Puurakenteisten välipohjien vertailu ja optimointi

Abstract

Puurakenteisten välipohjien mitoittavaksi tekijäksi tulee usein värähtelymitoitus, joka on Suomessa ylimitoitettua, joten puurakenteiset välipohjaratkaisut tarvitsevat lisää tutkimusta. Opinnäytetyössä käsiteltiin PuuHyVä-hankkeen tekemiä laboratoriomittauksia erilaisille puurakenteisille välipohjille. Savonlinnan teollisen puurakentamisen laboratoriossa puurakenteiset välipohjat rakennettiin todelliseen mittakaavaan ja niistä mitattiin ominaistaajuutta ja taipumaa eri rakennusvaiheissa.

Opinnäytetyön keskeisin tavoite oli vertailla kolmea puurakenteista välipohjaratkaisua, joissa kannattajapalkkeina toimii TK-palkki, easi-joist®-palkki ja LVL 48 P -palkki. Jokaisesta ratkaisusta on kaksi versiota, jotta niitä voidaan vertailla keskenään. Välipohjaratkaisuista tehtiin LCA-, kustannus- ja ominaisuusvertailua. Hiilijalanjäljen ja kustannusten laskenta perustui materiaalin pohjalta tehtyihin laskelmiin. Vertailun pohjalta tehtiin optimaalisia välipohjaratkaisuja, joissa huomioidaan kustannus- ja materiaalitehokkuus sekä hiilijalanjälki. Optimoinnissa hyödynnettiin Exceliä.

Jotta puurakenteisten välipohjien ylimitoitusta voidaan tutkia, verrattiin ominaistaajuuden ja taipuman laboratoriomittauksia laskennallisiin mitoitusarvoihin. Laboratoriomittausten tarkoitus oli todistaa, että välipohjarakenteet ovat taipuman ja ominaistaajuuden osalta parempia kuin laskennalliset arvot. Optimoinnin tarkoituksena oli selvittää, pystytäänkö joitain materiaaleja poistamaan välipohjarakenteesta ja mitkä palkit toimivat parhaiten välipohjassa.

Laboratoriomittaustulokset antoivat hyvää informaatiota jokaisen rakennusvaiheen muutoksista. Levytykset ja poikittaisjäykistykset jäykistivät rakennetta, mikä pienensi ominaistaajuutta ja taipumaa. Jotta puurakenteisille välipohjille pystyttiin tekemään taipumatarkastelu, tuli ominaistaajuuden täyttää korkeataajuuslattian kriteerit. Tärkeimpänä kriteereihin vaikutti päällimmäisenä kerroksena oleva betonivalu.