Luja-lankku-elementti

Abstract

Tämän insinöörityön aiheena oli Luja-lankku-elementti, eli kehitteillä oleva ohutkuorinen solupolystyreeniytiminen betonielementti. Työn tavoitteena oli tutkia ja kehittää erilaisia liitosratkaisuja uuden betonielementin käyttöön rakentamisessa sekä tutkia elementin kestävyyttä. Tarve tälle työlle tuli Lujabetoni Oy:n toiveesta kehittää kilpailijoiden villa-pelti-elementille kilpailukykyinen betonielementti.

Insinöörityössä selvitettiin aluksi elementin kehitystyön taustaa, rakennetta ja käyttötarkoitusta. Tutkimustyössä keskityttiin etsimään erilaisia mahdollisia vaihtoehtoja liitosratkaisuiksi. Työssä tutkittiin erilaisia vaihtoehtoja elementin kiinnittämisestä pilariin, nurkkaliitoksista, sokkeliliitoksesta, elementin liittymisestä yläpohjaan, elementin kiinnittämisestä L-teräksiin, nosto-oven liittymisestä elementtiin ja nauhaikkunan kiinnittämisestä elementteihin. Lisäksi työssä esitettiin laskelmia elementin kestävyydestä. Lisäksi tutkittiin voidaanko elementtien väliin tehdä nauhaikkuna. Insinööri-työssä tehtiin myös elementtikuvat koe-elementtejä varten. Lisäksi työssä selvitettiin Lujabetonin kanssa yhteistyössä elementin valmistamisen kustannuksia. Liitosratkaisujen pohjaksi tutustuttiin betonisandwich-elementeillä toteutetun hallin suunnitelmiin, Ruukin villa-pelti-elementtien rakennedetaljeihin sekä elementtisuunnittelu.fi –sivuston detaljikirjastoon. Lisäksi tehtiin työmaavierailuja. Piirustukset tehtiin AutoCad-ohjelmalla

Insinöörityössä löydettiin muutamia mahdollisia liitosratkaisuja. Laskelmien perusteella elementti kestää umpiseinänä tavanomaiseen hallirakennukseen kohdistuvat kuormitukset ilman raudoitusta tai betonin kuiduttamista. Nauhaikkuna vaatii tukirakenteet tai elementin raudoittamisen. Kustannusanalyysin perusteella Luja-lankun hinta on hieman korkeampi kuin kilpailijoiden vastaavan villa-pelti-elementtien hinta. Yritys jatkaa elementin kehitystyötä insinöörityön pohjalta.

This thesis investigated the prefabricated concrete unit Luja-lankku, a thin-shell concrete element with an expanded polystyrene core. The element is under development. The aim of the thesis was to study and develop different joint solutions for the new concrete element in the field of construction and examine its durability. The demand for this thesis originated from the wish of the company Lujabetoni Oy to develop a prefabricated concrete unit that would be competitive with the wool and sheet metal elements produced by rival firms.

The following aspects of the element were examined: the background of the development work, the structure of the element and the purpose of its use. Joint solutions were chosen as the main topic of the thesis. Several possibilities for joint solutions were studied, including the attachment of the element to a column, the corner joint, the footing joint, the attachment of the element to the roof and to L-shaped steel components, the attachment of the lever gear door to the element and the attachment of a ribbon window to the element. Estimates concerning the durability of the element were presented. In addition, it was investigated whether a ribbon window can be made between the prefabricated concrete elements. Further, the element drawings for the exploratory elements were presented. In collaboration with the company Lujabetoni, the cost of constructing the element was investigated. The facts that were chosen as the foundations for the joint solutions are as follows: the design of a factory shed fabricated from concrete sandwich elements, the structural details of the wool and sheet metal elements manufactured by the company Ruukki and the online detail library on elementtisuunnittelu.fi. In addition, construction sites were visited. The plan was made with AutoCad software.

Some potential joint solutions were found. According to the calculations, the element as a solid wall was durable enough to endure the load that is directed towards a common factory shed. No iron or fibre reinforcement was necessary. In the case of a ribbon window, a supporting structure or reinforced concrete was required. According to the cost analysis, the price of the Luja-lankku element was slightly higher than the price of the rival wool and sheet metal elements. The company will continue the developmental work on the basis of this thesis.