Maanvaraisen laatan liikuntasaumajaon määrittäminen laskennallisesti

Abstract

Tässä opinnäytetyössä tutkitaan rakennesuunnittelijan näkökulmasta maanvaraisen betonilaatan halkeiluun ja liikuntasaumajaon määräytymiseen vaikuttavia tekijöitä ja tankoraudoitetun kutistumissaumattoman laatan mitoitusta. Työ on tehty AFRY Finland Oy:n toimeksiannosta. Samalla tehtävänä oli luoda mitoitustyötä nopeuttava laskentapohja. Työ toteutettiin kirjallisuusselvityksenä ja laskennan suorittamisena.

Maanvaraiset teräsbetonilaatat ovat alttiita betonin kutistuman aiheuttamalle halkeilulle. Kun laatta toteutetaan saumattomana laaja-aluevaluna, kutistumaa hallitaan raudoituksella ja jakamalla laatta osiin vaakasuuntaista liikettä sallivilla kutistuma- ja liikuntasaumoilla. Saumat ovat laatan heikoimpia kohtia, joten niitä pitäisi olla mahdollisimman vähän, mutta kuitenkin riittävästi laatan liikkeiden sallimiseksi. Oikean saumajaon määrittäminen on ongelmallista ja saatavilla on vain ohjeellisia arvoja.

Työn tuloksena selvisi, ettei saumajaon määritteleminen käsin laskemalla ole aiheesta käytettävissä olevilla kaavoilla ja mitoitustavoilla käytännössä mahdollista. Tällaisessa tarkastelussa selvisi kuitenkin halkeiluun vaikuttavat tekijät ja siten saatiin myös viitteitä sopivan saumajaon määrittelyyn.

Työstä voidaan päätellä, että jo suunnitteluvaiheessa lattian toiminta on aiheena monimutkainen. Laskentakaavoja olisikin suotavaa kehittää entisestään myös toteutettujen rakenteiden kokemusten ja tulosten avulla. Tästä huolimatta pelkällä laskennalla ja huolellisella suunnittelulla ei voida taata halkeilematonta lopputulosta. Tuotoksena opinnäytetyöstä yritykselle tuli toimiva laskentapohja maanvaraisen laatan mitoittamista helpottamaan, jota voi tarvittaessa kehittää kohteista saatujen kokemuksien osoittamaan suuntaan.

This thesis is a study of the contributing factors of cracking, movement joint spacing and designing of reinforced ground bearing concrete slabs from the structure designer’s point of view. This thesis was commissioned by AFRY Finland Oy. At the same time, the assignment was to create a calculation base form to speed up the designing work. This thesis was done with the help of literature and calculations.

Ground bearing concrete slabs are exposed to cracking caused by shrinkage. When the slab is executed as seamless wide area-pour, shrinkage can be controlled by steel rebars and dividing the slab with horizontal movement allowing joints. The joints are the weakest points of the slab, so their amount should be as small as possible, but still enough to ensure the movements of the slab. Defining the right spacing is problematic, and there are only indicative values available.

The results of the study showed that it was practically not possible to define the joint spacing manually with the formulas and calculation routines available. The study highlighted the factors that caused cracking and showed indications of appropriate joint spacing.

In conclusion, this thesis brings out the complexity of this subject starting from the designing phase. Formulas should be developed further with the help of experience and results from completed structures. Nevertheless, a non-cracking outcome cannot be ensured just by calculation and by careful designing. As the result, the company was provided with a calculation base form for structure designers to ease up sizing calculation. The calculation base can be developed further based on experiences of completed projects.