BUILDING CONSTRUCTION RAKENNUSSUUNNITTELUSTA. RESIDENTIAL MULTI-STOREY HOUSES - ASUINKERROSTALOT study book part 2

Transkriptio

1 BUILDING CONSTRUCTION RAKENNUSSUUNNITTELUSTA RESIDENTIAL MULTI-STOREY HOUSES - ASUINKERROSTALOT study book part 2 1

2 2 ASUINKERROSTALOT -TEEMA Seuraavassa on otteita VirtuaaliAmk:n Rakennustekniikka-renkaan Asuinkerrostalot- teeman työn alla olevasta materiaalista. Materiaali sijaitsee osoitteessa ja sen on tarkoitus palvella esim Rakennetekniikan ja Talonrakennuksen opintojaksoja. Opettaja voi hyödyntää verkkomateriaalia esim oppimisympäristössä toteutettaessaan opintojaksoja. Asuinkerrostalot- teema jakautuu mm seuraaviin osioihin : - Asuinkerrostalohanke - Tuotemallinnus - Rakennussuunnittelu - Rakennesuunnittelu - LVIS-suunnittelu - Urakkasopimukset - Tuotannonsuunnittelu - Työmaatekniikka Ks Asuinkerrostaloteeman käsikirjoitus osoitteessa: usoppimisaihioille[1.pdf Materiaali sisältää jatkossa oppimisaihioita mm seuraaviin opintojaksoihin: - Tuotemallinnus - Rakennussuunnittelu - Rakennetekniikka - Puurakenteet - Teräsbetonirakenteet - Teräsrakenteet - Muuratut Rakenteet - Pohjarakennus - Mekaniikka

3 Asuinkerrostalon rakennesuunnittelussa tarkastellaan vaihtoehtoisia runkojärjestelmiä, laaditaan kuormitus- ja rakennelaskelmia, suunnitellaan perustuksia, rakennusosia, vesikattorakenteita ja laaditaan työselityksiä yhteistyössä muiden osapuolten kanssa. Asuinkerrostalo voidaan toteuttaa mm paikallarakentaen, elementtirakenteisina, betoni-, puu- tai teräsrunkoisina. Kohteen rakennesuunnitelmat sisältävät mm seuraavanlaisia tarkasteluja: 3 Asuinkerrostalon terästeemaa tarkastellaan mm väestönsuojassa, teräspaalututuksessa, liittorungossa, parvekkeen ja vesikaton rakenteissa., ovissa, ikkunoissa aidoissa, RAKENNNESUUNNITTELU - osio Rakennesuunnittelu-osio jakautuu seuraaviin aiheisiin: - Rakennesuunnitelmat - Perustukset - Runko ja jäykistys - Rakennetyypit - Eristystyöt - Palotekniikka - Piirustukset

4 4 Kuva Aloituspäivän sisältö, oppimistehtävät, oheismateriaalit ja harjoitustehtävät

5 5 Kuva Teemapäivä 1A Suunnittelu ja viranomaiset

6 6 Kuva Teemapäivä 1B Rakennesuunnittelu

7 7 Teemapäivä 2A Työmaa

8 8 Teemapäivä 2B Perustukset ja runko

9 9 Teemapäivä 3A Lämmöneristys

10 10 Kuva Palotekniikka

11 11 Kuva Teemapäivä 4 Täydentävät rakenteet

12 12 ASUINKERROSTALON RAKENNESUUNNITELMAT Kohteen rakennesuunnitelmat sisältävät mm seuraavanlaisia tarkasteluja: Rakennesuunnittelu, yleistä Runkojärjestelmät Kuormitukset Perustukset Rakennusosat Lämmön-, kosteuden- ja ääneneristys Palotekniikka Väestönsuojat LVIS-tekniikka Osioissa Elementtikerrostalo ja Paikallavalu käsitellään lähemmin AMK-kerrostalon runkovaihtoehtojen ratkaisuja. Seuraavassa otteita elementtirunkoisen ja paikallavaletun asuinkerrostalon rakennesuunnitelmista. Opiskelija tekee valitun kohteen rakennesuunnitelmia tuotemallia ja materiaalia hyödyntäen.

13 13 ASUINKERROSTALON PERUSTUKSET Luentoaineisto: Materiaalia täydennetään ja varustetaan opettajan äänitiedostolla/kieliversioilla. Kirjallisuus: - Pohjarakennuksen perusteet, Jääskeläinen, Tammertekniikka - Geotekniikka, Jääskeläinen, Tammirinne Otatieto - Pohjarakennusohjeet RIL Teräsrakenteiden Suunnittelu. Kinnunen,RKOY - Betonirakenteiden Perusteet, BY201 - Muuratut Rakenteet, Höyhtyä,Vänttinen, RKOY - Ks RATEKO-ops Oheismateriaali: - RYL Normit - Kuormitukset: RakMK B1 - anturat: seinäanturat, pilarianturat,.: RakMK B4, RakMK B7 - salojat, sadevesikaivot, - routaeristys: RakmK C2, radontuuletus: Säteilyturvakeskus, RT-kortti Tehtävät Opiskelija ottaa osaa asuinkerrostalon perustussuunnitteluun. Lähtömateriaalina on mallinnettu asuinkerrostalo.

14 Asuinkerrostalot maarakennus - osio Otteita luentoaineistosta Kuva Asuinkerrostalon perustukset Asuinkerrostalon maarakennustyöt Ks esim opintojaksot: Geotekniikka. Pohjarakennus, Ympäristögeotekniikka, Talonrakennuksen pohjarakenteet Luentoaineisto: - Materiaalia täydennetään Maarakennus-materiaalilla/ opettajan äänitiedostolla / kieliversioilla - Raivaus - Maankaivu - Salaojat ja putkijohdot - Täyttö ja tiivistys - Kirjallisuus: - Pohjarakennuksen perusteet, Jääskeläinen, Tammertekniikka - Geotekniikka, Jääskeläinen, Tammirinne Otatieto - Pohjarakennusohjeet RIL Teräsrakenteiden Suunnittelu. Kinnunen,RKOY - Betonirakenteiden Perusteet, BY201 - Muuratut Rakenteet, Höyhtyä,Vänttinen, RKOY - Ks RATEKO-ops Oheismateriaali: - MaaRYL Talonrakennuksen maarakenteet RIL Rakennusten veden- ja kosteudeneristysohjeet RIL LPO Pohjarakennusohjeet RIL Tehtävät Opiskelija ottaa osaa asuinkerrostalon perustussuunnitteluun. Lähtömateriaalina on mallinnettu asuinkerrostalo, jota tarkastellaan elementtija paikallavaluvaihtoehtoina. Tehtävä määritetään tarkemmin oppimisympäristössä.

15 Asuinkerrostalon perustukset 15 Ks esim opintojaksot: Geotekniikka. Pohjarakennus, Ympäristögeotekniikka, Talonrakennuksen pohjarakenteet sekä Rakennetekniikka Luentoaineisto: - Materiaalia täydennetään Perustukset-materiaalilla/ opettajan äänitiedostolla / kieliversioilla - Anturat - Perusmuurit ja palkit - Kantavat alapohjat - Väestönsuojarakenteet - Maanvaraiset laatat - Erityisrakenteet - Ulkopuoliset rakenteet Kirjallisuus: - Betonirakenteiden perusteet By201 - Teräsrakenteiden Suunnittelu. Kinnunen,RKOY - Muuratut Rakenteet, Höyhtyä,Vänttinen, RKOY - Ks RATEKO-ops Oheismateriaali: - RunkoRYL RakMK B1, C1, C2, - RR-Paalutusohje, Rautaruukki Oy Tehtävät Opiskelija ottaa osaa asuinkerrostalon maanvaraisen perustuksen suunnitteluun. Lähtömateriaalina on mallinnettu elementtija paikallavalettu asuinkerrostalo. Tehtävä määritetään tarkemmin oppimisympäristössä.

16 ASUINKERROSTALON RUNKO JA JÄYKISTYS 16 Ks Esim opintojaksot: Rakennetekniikka, Betonirakenteet Luentoaineisto: - Materiaalia täydennetään materiaalilla/ opettajan äänitiedostolla / kieliversioilla - Kuormitukset - Seinärungot- ja järjestelmät - Ala- ja välipohjarungot - Yläpohjakannattajat - Runkokaaviot, detaljit Kirjallisuus: - Betoninormit By 50 - Betonitekniikan oppikirja By Betonirakenteiden oppikirja By Paikallavalurakenteen mallisuunnitelmat - Paikallavalurakentaminen, Rakennetyypit ja rakennedetaljit CD-ROM By - Betonielementtirakentaminen CD-ROM By - Elementtirakennuksen mallisuunnitelmat By 38-1 Oheismateriaali: - RunkoRYL RakMK - RT- ohjetietokortit tuotetietous Tehtävät Opiskelija ottaa osaa asuinkerrostalon runkosuunnitteluun. Lähtömateriaalina on mallinnettu asuinkerrostalo, jota tarkastellaan elementtija paikallavaluvaihtoehtoina. Tehtävä määritetään tarkemmin oppimisympäristössä.

17 17 AMK- ELEMENTTIKERROSTALO Kuva Elementtikerrostalo 23.4 BES-asuinkerrostalo Asuinkerrostalon rakennesuunnitelmia ovat mm rakennelaskelmat, runkorakenteiden taso-, leikkauspiirustukset, detaljipiirustukset, ontelolaattaja julkisivuelementtikaaviot, raudoituspiirustukset, liitosdetaljit, elementtien tuotanto- ja mittapiirustukset, perustamissuunnitelmat sekä työselitykset. Seuraavassa on suunniteltu kohdan kaksiportaisen asuinkerrostalon porrashuone B :n runko valmisosarakenteisena. Opiskelijan tehtävänä on tehdä valmisosarakenteisen porrashuone A:n rakennesuunnitelmia käyttämällä hyväksi porrashuone B:n suunnitelmia. Suunnitelmat sisältävät mm seuraavanlaisia dokumenttejä: Kohdetiedot Rakennelaskelmat Rakennetyypit Runko ja jäykistys

18 Tasopiirustukset Ontelolaattakaavio Rengas- ja saumateräkset Liitosdetaljit Leikkauspiirustukset Julkisivuelementtikaaviot Betonielementtisuunnitelmat Perustamissuunnitelmat Runkorakennusosat Portaat Hissi Väestönsuoja Vesikatto-ja täydentävät rakenteet Työselitykset 18 Kuva Elementtikerrostalon prs B:n asuinkerros

19 23.4 Betonielementtirunko Suunnittelijat ja urakoitsijat valitsevat yhdessä rakennuksen runkojärjestelmän. Valittu järjestelmä vaikuttaa rungon jänneväleihin ja käytettäviin rakennusosiin. Betonielementtirunko totetutetaan usein "kantavat poikkiseinäjärjestelmän" mukaisesti. Järjestelmässä huoneistojen väliset seinät ja päätyjen ulkoseinät ovat kantavia ja välipohjaelementti on rungon suuntainen. Huoneistojen väliset ja porrashuoneen vastaiset seinät ovat 180 mm vahvoja betonielementtiseiniä ja niiden on täytettävä 55 db.n ääneneristysvaatimus. Välipohjalaatta on 1200 mm leveä, jännitetty ja reiitettyä ontelolaattaa. Laatan korkeudet vaihtelevat esim 150mm- 500 mm. Askelääneneristysvaatimuksen 53 db täyttämiseksi ontelolaattavälipohjan on oltava riittävän massiivinen tai sen päälle on tehtävä uiva pintalaatta. 19 Kuva Elementtikerrostalon porras B:n kellari. Osoita kantavat ulko- ja huoneistojen väliset seinät, kevyet ruutuelementit ja kevyt sisäseinät.

20 20 Kuva Elementtikerrostalon porras B:n kellarin runko. Elementtikerrostalon välipohjalaattana usein käytetään ontelolaatastoa, mikä asennetaan kantavien poikkiseinien varaan Kuva Ontelolaatasto. Ontelolaattaa käytetään usein elementtikerrostalon välipohjalaattana.

21 21 Kuva Elementtiporras Kuva Ontelolaattakaavio Täydennä suunnitelmaa rakennepiirustukseksi Ontelolaattakaavio Ontelolaattakuvassa esitetään mm laatat tunnuksineen, kantavat pysty- ja vaakarakenteet, jäykistävät rakenteet, kuormitukset, reiät, leikkaus- ja detaljimerkinnät. Suunnittele tarkasteltavan kohteen porrashuone A:n 2.kerroksen ontelolaattakaavio esimerkin mukaan. Suunnittele kohteen jäykistys.

22 22 Kuva Ontelolaattatiedot Kuva Rakennetyyppejä Betoni.com sivuilta löytyy liitosdetaljiesimerkkejä, joita voi hyödyntää suunnitelmissa.

23 23 Kuva Rengasraudoituksia Ontelolaattakaavioon suunnitellaan rengas- ja saumateräkset. Suunnittele porrashuone A:n 2.kerroksen ontelolaataston raudoitus. Kuva Ontelolaattalappu Jokaisesta ontelolaattatyypistä tehdään tuotantokuva.

24 24 Kuva Julkisivuelementtikaavio Täydennä suunnitelmaa rakennepiirustukseksi. Esimerkki elementtikerrostalon julkisivukaaviosta, missä eri tyyppiset julkisivuelementit nimetään: sokkeli-, ruutu-, kantava pääty-, parveke ym elementit muut t. Kuva Julkisivuelementtikaavio Täydennä suunnitelmaa rakennepiirustukseksi Seinäelementit litteroidaan myös tasokuviin, joissa esitetään kantavat huoneistojen väliset seinäelementit, kevyet väliseinäelementit, ulkoseinäelementit, porraselementit, ym

25 25 Kuva Julkisivuelementtikaavio Täydennä suunnitelmaa rakennepiirustukseksi Kuva AMK-kerrostalon väliseinäelementtejä. Täydennä suunnitelmaa rakennepiirustukseksi

26 26 Kuva Elementtikerrostalon perustukset BES-asuinrakennuksen perustukset Perustukset, yleistä Asuinkerrostalon huoneistopohjan pohjalta suunnitellaan kohteen kellarin tilat ja rakenteet. Rakennuksen kuormat viedään kantavilla rakenteilla perustuksille ja edelleen maahan. Maaperän laadun mukaan perustustapa on joko esim maanvarainen, paaluperustus tai suoraan kallion varaan. Kantavien seinien alle suunnitellaan seinäanturat, sokkelipalkkien alle tarvittaessa neliöanturoita ja parvekkeiden pielien alle suorakaideanturoita. Suunnittele annetun kohteen porrashuone A:n perustukset esimerkin mukaan. Kohde suunnitellaan maanvaraisin anturoin, maapohjan geotekninen kantavuus pg= 200 kn/m2.

27 27 Kuva Detaljikuva 1 Kantavan päätysokkelin ja jatkuvan anturan perustusleikkaus. Tee kohdasta perustusleikkauspiirustus elementin sidontapisteen kohdalta ja esitä mm lämmön- ja routaeristykset, kosteudeneristykset, raudoitukset,... Kuva Detaljikuva 2 Kevyiden ruutuelementtien sokkelipalkkien pystysauman neliöantura. Tee kohdasta perustusleikkauspiirustus ja esitä saumateräkset, lämmön- ja routaeristykset, kosteudeneristykset

28 28 Kuva Detaljikuva 3 Parvekkeen pilarin ja pieliseinän perustusleikkaus. Tee kohdasta perustusleikkaus Kuva Detaljikuva 3. Tasokuvassa esitetään anturoiden sijainti, muoto, koot, leikkausmerkinnät, routaeristys, radonputkitus,... Täydennä kuvaa.

29 29 Kuva Perustusleikkaus DAN 103 Perustuksista piirretään leikkauksia tarvittavista kohdista: kantava pääty, kevyt ruutuelementti, huoneistojen välinen kantava seinä,... Betoni.com-sivuilta löytyy paljon esimerkkejä, joita voi hyödyntää suunnitelmissa. Kuva Perustusleikkaus 6-6 Täydennä suunnitelmaa rakennepiirustukseksi

30 30 Kuva VSS- leikkaus Täydennä suunnitelmaa rakennepiirustukseksi Kuva VSS- leikkaus Täydennä suunnitelmaa rakennepiirustukseksi Si-luokan väestönsuojan ulkoseinät ovat yleensä 450 mm paksuja ja holvit 300 mm paksuja. Paksuudet määräytyvät säteilysuojauksen ja sirpaleenkestävyyden mukaan.seinien ja holvien sisäpinnat raudoitetaan #150 verkolla ja ulkopinnat #300 verkolla, minimiraudoitusvaatimuksena on 0.17%.

31 AMK- PAIKALLAVALUKERROSTALO Paikalla valettu asuinkerrostalo Paikkallarakennetun asuinkerrostalon rakennesuunnitelmia ovat mm rakennelaskelmat, runkorakenteiden taso-, leikkauspiirustukset, detaljipiirustukset, raudoituspiirustukset, liitosdetaljit, perustamissuunnitelmat sekä työselitykset. Seuraavassa on suunniteltu kohdan kaksiportaisen asuinkerrostalon porrashuone A paikallarakenteisena. Tehtävä Opiskelijan tehtävänä on laatia paikallarakennetun porrashuone B rakennesuunnitelmia käyttämällä hyväksi porrashuone A:n suunnitelmia. Suunnitelmat sisältävät mm seuraavanlaisia dokumenttejä: Kohdetiedot Rakennelaskelmat Rakennetyypit Runko Tasopiirustukset Leikkauspiirustukset Runkodetaljit Raudoitussuunnitelmat Luettelot, selosteet Julkisivusuunnitelmat Perustamissuunnitelmat Runkorakennusosat Portaat Hissi Väestönsuoja Vesikatto-ja täydentävät rakenteet Työselitykset

32 Paikallavalurunko Suunnittelijat ja urakoitsijat valitsevat yhdessä rakennuksen runkojärjestelmän. Valittu järjestelmä vaikuttaa rungon jänneväleihin ja käytettäviin rakennusosiin. Paikallarakentaminen sisältää muottityöt, raudoituksen ja betonoinnin. Paikallavaletun, normaaliraudoitetun rungon taloudelliset jännevälit ovat yleensä pienempiä kuin jänneteräksillä raudoitettujen ontelolaatastoholvien jännevälit. Askelääneneristysvaatimuksen 53 db täyttämiseksi massiivilaatan on oltava n 240 mm paksu tai sen päälle on tehtävä uiva pintalaatta. Paikallavaletun huoneistojen välisen seinän on oltava vähintään 180 mm paksu, jotta seinä täyttää sille asetetun 55 db:n vaatimuksen.

33 33 Paikallavalurungon jännevälit ovat pienemmät, joten elementtirungon kevyitä väliseiniä on muutettava kantaviksi.

34 34 Paikallavalurunko tehdään yleensä ns "kantavat poikkiseinäjärjestelmän" mukaisesti, missä huoneistojen väliset ja porrashuoneen vastaiset seinät sekä osa huoneiden välisistä seinistä ovat kantavia. Kantava seinä on vähintään 180 mm paksu, jotta ääneneristysvaatimukset täyttyvät. Kuva Laatan alapinnan raudoitus Täydennä suunnitelmaa rakennepiirustukseksi Paikallavalulaatat raudoitetaan yleensä verkko- tai kaistaraudoituksilla. Täydennä suunnitelmaa rakennepiirustukseksi.

35 35 Kuva Laatan yläpinnan raudoitus Täydennä suunnitelmaa rakennepiirustukseksi Yläpinnan raudoitukset sijoitetaan tukien kohdille. Rungon taso- ja rakennusosakuvista viitataan käytettyihin raudoitusdetaljeihin. Liitteenä on RTT:n Paikallarakentaminen - kansion laattojen raudoitusdetaljeja.

36 36 Kuva Paikallavalurungon perustuksia. Kuva Perustusten tasokuva Täydennä perustustasokuvaa: routaeristykset, radonputkitus, lämmöneristykset,...

37 37 RAKENNUSTEKNIIKKA Olli Ilveskoski Kuva Perustusdetalji DA101 ks Kuva Runkotyövaihe

38 38 Kuva Ramin muottisuunnitelma Kuva Kerrosalon kellarin kantavia paikallavalulaatta ja teräsbetonipalkki

39 Mitoita Amk-krstalon yksiaukkoinen välipohjapalkki murtorajatilassa, jos L= 6m, Fd=50 kn/m, K25-2, A500 HW. Pääterästen mitoitus maksimivoimasuureiden osalta riittää Laadut ja poikkileikkaus knm:= 10 6 b := 280 h := 580 d := Kuormitus ja voimasuureet Md := 225 knm 2. Lujuudet K25-2 A500HW γc := 1.5 K := 25 γs := 1.2 fyk := 500 fcd := 0.7 K γc fcd = fyd := fyk γs fyd = Mitoitus taivutukselle γ := Md b d 2 fcd γ = <0.358 ok β := γ ω := β As := ω fcd fyd b d β = ω = As = T20 := π 10 2 As n20 := T20 T20 = n20 = Valitaan 4T20 sijoitettuna yhteen riviin palkin alapintaan: leveystarve on 155 mm+haat+ suojabetoni TEE LASKELMAT MYÖS EC5 MUKAAN

40 40 SYMMETRISESTI RAUDOITETTU TERÄSBETONIPILARI Mitoita Amk-krstalon neliönmuotoinen teräsbetonipilari rajatilamitoitusohjeen mukaan. Pilari on molemmista päistään nivelisesti kiinnitetty ja sivusiirtymä on estetty. K25-2, A500HW, Y3. Pilarin kuormituksena on omapaino Ng=100 kn ja Nq=60 kn. L := 2800 Lo := Ng := h := 180 Nq := b := 180 Nd := 1.2 Ng Nq Nd = Lo λ := λ = fcd := 11.7 fctk := h eo1 := 50 eo2 := 0 2 λ e2 := h e2 = h Lo ea := + ea = ed := ea + eo1 ed = 64.6 ed := ea + e eo1 ed = ed := ea + e eo eo2 ed = fyd := 417 fyk := 500 Nd ν := ν = 0.57 b h fcd ω := 0.13 µ := ν ed µ = 0.22 h As := ω fcd fyd b h As = ( 2 + 2)T12 Asmin := 1.5 fctk b h Asmin = OK fyk TEE LASKELMAT MYÖS EC5 MUKAAN

41 41 RAKENNUSHANKE- teema Kuva Pientalohanke: täydennetään jatkossa ks äänitiedosto Ks myös Rakennuttaminen- opintojakso VEDEN- JA KOSTEUDENERISTYSTYÖT Kuva Veden- ja kosteudeneristys: täydennetään jatkossa Ks myös Talonrakennus-ja Rakennusfysiikka-opintojaksot

42 42 LÄMMÖNERISTYÖT Kuva Lämmöneristys: täydennetään jatkossa Ks myös Talonrakennus-ja Rakennusfysiikka-opintojaksot PALOTEKNIIKKA Kuva PALOTEKNIIKKA: täydennetään jatkossa Ks myös Talonrakennus-ja Rakennusfysiikka-opintojaksot

43 43 ASUINKERROSTALON TERÄSRAKENTEET Ks Esim opintojaksot: Rakennetekniikka, Teräsrakenteet Luentoaineisto: - Materiaalia täydennetään Teräs-materiaalilla/ opettajan äänitiedostolla / kieliversioilla - Kuormitukset - Perustukset - Kantavat väliseinät ja pilarit - Laatat ja palkit - Portaat - Ulkoseinät - Ulkotasot ja parvekkeet - Ullakko- ja kattorakenteet - Tilaelementit Kirjallisuus: - SFS EN ,1-2, 1-8 ja Teräsrakenne-Oppimisympäristö - Ks RATEKO-ops Oheismateriaali: - RunkoRYL RakMK B1, B Tehtävät Opiskelija ottavat osaa asuinkerrostalon suunnitteluun. Asuikerrostalon terästeema sisältää mm teräspaalututus, liittolaattavälipohja, parveke, vesikatto, verhoukset, muottityöt, rausdoitus, kiinnikkeet Lähtömateriaalina on mallinnetun asuinkerrostalon arkkitehtisuunnitelmat. Tehtävä määritetään tarkemmin oppimisympäristössä.

44 Asuinkerrostalon teräspaaluperustukset: 44 Kuva Asuinkerrostalon teräspaaluperustus Asuinkerrostalon liittorunko: Kuva Asuinkerrostalon liittorunko

45 Asuinkerrostalon teräsparveke, - pilari, -palkki 45 Kuva Pientalon teräsrakenteet: pilari, palkki, parveke Asuinkerrostalon teräsovet, al-ikkunat, vesikatto ja varusteet, verhoukset, muotit, raudoitus, kiinnikkeet, väestönsuoja