Vesitiiviiden betonirakenteiden suunnittelun vaatimukset
Jaatinen, Niina (2013)
Jaatinen, Niina
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2013
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201305066463
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201305066463
Tiivistelmä
Insinöörityön tavoitteena oli selvittää mille vaatimuksille rakennesuunnittelija mitoittaa vesitiiviin betonirakenteen. Vaatimuksia selvitettiin deskriptiivisellä kirjallisuustutkimuksella perehtymällä asiaa käsittelevään riittävän suureen lähdeaineistoon.
Vesitiiviiden betonirakenteiden käyttö lisääntyy koko ajan. Suunnittelu on haasteellista ja vaatii suunnittelijalta asiantuntemusta betonin materiaaliominaisuuksista, betonia rasittavista olosuhteista sekä teräsbetonirakenteiden ominaisuuksista niiden koko käyttöiän ajalta. Vesitiiviit betonirakenteet ovat kalliita sekä rakentaa että materiaalikustannuksiltaan. Vesitiiveysvaatimuksen täyttyminen vaatii enemmän raudoitusta kuin lujuusopillisesti rakenne vaatisi. Saumoilla voidaan vähentää raudoituksen tarvetta, mutta saumojen käytössä on omat haasteensa. Saumojen teko on työteknisesti haastavaa ja epäonnistuessaan ne ovat itse potentiaalinen ja vaikeasti korjattava vuotokohta.
Vesitiiviyden kannalta keskeisimpänä ilmiönä on betonirakenteen halkeilu. Halkeilu johtuu monista syistä, joista merkittävimpiä ovat sisäisten pakkovoimien aiheuttamat muodonmuutokset ja niiden estäminen. Halkeamaleveyden rajoittamisella voidaan hallita rakenteen vedenpitävyyttä. Halkeamaleveyttä rajoitetaan yleensä raudoittamalla.
Vesitiiviiden betonirakenteiden mitoitus alkaa heti ensimmäisestä tapaamisesta asiakkaan kanssa. Tilaajan tarpeiden selvittäminen käynnistää suunnitteluprosessin. Asiakkaalla voi olla vaatimuksia tiiviysluokan ja rakenteen vuodon suhteen. Suunnittelija päättää rakennemallin, valitsee mitoitusmenetelmän sekä tarkistaa rakenteen toimivuuden halkeilun ja muodonmuutosten suhteen.
Insinöörityössä kuvattiin erilaisia ilmiöitä ja teorioita, jotka vaikuttavat vesitiiviin rakenteen toimivuuteen. Lähdeaineiston laajuudesta huolimatta tutkimus ei löytänyt, eikä sen pohjalta syntynyt, kattavaa ohjeistusta vaatimuksille. Pohdintoja pohjustamaan syntyi Suunnitteluprosessin kulku -luetelma, joka esittelee pääpiirteissään vesitiiviyden kannalta huomioitavia seikkoja. Suunnittelija voi käyttää luetelmaa pohjana vesitiiviiden betonirakenteiden suunnitteluprosessissa.
Vesitiiviiden betonirakenteiden käyttö lisääntyy koko ajan. Suunnittelu on haasteellista ja vaatii suunnittelijalta asiantuntemusta betonin materiaaliominaisuuksista, betonia rasittavista olosuhteista sekä teräsbetonirakenteiden ominaisuuksista niiden koko käyttöiän ajalta. Vesitiiviit betonirakenteet ovat kalliita sekä rakentaa että materiaalikustannuksiltaan. Vesitiiveysvaatimuksen täyttyminen vaatii enemmän raudoitusta kuin lujuusopillisesti rakenne vaatisi. Saumoilla voidaan vähentää raudoituksen tarvetta, mutta saumojen käytössä on omat haasteensa. Saumojen teko on työteknisesti haastavaa ja epäonnistuessaan ne ovat itse potentiaalinen ja vaikeasti korjattava vuotokohta.
Vesitiiviyden kannalta keskeisimpänä ilmiönä on betonirakenteen halkeilu. Halkeilu johtuu monista syistä, joista merkittävimpiä ovat sisäisten pakkovoimien aiheuttamat muodonmuutokset ja niiden estäminen. Halkeamaleveyden rajoittamisella voidaan hallita rakenteen vedenpitävyyttä. Halkeamaleveyttä rajoitetaan yleensä raudoittamalla.
Vesitiiviiden betonirakenteiden mitoitus alkaa heti ensimmäisestä tapaamisesta asiakkaan kanssa. Tilaajan tarpeiden selvittäminen käynnistää suunnitteluprosessin. Asiakkaalla voi olla vaatimuksia tiiviysluokan ja rakenteen vuodon suhteen. Suunnittelija päättää rakennemallin, valitsee mitoitusmenetelmän sekä tarkistaa rakenteen toimivuuden halkeilun ja muodonmuutosten suhteen.
Insinöörityössä kuvattiin erilaisia ilmiöitä ja teorioita, jotka vaikuttavat vesitiiviin rakenteen toimivuuteen. Lähdeaineiston laajuudesta huolimatta tutkimus ei löytänyt, eikä sen pohjalta syntynyt, kattavaa ohjeistusta vaatimuksille. Pohdintoja pohjustamaan syntyi Suunnitteluprosessin kulku -luetelma, joka esittelee pääpiirteissään vesitiiviyden kannalta huomioitavia seikkoja. Suunnittelija voi käyttää luetelmaa pohjana vesitiiviiden betonirakenteiden suunnitteluprosessissa.