Korkean rakentamisen erityispiirteet aukkopalkkien suunnittelussa
Väyrynen, Janne (2020)
Väyrynen, Janne
2020
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-2020112023538
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2020112023538
Tiivistelmä
Suomessa on viime vuosina valmistunut useita korkeaksi rakennukseksi määriteltäviä kohteita ja myös uusia hankkeita on vireillä. Vaikka Suomessa tehtävä korkea rakentaminen on verrattain matalaa maailmalla tehtäviin kohteisiin, ovat kohteet jo niin korkeita, että niissä on kiinnitettävä huomiota korkeassa rakentamisessa esiintyviin erityispiirteisiin. Korkeissa rakennuksissa ja runkotyypistä riippuen myös matalimmissa rakennuksissa, aukkopalkit ovat tärkeä osa rakennuksen jäykistysjärjestelmää. Tämän työn tarkoitus on esitellä oleellisimmat korkean rakentamisen erityispiirteet sekä kehittää aukkopalkkien suunnitteluosaamista. Työ tehdään kirjallisuusselvityksenä, esimerkkilaskelmilla sekä laskentamalleilla tehtävillä analyyseillä.
Työssä esiteltiin korkean rakentamisen erityispiirteitä laajan kirjallisuusselvityksen pohjalta. Kyseisiä aihealueita on tutkittu paljon ja tämä työ luo pohjan näiden aiheiden syvällisempää perehtymistä varten. Aukkopalkilla tarkoitetaan tässä työssä kahta leikkausseinää yhdistävää rakenneosaa, joka siirtää rasituksia seinien välillä jäykkyytensä mukaisesti. Kirjallisuusselvityksessä selvisi, että aukkopalkkien toiminta on kriittistä maanjäristystilanteessa ja ulkomaisissa suunnittelunormeissa niiden suunnittelua ohjataan tarkasti. Aukkopalkit suunnitellaan sitkeiksi rakenneosiksi ja eri tavoilla raudoitettujen aukkopalkkien lisäksi kuormansiirrossa käytetään myös erilaisia teräsosia. Olennainen osa aukkopalkkien suunnittelua on oikea mallinnustapa laskentamallissa sekä sopivan jäykkyyden määrittely haljenneelle teräsbetonipoikkileikkaukselle.
Tämän työn tuloksena on selvää, että oikeaan mallinnustapaan sekä sopivaan jäykkyyden redusointikertoimeen on kiinnitettävä huomiota. Mikäli tasolaattojen jäykkyyksiä ei redusoida, voivat nämä toimia aukkopalkin tavoin ja rasitukset siirtyvät laattaan. Poikkileikkauksen jäykkyyden redusointi aiheuttaa myös rasitusten uudelleen jakaantumisen laskentamallissa, joka voi johtaa jonkin rakenneosan alimitoitukseen. Redusointikertoimen suuruudella ei tässä tapauksessa ollut suurta merkitystä saatuihin tuloksiin ja redusointikerroin 0,33 vaikuttaisi hyvältä alustavalta arviolta. Jäykkyyden redusointi saattaa korkean rakennuksen laskentamallissa antaa yllättäviäkin tuloksia ja rasitukset voivatkin kasvaa, kun jäykkyyttä pienennetään. Tämä johtuu mahdollisesti vaiheittaisesta rakentamisesta ja jäikin epäselväksi ovatko rasitukset todellisia. Työssä havaittujen ilmiöiden yleistämistä varten voitaisiin tehdä tarkempia tutkimuksia erilaisissa tapauksissa, joissa muuttujina olisivat esimerkiksi rakennuksen korkeudet ja runkojärjestelmät.
Työssä esiteltiin korkean rakentamisen erityispiirteitä laajan kirjallisuusselvityksen pohjalta. Kyseisiä aihealueita on tutkittu paljon ja tämä työ luo pohjan näiden aiheiden syvällisempää perehtymistä varten. Aukkopalkilla tarkoitetaan tässä työssä kahta leikkausseinää yhdistävää rakenneosaa, joka siirtää rasituksia seinien välillä jäykkyytensä mukaisesti. Kirjallisuusselvityksessä selvisi, että aukkopalkkien toiminta on kriittistä maanjäristystilanteessa ja ulkomaisissa suunnittelunormeissa niiden suunnittelua ohjataan tarkasti. Aukkopalkit suunnitellaan sitkeiksi rakenneosiksi ja eri tavoilla raudoitettujen aukkopalkkien lisäksi kuormansiirrossa käytetään myös erilaisia teräsosia. Olennainen osa aukkopalkkien suunnittelua on oikea mallinnustapa laskentamallissa sekä sopivan jäykkyyden määrittely haljenneelle teräsbetonipoikkileikkaukselle.
Tämän työn tuloksena on selvää, että oikeaan mallinnustapaan sekä sopivaan jäykkyyden redusointikertoimeen on kiinnitettävä huomiota. Mikäli tasolaattojen jäykkyyksiä ei redusoida, voivat nämä toimia aukkopalkin tavoin ja rasitukset siirtyvät laattaan. Poikkileikkauksen jäykkyyden redusointi aiheuttaa myös rasitusten uudelleen jakaantumisen laskentamallissa, joka voi johtaa jonkin rakenneosan alimitoitukseen. Redusointikertoimen suuruudella ei tässä tapauksessa ollut suurta merkitystä saatuihin tuloksiin ja redusointikerroin 0,33 vaikuttaisi hyvältä alustavalta arviolta. Jäykkyyden redusointi saattaa korkean rakennuksen laskentamallissa antaa yllättäviäkin tuloksia ja rasitukset voivatkin kasvaa, kun jäykkyyttä pienennetään. Tämä johtuu mahdollisesti vaiheittaisesta rakentamisesta ja jäikin epäselväksi ovatko rasitukset todellisia. Työssä havaittujen ilmiöiden yleistämistä varten voitaisiin tehdä tarkempia tutkimuksia erilaisissa tapauksissa, joissa muuttujina olisivat esimerkiksi rakennuksen korkeudet ja runkojärjestelmät.