Betonirakenteisen välipohjan ominaistaajuuksien huomioon ottaminen rakennetyyppien alustavassa valinnassa

Abstract

Useat uudisrakennukset pyritään rakentamaan muuntojoustaviksi, jotta rakennuksen käyttöikää ja käyttöastetta saadaan kasvatettua. Muuntojoustaville rakenteille on tyypillistä pitkät jännevälit, sekä kantavien seinien vähyys. Jännevälien suuruudella on vaikutusta välipohjien ominaistaajuuteen. Ominaistaajuudella on vaikutusta rakenteen värähtelyherkkyyteen. Ihmisillä on taipumus kokea rakenteiden värähtelyt epämukavana. Useimmiten tiloihin, joissa ihmiset viettävät aikaansa, syntyy tilojen rakenteisiin värähtelyä ihmisten liikkumisesta aiheutuvista askeleista. Askelten ja muiden värähtelyn aiheuttajien värähtelytarkastelu kuulu käyttörajatilatarkastuksen piiriin, eikä sille ole annettu suurta painoarvoa betonirakenteiden rakenteellisessa mitoituksessa tai rakenteellisen mitoituksen kirjallisuudessa. Tällöin se jää usein tekemättä.

Tavoitteena oli luoda työkalu rakennesuunnittelutoimistolle, jolla pystytäisiin huomiomaan betonirakenteisten välipohjien ominaistaajuus värähtelymitoituksen avulla ja siten saada tarkennettua valittavien rakenteiden sopivuus rakennuskohteeseen mahdollisimman aikaisessa vaiheessa. Aikaisessa vaiheessa oikein valittujen rakenteiden valinta parantaa suunnittelijan ajankäyttöä ja sitä kautta suunnitteluyrityksen resursseja. Samalla tämä auttaa tilaajaa vähentämään mahdollisia kustannuslisiä, joita mahdollinen rakenteiden muuttaminen/kasvattaminen tuottaa tilaajille ja/tai rakennushankkeeseen ryhtyvälle.

Värähtelymitoituksen tulos koostui betonirakenteisia välipohjien värähtelyluokkia vertailevana määrällisenä tutkimuksena, jossa oli harkinnan varainen otos. Otos koostui yleisimmistä betonirakenteisten välipohjien rakenne ratkaisuista. Tulokset olivat laskennallisia, ei testattuja ja ne esitettiin taulukkomuodossa. Taulukot koostuivat eri jänneväleistä ja sivusuhteista. Tuloksista huomattiin, että betonirakenteisten välipohjien värähtely on selvästi huomattavaa tai voimakasta pitkillä jänneväleillä ja matalilla poikkileikkauksilla. Johtopäätöksenä todettiin, että tällaisia rakenne ratkaisuja tulisi välttää, mikäli askeleiden aiheuttamasta värähtelystä on haittaa tilojen käyttötarkoitukselle.