Parvekelaatan laajennuksen mitoitus
Hämäläinen, Atte (2019)
Hämäläinen, Atte
2019
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201905037383
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201905037383
Tiivistelmä
Opinnäytetyön tavoitteena oli laatia rakennesuunnitelmat sekä riittävät lujuustarkastelut olemassa olevan teräsbetonirakenteisen parvekelaatan ulokelaajennuksen toteutusta varten. Ulokelaajennuksesta oli käytössä arkkitehtisuunnitelmat sekä vanhat rakennesuunnitelmat, joiden perusteella parvekeuloke tuli suunnitella ja mitoittaa. Suunnitelmissa oli huomioitava, että kiinteistö oli asuinkäytössä koko urakka-ajan.
Teräsbetonirakenteinen parvekkeen ulokelaajennus mitoitettiin Eurokoodien mukaisesti. Teräsbetonirakenteiden mitoitus suoritettiin kolmessa eri osassa selkeyttämään mitoitusta. Mitoitus jaettiin kantavaan laattaan, reunapalkkiin sekä pintalaattaan. Mitoituksen yhteydessä käsiteltiin yleisesti betoniraudoituksen valintaan vaikuttavia asioita, joita olivat veto-, leikkaus- ja reunaraudoitus sekä vaarnatapit. Teräsbetonirakenteita suunniteltaessa tulee ottaa huomioon, minkälaisille ympäristörasituksille betoni altistuu. Ympäristörasituksien lisäksi työssä käsiteltiin yleistasolla myös betonin puristus- ja vetolujuus, rasitusluokat, seuraamusluokat sekä käyttöikä. Teräsbetonilaattaa laajennettaessa tulee olemassa olevasta laatasta paljastaa raudoitusteräkset sekä karhentaa betonipinta parasta mahdollista tartuntaa varten. Purkusuunnittelun yhteydessä oli huomioitava, että olemassa olevaa parveke-elementtiä kannattelevat INP-palkit saatetaan joutua purkamaan. Parvekelaatan kantavuuden varmistamiseksi parvekelaatalle mitoitettiin Lteräs korvaamaan mahdollisesti poistuvat tuet. Parvekelaajennus luo lisäkuormaa rakennuksen rungolle, jolloin tulee suorittaa lujuuskapasiteetin tarkastelu paaluperustuksille. Parvekelaajennuksen yhteydessä kiinteistölle tehtiin julkisivusaneeraus, joka huomioitiin paalujen kapasiteettitarkastelussa. Julkisivusaanerauksessa ulkoseinärakenne keventyi niin paljon, että se kumosi parvekelaajennuksesta syntyneen lisäkuorman ja näin ollen paaluperustuksien kapasiteetti voitiin todeta riittäväksi.
Mitoitukset tehtiin pääosin käyttäen mitoitusohjelmia, joita olivat mm. FEM-Design, Hilti Profis Anchor, Hilti Rebar sekä SKOL-taulukot. Mitoituksia laadittiin myös käsinlaskennalla, joita vertailtiin mitoitusohjelmien antamiin tuloksiin. Mitoituksien vertailussa havaittiin mitoitustavasta riippumatta tuloksien olevan hyvin samanlaiset. Tämän perusteella voitin todeta, että pienen ulokelaajennuksen mitoittamiseen on turhan työlästä käyttää käsinlaskentaa. The aim of this thesis was to create the structural plans and load capacity examination for a prefabricated balcony slab overhang expansion. The overhang expansion plans were already sketched by an architect. These sketches led the way for the structural plans. As a starting material the old drawings were used to support the new plans. It was essential to consider that the residential building was inhabited during the construction site.
The overhang expansion calculations were executed according to the Eurocodes. Reinforced concretes calculations were divided into three parts to clarify the calculations. The parts were bearing slab, edge beam and surface slab. Carrying out the calculations, the key factors in choosing the right reinforcement for the expansion were taken into consideration. The key factors were shear, tensile and edge reinforcements and tie bars.
Climate stress had to be observed when designing the reinforced concrete structures. This theme was handled on a general level together with concrete shear and tensile strength, exposure and consequence classes as wll as the life span of the structure.
When expanding the existing concrete balcony, the reinforcement of the existing slab must be revealed and the concrete surface must be roughened for the best grip. The prefabricated balcony elements were supported by INP-steel beams. Defining the dismantling plans it was discovered that the INP-beams could be removed during the dismantling. To ensure the load capacity of the balcony, L-steel was designed to replace the beam.
Balcony expansion creates extra load for the foundation, which is why the strength capacity of the foundation had to be examined. Loads from the expansion were added to the foundation and it was discovered that the load capacity of the foundation was not adequate. The building contract consisted of 2 parts: balcony expansion and façade renovation. Façade renovation loads were taken into the strength capacity calculations. The façade renovation reduced the overall load on the foundation and the strength capacity was sufficient.
Calculations were mainly completed with automatized programs: FEM-design, Hilti Profis Anchor, Hilti Rebar and SKOL-worksheets. A number of the calculations were completed manually and these results were compared to the results given by the automatized programs.
The calculation comparison presented that the results given by each calculation method was relatively similar. Generally summarized, it is more efficient to use automatized programs only for such of design.
Teräsbetonirakenteinen parvekkeen ulokelaajennus mitoitettiin Eurokoodien mukaisesti. Teräsbetonirakenteiden mitoitus suoritettiin kolmessa eri osassa selkeyttämään mitoitusta. Mitoitus jaettiin kantavaan laattaan, reunapalkkiin sekä pintalaattaan. Mitoituksen yhteydessä käsiteltiin yleisesti betoniraudoituksen valintaan vaikuttavia asioita, joita olivat veto-, leikkaus- ja reunaraudoitus sekä vaarnatapit. Teräsbetonirakenteita suunniteltaessa tulee ottaa huomioon, minkälaisille ympäristörasituksille betoni altistuu. Ympäristörasituksien lisäksi työssä käsiteltiin yleistasolla myös betonin puristus- ja vetolujuus, rasitusluokat, seuraamusluokat sekä käyttöikä. Teräsbetonilaattaa laajennettaessa tulee olemassa olevasta laatasta paljastaa raudoitusteräkset sekä karhentaa betonipinta parasta mahdollista tartuntaa varten. Purkusuunnittelun yhteydessä oli huomioitava, että olemassa olevaa parveke-elementtiä kannattelevat INP-palkit saatetaan joutua purkamaan. Parvekelaatan kantavuuden varmistamiseksi parvekelaatalle mitoitettiin Lteräs korvaamaan mahdollisesti poistuvat tuet. Parvekelaajennus luo lisäkuormaa rakennuksen rungolle, jolloin tulee suorittaa lujuuskapasiteetin tarkastelu paaluperustuksille. Parvekelaajennuksen yhteydessä kiinteistölle tehtiin julkisivusaneeraus, joka huomioitiin paalujen kapasiteettitarkastelussa. Julkisivusaanerauksessa ulkoseinärakenne keventyi niin paljon, että se kumosi parvekelaajennuksesta syntyneen lisäkuorman ja näin ollen paaluperustuksien kapasiteetti voitiin todeta riittäväksi.
Mitoitukset tehtiin pääosin käyttäen mitoitusohjelmia, joita olivat mm. FEM-Design, Hilti Profis Anchor, Hilti Rebar sekä SKOL-taulukot. Mitoituksia laadittiin myös käsinlaskennalla, joita vertailtiin mitoitusohjelmien antamiin tuloksiin. Mitoituksien vertailussa havaittiin mitoitustavasta riippumatta tuloksien olevan hyvin samanlaiset. Tämän perusteella voitin todeta, että pienen ulokelaajennuksen mitoittamiseen on turhan työlästä käyttää käsinlaskentaa.
The overhang expansion calculations were executed according to the Eurocodes. Reinforced concretes calculations were divided into three parts to clarify the calculations. The parts were bearing slab, edge beam and surface slab. Carrying out the calculations, the key factors in choosing the right reinforcement for the expansion were taken into consideration. The key factors were shear, tensile and edge reinforcements and tie bars.
Climate stress had to be observed when designing the reinforced concrete structures. This theme was handled on a general level together with concrete shear and tensile strength, exposure and consequence classes as wll as the life span of the structure.
When expanding the existing concrete balcony, the reinforcement of the existing slab must be revealed and the concrete surface must be roughened for the best grip. The prefabricated balcony elements were supported by INP-steel beams. Defining the dismantling plans it was discovered that the INP-beams could be removed during the dismantling. To ensure the load capacity of the balcony, L-steel was designed to replace the beam.
Balcony expansion creates extra load for the foundation, which is why the strength capacity of the foundation had to be examined. Loads from the expansion were added to the foundation and it was discovered that the load capacity of the foundation was not adequate. The building contract consisted of 2 parts: balcony expansion and façade renovation. Façade renovation loads were taken into the strength capacity calculations. The façade renovation reduced the overall load on the foundation and the strength capacity was sufficient.
Calculations were mainly completed with automatized programs: FEM-design, Hilti Profis Anchor, Hilti Rebar and SKOL-worksheets. A number of the calculations were completed manually and these results were compared to the results given by the automatized programs.
The calculation comparison presented that the results given by each calculation method was relatively similar. Generally summarized, it is more efficient to use automatized programs only for such of design.