetessä huomattiin, että suunnittelunormit ovat monelta osin tulkinnanvaraisia lävistysmitoituksen suhteen. Ongelmana oli löytää oikeat ja normien mukaiset ratkaisut. Lopputuloksena työstä saatiin laskentaohjelma sekä ohjeistus, miten lävistysmitoitus ja raudoituksen suunnittelu tulee suorittaa. Valmis laskentapohja sekä selkeä ohjeistus tuottavat yritykselle arvoa, sillä suunnittelijoiden työ nopeutuu sekä tulokset ovat luotettavimpia. Lisäksi suunnitteluratkaisut ovat parempia, koska hyvän ohjeistuksen avulla esimerkiksi betonin määrässä voidaan säästää tai raudoitusten asennustyötä voidaan helpottaa, mikä tarkoittaa pienempiä asennuskustannuksia.

Opinnäytetyön merkitys oli huomattava, koska yleisesti tällä hetkellä ei ole hyviä ohjeita lävistysmitoituksen suorittamiseen. Tämä voi johtua siitä, että uudet ohjeet ovat olleet hyvin vähän aikaa käytössä ja suunnittelijat ovat tehneet lävistysmitoituksen vanhoilla ohjeilla. Tämän työn tarkoituksena oli tuoda hyvät ohjeet ja työkalut yrityksen suunnittelijoiden käyttöön. Tämä ei kuitenkaan poista suunnittelijoiden vastuuta perehtyä huolellisesti eurokoodiin sekä uusiin Rakentamismääräyskokoelman ohjeisiin.

In this thesis concrete structures punching design according to Eurocode 2 and its Finnish national annex are introduced. The study also introduces, to some extent, other countries’ design codes like Americas ACI 318. The thesis focuses more closely on a post-tensioned column supported slab case and is limited to include only the middle column case. In addition, the study discusses how slabs drop cap affects punching design.

The punching design was studied by making example calculations and comparing the results with the former national design codes. In addition, former experiences from punching design were applied to the new instructions and regulations. The Eurocode punching design was also compared to other countries’ design codes.

The study indicated that design codes are partly open to interpretation as to punching design. The problem was to find out solutions which are right and in accordance with the design codes. As a result of the study a program was designed as well as instructions on how punching design and reinforcement design are supposed to be done. This is of value to the company because designers’ work will become faster and the results will be more reliable. In addition, the design solutions are better because with good instructions saves can be achieved in the amount of concrete. Also installing reinforcement can be made more easily which means lower installing costs.

The importance of the present study is remarkable because at the time in general there are no good instructions for making punching design. This might be due to the new national design codes being quite recent and designers have used the old instructions.