Liitto rake neru ngot Terdksestd ja betonista

Transkriptio

1 Liitto rake neru ngot Terdksestd ja betonista Rak Rakennuksen rungon suunnittelu Kevdt2007 Brockmann Minho, Heino Mari, Kumar Ranjit

2 Sisällysluettelo 1 Johdanto Liittorakenteiden toimintaperiaate Liittorakenteiden edut Runkojärjestelmät Kehärakenteet Jäykistysseinät kehän ytimenä Kerroskohtaiset jäykisteseinät Jäykistetornit Liittopalkit Periaatteet Erilaiset liittopalkit Deltapalkki HQ-palkki I-palkki MEK-liittopalkki SteelComp -liittopalkki HomeCon liittopalkki Liittolaatat Periaatteet Erilaiset liittolaatat SteelComp -liittolevy Express -liittolevy HomeCon -liittolevy Liittopilarit Periaatteet Erilaiset liittopilarit Betonitäytteiset teräsputkipilarit I-profiilit SteelComp -liittopilarit Liittorakennerungot asuinrakennuksessa Liittorakennerungot toimistorakennuksessa Yhteenveto Lähteet...16

3 1 Johdanto Liittorakenteella ymmärretään yleisesti mitä tahansa kahdesta tai useammasta materiaalista muodostuvaa rakennetta. Tavallisimmin liittorakenteina käytetään kuitenkin teräsrakenteiden tai ohutlevyrakenteiden ja betonin yhdistelmää. Liittorakennerungoissa voidaan yhdistää paikallavalutekniikan ja valmisosarakentamisen edut. Perinteisissä paikalla valetuissa rungoissa tarvittava muottityö on lisännyt huomattavasti runkovaiheen kustannuksia. Liittorakennerungoissa tavanomainen muottityö on korvattu paikalleen jäävällä teräsmuotilla ja kuorilaatalla. Teräksisiä liittorakennekomponentteja on helppo tuoda työmaalle suuria määriä yhdellä kerralla. Vaikka betoni ja teräs ovat hyvin erityyppisiä rakennusmateriaaleja, ne täydentävät hyvin toisiaan. Niillä on likimain samansuuruinen lämpölaajenemiskerroin. Rakenteet suunnitellaan siten, että betoniosille tulee puristusta ja teräsosille vetoa. Betoni suojaa lisäksi terästä syöpymiseltä ja mahdollisissa palotilanteissa korkeilta lämpötiloilta. Betonista teräsosat saavat yleensä myös tukea kiepahtamista ja lommahtamista vastaan. 2 Liittorakenteiden toimintaperiaate Teräsbetonirakenteen toiminta perustuu teräsosan ja betoniosan täydelliseen tai osittaiseen yhteistoimintaan. Teräsosa voi olla rakenneterästä tai ohutlevyterästä ja betoniosa tavallista betonia, korkealujuusbetonia tai kevytbetonia. Välipohjarakenteena käytettävän teräsbetoniliittorakenteen perustyyppinä voidaan pitää yksiaukkoista vapaasti tuettua liittopalkkia, johon tukeutuu liittolaatta. Tällöin liittopalkin teräsprofiili tarvitsee yleensä palosuojauksen. Liittolaatan palonkestovaatimukset edellyttävät tavallisesti joko alapintaan kiinnitettävää suojausta tai laattaan sijoitettavaa lisäraudoitusta. Teräsosan ja betoniosan yhteistoiminnan varmistamiseksi käytetään useimmiten teräsprofiilin ylälaippaan hitsattuja vaarnatappeja, jotka mitoitetaan joustavina liittiminä. Liittolaatan teräsohutlevy voi olla vapaasti tuettu tai jatkuva. Betoniosan yläpintaan on joka tapauksessa syytä sijoittaa tukiraudoitus, joka estää haitallista halkeilua ja toimii samalla momenttiraudoituksena. Kuva 1. Teräspalkin yhteistoiminnan asteet betonilaatan kanssa.

4 3 Liittorakenteiden edut Liittorakenteiden käytöllä on useita etuja. Paikalla valettujen teräsbetonirakenteiden ongelmana on usein työläs ja kallis muottityö. Liittorakennerungoissa muottityö voidaan jopa kokonaisuudessaan korvata paikalleen jäävillä liittomuoteilla, jotka ovat samalla mittatarkkoja. Näin rakentaminen nopeutuu ja riskit pienenevät. Liittorakenteiden suunnitteleminen on kuitenkin useissa tapauksissa työläämpää kuin perinteisten rakenteiden. Suunnittelutyötä helpottamaan liitorakenteiden valmistajat ovat laatineet suunnitteluohjelmia omille tuotteilleen, sillä eri valmistajien liittorakenteet poikkeavat sekä toimintaperiaatteeltaan että muodoltaan toisistaan. Asuinrakennuksissa liittorakenteilla voidaan toteuttaa myös monimuotoisia pohjaratkaisuja. Rakennuksen muoto ei ole sidottu käytettävän muotti- tai elementtijärjestelmän mittoihin. Pilarilinjoihin nähden ulokkeiden ja syvennysten toteuttaminen on helppoa. Toimisto- ja liikerakennuksissa liittorakenteet lisäävät tilojen muuntojoustavuutta. Liikerakennuksissa käyttäjät ja heidän tarpeensa muuttuvat. Muutoksiin varaudutaan parhaiten pyrkimällä mahdollisimman pieneen kantavien pystyrakenteidenmäärään ja välipohjien palkittomuuteen. Liittopalkkirakenteilla saavutetaan rakenteen pieni korkeus ja alapinnan tasaisuus. Liittorakenteiden vapaa mitta- ja muotojärjestelmä on lisännyt liittorakenteiden käyttöä saneerauskohteissa. Liittorakennekomponentit ovat lisäksi keveitä, jolloin työmaalla ei tarvita raskasta nostokalustoa. Runkorakenteiden raskain osa eli betoni saadaan paikalleen helposti letkulla pumppuautosta. Esivalmistettujen rakenneosien asennus on nopeaa ja niitä voidaan tarvittaessa työstää helposti työmaaolosuhteissa. Liittorakenteet parantavat saneerattavan rakennuksen käytettävyyttä sekä sen paloteknisiä ja akustisia ominaisuuksia. Liittorakenteiseen välipohjaan voidaan myös myöhemmin tehdä uusia aukkoja helpommin kuin esimerkiksi ontelolaattavälipohjaan. Liittolaattoja käytettäessä pyritään säästämään materiaali- ja työkustannuksissa verrattuna tavallisiin paikalla valettuihin betonilaattoihin. Liittolaattaa käytettäessä vältytään muottien purkamiselta ja puhdistukselta. Vetoa vastaanottavan poimulevyn sijaitessa aivan rakenteen alapinnassa, voidaan käyttää ohuempia laattoja. Työvaiheet myös vähenevät, kun liittorakenteiset välipohjat voidaan valaa suoraan valmiiseen pintaa, jolloin ei tarvita erillistä pintabetonia. Paikalleen jäävät liittomuotit voidaan toimittaa työmaalle valmiiksi pintakäsiteltyinä. 4 Runkojärjestelmät Viime vuosikymmeninä on kehitetty lukuisia runkojärjestelmiä, joissa terästä ja betonia on yhdistetty menestyksellä Kehärakenteet Kehät voivat olla jäykkiä tai joustavia, riippuen palkkien suhteellisesta jäykkyydestä pilareihin verrattuna. Jäykässä systeemissä pilarit ja palkit on liitetty toisiinsa jäykästi välittämään vaakakuormat perustuksille. Lisäksi laatat toimivat välipohjan tasossa levyjäykisteinä Jäykistysseinät kehän ytimenä Kehäjärjestelmään voi kuulua jäykistysseiniä, jotka toimivat levyinä poikittaisvoiman suunnassa. Jäykistysseinät ympäröivät tavallisesti hissikuiluja, porrassyöksyjä ja muita kuiluja ja palvelevat useampaa tarkoitusta. Jäykistysseinän ja kehän yhdistelmä toimii tarkoituksenmukaisesti sekä gravitaatio- että vaakavoimille. Tietyissä tapauksissa on tarpeen tutkia riittävän sitkeyden olemassaolo.

5 4.1.3 Kerroskohtaiset jäykisteseinät Eri kerroksissa jäykistysseinät voivat olla jaksollisesti eri paikoissa. Seinät kannattavat sekä ylä- että alapuolista välipohjaa ja jaksollisuuden ansiosta niiden avulla on helppo muodostaa liikerakennuksiin tarvittavia suuria avoimia aloja Jäykistetornit Edellisistä järjestelmistä muodostuu yhdistettynä jäykistetorneja, jotka toimivat jäykkinä mutta reiällisinä putkina ja välittävät jäykkyytensä avulla sekä gravitaatio- että vaakavoimat perustuksille. Rakennuksen korkeudesta riippuen jäykistysseinät (rungon ytimenä) voidaan yhdistää ulkoisen jäykistetornin kanssa. Tällainen tunnetaan "kehällä ympäröitynä tornina". 5 Liittopalkit 5.1 Periaatteet Liittopalkeissa yhdistyvät betonin hyvä puristuslujuus ja teräksen hyvä vetolujuus. Liittopalkit asennetaan tuille, jonka jälkeen ontelolaatat ja muut laatat asennetaan niiden varaan. Laattojen asennuksen jälkeen saumat ja palkki täytetään betonilla. Palkkien mitoituksessa on huomioitava valmiin liittorakenteen kuormituksen lisäksi asennusaikaiset kuormitukset. Palkin on kestettävä toispuoleinen kuormitus, jolloin laatat on asennettu ensin palkin toiselle puolelle. Palkin täytyy myös kestää saumavalun aikainen tilanne, jolloin saumabetoni ei vielä ole kovettunut. Kun suunnitellaan palkkia, joka toimii yhdessä ontelolaatan tai muun laatan kanssa, on laatan mitoituksessa huomioitava myös rakenteen yhteistoiminnasta aiheutuvat lisärasitukset. Palotilanteessa betonilaatta suojaa tehokkaasti laatan sisällä olevia teräsosia. Laatan alapuolinen palkin osuus voidaan suojata paloeristepinnoitteella, koteloinnilla, paloa kestävällä alas lasketulla kattorakenteella tai betonin sisään sijoitetaan palotilan kuormitusta vastaava harjateräsraudoitus. Liittorakenteiden sovellusohjeissa palkit jaetaan neljään perustyyppiin, joiden rakennemitoitus poikkeaa jonkin verran toisistaan. Markkinoilla on lisäksi paikallavalutekniikkaan kehitettyjä tyyppihyväksyttyjä ratkaisuja, jotka toimivat valmiin rakenteen pinnassa olevana raudoituksena ja paikalleen jäävänä valumuottina. Tässä tapauksessa teräksen ja betonin yhteistoiminta on yleensä täydellinen ja osa rakenteen kantokyvystä on perinteisen raudoituksen varassa. Tällöin myös palonkesto on hyvä. Perustyypeille 1, 2 ja 3 edellytetään, että teräs ja betoni toimivat rakenteellisista syistä yhdessä vähintään 50 prosenttisesti. Suomessa käytetään pääasiassa palkkityyppejä 1 ja 2. (1) Teräsprofiilin ja betonilaatan muodostama liittopalkki, jossa teräsprofiili on kokonaan betoniosan ulkopuolella. (2) Teräsprofiilin ja betonilaatan muodostama liittopalkki, jossa teräsprofiili on osittain betoniosan sisällä. (3) Teräsprofiilin ja betonilaatan muodostama liittopalkki, jossa teräsosa on kokonaan betoniosan sisällä. (4) Teräsprofiilin ja betonin muodostama liittopalkki, jossa palkin ja laatan välillä ei ole yhteistoimintaa Kuva 2.

6 5.2 Erilaiset liittopalkit Deltapalkki Teräksisen Deltapalkin varaan voidaan tukea kantavat rakenteet, kuten ontelolaatat, liitto- ja kuorilaatat sekä paikallavalulaatat. Palkki täytetään betonilla saumavalun tai muun betonivalun yhteydessä. Kun betoni on kovettunut, palkki toimii liittorakenteena. Deltapalkin käyttö ei edellytä alaslasketun katon käyttöä. Väliseinien paikat eivät ole riippuvaisia palkkien sijainnista, joten rakennuksen sisätiloja voidaan joustavasti muuttaa. Palkin rei'itetty rakenne mahdollistaa putkitukset ja läpiviennit pituus- ja poikkisuuntaan. Poikkisuunnassa maksimi putkikoko on d 120 mm. Betonipilareita käytettäessä Deltapalkin leveys on sama kuin pilarinleveys, jolloin laattoja ei tarvitse loveta. Palkin pintakäsittelyvaihtoehtoja ovat: kuumasinkitys, pohjamaalaus tai vaativa korroosion estomaalaus. Palonaikaisessa tilassa laataston kannatus tapahtuu teräspalkin vinoon uumaan tukeutuen. Palotilanteessa palkin sisään asennetut harjateräkset kantavat palkille tulevat kuormitukset. Umpivaletun rakenteen ääneneristävyys on vähintään sama kuin kerrostenvälillä muissa laataston osissa. Kuvassa 3 on Deltapalkin liitos laatastoon ja kuvassa 4 on detalji Deltapalkin ja laataston saumavalusta. Kuva 3. Deltapalkin liitos laatastoon. Kuva 4. Detalji Deltapalkin ja laataston saumavalusta.

7 5.2.2 HQ-palkki HQ-palkissa ontelolaatta tukeutuu palkin alalaipan varaan. Ennen sauma- ja pintabetonin valamista asennetaan ns. ripustusraudoitus, joka voidaan vetää palkin yli. Tällöin ei palkin uumaa tarvitse rei'ittää. Saumavalua varten tulisi jättää noin 35 mm palkin ja ontelolaatan pään väliin. HQ-palkin liitos tehdään usein piiloliitoksena. Kuvassa 5 on HQ-palkin ja ontelolaatan liitos. Kuva 5. HQ-palkin ja ontelolaatan liitos I-palkki I-palkit sijaitsevat laatan alapuolella, jolloin palosuojaus on yleensä välttämätön. Teräsosan ja betonin yhteistoiminnan varmistamiseksi käytetään teräsprofiilin ylälaippaan hitsattuja vaarnatappeja, jotka mitoitetaan saumakohdassa vaikuttavalle työntövoimalle. Kuvassa 6 on palosuojattu I-palkki. Kuva 6. Palosuojattu I-palkki.

8 5.2.4 MEK-liittopalkki MEK-palkki muodostuu kahdesta teräsprofiilista. Ylempi I-profiili on yhdistetty alla olevaan pohjalevyyn. Pohjalevy ja I-profiili yhdistetään vinositeillä. Pohjalevy toimii vetoraudoituksena ja elementtilaattojen asennuksen aikaisena tukena. Palotilanteessa pohjalevyn lujuutta ei huomioida ollenkaan. Betonitäytöllä suojatun I-profiilin alalaippa toimii palotilanteessa vetoraudoituksena ja pohjalevyn päälle voidaan tarvittaessa lisätä harjateräksiä palotilanteen vaatima määrä. Palotilanteessa laatat tukeutuvat holvivaikutuksen ja saumaraudoituksen avulla palkkiin. Sivuside ottaa vastaan asennusaikaiset vääntörasitukset ja välittää liittovaikutuksen aiheuttamat työntövoimat teräsosilta betoniosille. Kuvassa 7 on MEK -palkki ja MEK -reunapalkki valureunuksella. Kuva 7. MEK -palkki ja MEK -reunapalkki SteelComp -liittopalkki SteelComp -liittopalkki eli kaukalopalkki muodostuu rihlakuvioidusta C-profiilista, raudoituksesta ja betonista. Palkin tartunta betoniin syntyy kaukalon sisäpinnassa olevien teräsnystyröiden avulla. SteelComp -liittopalkin kanssa käytetään paikallavalettavaa liittolaattaa. Palkki valetaan laattavalun yhteydessä. Valmis laatta toimii palkkirakenteen ylälaippana. Palkkiprofiili on varustettu päätylevyillä, jotta betonimassa pysyy profiileissa valun aikana. Palkin sisään sijoitetaan palotilanteen vaatima harjateräsraudoitus.

9 Kuva 8. SteelComp-liittopalkit HomeCon liittopalkki HomeCon -liittopalkin teräsosan palkkipuolikas profiloidaan 2,0 mm paksusta sinkitystä teräsohutlevystä. Palkin puolikkaat hitsataan yhteen tai palkin leveyttä säädetään osien väliin hitsatulla välikkeellä. Lisäksi palkin molempiin päihin hitsataan U-muotoiset valutopparit. Teräsosa toimii rakenteessa sekä valumuottina että raudoituksena. Palkki toimii teräsbetoniliittorakenteena betonivalun kovettumisen jälkeen. Erillistä palosuojausta ei yleensä tarvita, koska palkin sisälle sijoitetut betoniterästangot ja hakaraudoitus toimivat "paloraudoituksena". Kuva 9. HomeCon-liittopalkki 6 Liittolaatat 6.1 Periaatteet Liittolaatta on betonin ja teräsohutlevyn, kuorilaatan tai puun muodostama yhdistetty rakenne. Tässä keskitytään betonin ja teräsohutlevyn muodostamiin rakenteisiin. Liittolaattoja voidaan käyttää esimerkiksi rakennusten välipohjina. Liittolaatoissa muotin tekeminen ja raudoitus yhdistyy yhdeksi helpoksi työvaiheeksi. Teräsohutlevy toimii laatan valunaikaisena muottina ja lopullisena yhteen suuntaan toimivana vetoraudoituksena. Lisäksi laatassa tarvitaan yleensä betoniraudoitusta, joka usein

10 toimii samalla palomitoituksen raudoituksena sellaisenaan tai ainakin osana tarvittavaa raudoitusta (kuva 10). Riittävä tartunta ohutlevyn ja betonin välille aikaansaadaan kitkan tai ohutlevyyn tehtyjen painanteiden tai tartuntaprofiloinnin avulla (kuva 11). Lisäksi on syytä estää liittolevyn irtoaminen betonista pystysuunnassa. Taipuessaan rakenteen sisälle syntyneet voimat saattavat muutoin irrottaa ohutlevyn betonista, jolloin laatta voi murtua hyvin äkillisesti. Yhteistoiminta voidaan varmistaa myös pelkästään tukiosien liittimien tai lysmäyksen avulla (kuva 12). Liittolaattojen mitoituksessa on otettava huomioon poimulevyn toimivuus sen ollessa muottina varsinaisen laatan tarkastelujen lisäksi. Ennen betonin kovettumista poimulevyä on tarkasteltava ohutlevyrakenteena ja silloin on lommahdusmahdollisuus muistettava. Itse laatan murtorajatilatarkasteluihin kuuluu taivutus-, leikkaus- ja ankkurointikestävyyden riittävyyden toteaminen. Liittolaattaa käytettäessä vältytään muottien purkamiselta ja puhdistukselta, mikä säästää työkustannuksia ja -vaiheita. Muotolevyn käsittely ja asentaminen on vaivatonta ja sen siihen on helppo asentaa esimerkiksi alakaton kannattimet tai valaisimia. Rakenteen huonoja puolia ovat on, että muotolevy ei kestä suuria pistekuormia, ja että se on huono työskentelytaso. Palonkesto on myös usein testattava kalliilla polttokokeilla. Kuva 10. Teräsohutlevy-betoniliittolaatta Kuva 11. Liittolaatan teräsohutlevyn ja betonin yhteistoiminta laatan taipuessaan synnyttämän kitkan tai ohutlevyyn tehtyjen painanteiden avulla.

11 Kuva 12. Liittolaatan teräsohutlevyn ja betonin yhteistoiminta laatan tuille sijoitettujen liittimien tai ohutlevyyn tehdyn lysmäyksen avulla. 6.2 Erilaiset liittolaatat SteelComp -liittolevy SteelComp -liittolevy (kuva 13) on betoni-teräs -liittolaatoissa käytettäväksi tarkoitettu profiloitu liittolevy. SteelComp -liittolevy toimii kentässä vetoraudoituksena korvaten laatan betoniraudoituksen osittain tai kokonaan. Levyn tehokas tartunta betonin kanssa perustuu lohenpyrstön muotoisen poimun yläpintaan sijoitettuun poikittaiskuviointiin. SteelComp -liittolevyn minimipaksuus on 100 mm, jolloin betonilaatan paksuus teräsohutlevyn päällä on vähintään 50 mm. Betonin kuutiolujuuden tulee olla vähintään 25 MN/m 2. On suositeltavaa käyttää betonia, jolla on mahdollisimman pieni vesisementtisuhde. Betoniterästen myötölujuuden tulee olla välillä N/mm 2. Levyn muotoilu antaa tasaisen laatan alapinnan, jolloin muovipinnoitettua liittolevyä voidaan käyttää valmiina kattopintana ilman alakattoja. Lisäksi sen lohenpyrstöuraan on helppo ripustaa esimerkiksi valaisimia ja ilmanvaihtokanavia erityisen SteelComp -kiinnikkeen avulla. Kuva 13. SteelComp-liittolaatta Express -liittolevy Express -liittolevy on trapetsipoimulevy, jonka alalaippaan on lisätty tartuntaharjat (kuva 14). Poimulevyn paksuus on joko 0,7mm tai 0,9 mm. Tartuntakohdat on lysmätty 80 millimetrin välein jokaiseen harjaan. Muotolevyn ja betonin välinen tartunta on täydellinen eikä liukumaa tarvitse ottaa

12 huomioon liittolaatan mitoituksessa. Laskelmissa voidaan käyttää liittolevyn koko teräspinta-alaa toimivana raudoituksena. Betonin lujuusluokaksi suositellaan vähintään K20. Express -liittolaatassa voidaan käyttää tavanomaista tai tiivistä kevytrunkoaineista betonia. Betonin tehokkaan toiminnan varmistamiseksi on laatan kokonaiskorkeuden oltava vähintään 100 mm. Express-liittolaatan palonkestoaikoja voidaan parantaa käyttämällä lisäraudoitusta, palonsuojamaalausta, alaslaskettua kattoa tai muuta suojaverhousta. Kokonaislaattapaksuudella 160 mm saavutetaan ilmaäänieristysluku 53 db. Tätä voidaan parantaa tekemällä paksumpi laatta tai asentamalla äänieristeet. Keveytensä ansiosta Express -liittolevyt ovat nopeita ja helppoja asentaa. Ne toimitetaan määrämittaisina. Levyt ladotaan paikoilleen, saumat kiinnitetään 500 mm:n välein esimerkiksi poraruuvein, levyjen päät suljetaan profiilitiivisteellä, peltilistalla tai vastaavalla, ja muotti sekä alapinnan raudoitus ovat valmiit. Levyjen alla on käytettävä väliaikaista tuentaa betonoinnin ja betonin kovettumisen aikana (kuva 15). Alaslaskettu katto, vesi- ja viemärijohdot, valaistuslaitteet ynnä muut voidaan yksinkertaisesti asentaa ja ripustaa Express -liittolevyyn. Ripustusosat voidaan kiinnittää tartuntaharjan muodostamaan rakoon kierretyillä peltiruuveilla. Kuva 14. Express-liittolevy valuvaiheessa. Kuva 15. Express liittolevy alhaalta ja ylhäältä katsottuna.

13 6.2.3 HomeCon -liittolevy HomeCon -liittolevy (kuva 16) valmistetaan sinkitystä teräsohutlevystä (Z32). Liittolaatoissa käytettävien levyjen nimellispaksuudet ovat joko 0,7 tai 0,9 mm. HomeCon -levyissä käytetään kahta korkeutta, 45 ja 93 mm, jolloin hyötyleveydet ovat 900 mm ja 700 mm. Teräsohutlevyn ja betonin välistä yhteistoimintaa varten teräslevystä on stanssattu betonivalun sisään jääviä "tartuntanauloja". Kuva 16. HomeCon -liittolevy 7 Liittopilarit 7.1 Periaatteet Liittopilarien lähtökohtana ovat olleet betonitäytteiset teräspilarit, joissa betonia on käytetty palosuojauksena. Nykyisten suunnitteluperiaatteiden mukaan poikkileikkauksen sisältämä betoni otetaan huomioon rakenteen lujuusmitoituksessa. Teräs-betoniliittopilarit jaetaan sovellusohjeen mukaan neljään perustyyppiin. Palotilan mitoituksessa teräsprofiili jätetään huomioimatta. Betoni ja betoniteräkset kestävät palotilanteen kuormat, jotka ovat normaalikuormia pienemmät. Liittopilarit voidaan jakaa kahteen perustyyppiin. I-profiilit ympäröidään kokonaan tai osittain betonilla. Putkipilareiden teräsosa täytetään betonilla. Molemmissa tapauksissa rakenteeseen lisätään

14 myös betoniteräksiä. Betonitäytteisissä putkipilareissa käytetty betoni on tavallisesti kuutiolujuudeltaan vähintään N/mm Erilaiset liittopilarit Betonitäytteiset teräsputkipilarit Putkipilarit voivat olla useita kerroksia korkeita. Paikalle asennettujen teräsprofiilien sisään laitetaan betoniteräkset palotilanteen kestävyyttä varten ja pilari täytetään betonilla. Liittopilarien täytössä tulee kiinnittää erityistä huomiota betonointitapaan. Ylhäältäpäin betonoitaessa massan erottumisen vaara on suuri. Tiheästi raudoitetuissa pilareissa karkea kiviaines voi muodostaa pilarin alaosaan harvan alueen. Erottuminen voidaan välttää, kun liittopilarit täytetään pumppaamalla betoni pilarin sisään alhaalta ylöspäin. Kuvassa 17 on betonitäytteisiä putkipilareita. Kuva 17. Betonitäytteisiä putkipilareita I-profiilit I-profiileja käyttämällä saadaan aikaan suorakaideliittopilareita. Teräsprofiilin ympärille rakennetaan muotti, johon asennetaan betoniteräkset ja muotti täytetään betonilla. Suomessa I-profiilien käyttö liittopilareissa on vähäistä. Kuvassa 18 on osittain ja kokonaan betonilla ympäröidyt I-profiilit. Kuva 18. Osittain ja kokonaan betonilla ympäröidyt I-profiilit SteelComp -liittopilarit SteelComp-liittopilari (kuva 19) on liittopilareissa käytettäväksi tarkoitettu suorakaide-, neliö- tai ympyräputkiprofiilista valmistettu teräspilari. Liittopilari toimii valutilanteessa muottina, sekä kantaa murtotilassa merkittävän osan pilarin kuormista. Palotilanteessa kantavana rakenteena toimii vain raudoitettu betonipoikkileikkaus. Liittopilarin teräsprofiili ja raudoitettu teräsbetonipoikkileikkaus toimivat murtotilassa kumpikin kuormia kantavina rakenneosina. Kuormat siirtyvät teräsvaipalle pilarin päässä sijaitsevan laippalevyn puristuspinnan kautta. Pilarin alapään laippalevy siirtää vaipalta tulevat kuormat edelleen perustuksille tai muuhun alapuoliseen rakenteeseen. Näin ollen betonipoikkileikkauksen ja teräsvaipan välinen tartunta ei ole kovinkaan merkityksellinen.

15 SteelComp -liittopilarit ovat tavallisesti kerroksen korkuisia. Ne poikkeavat perinteisistä betonitäytteisistä teräsputkipilareista vain liitosdetaljeiltaan. SteelComp -pilarit liitetään välipohjapalkkeihin tai lävistysvahvikkeelliseen välipohjaan pulttiliitoksella. Putken päässä olevaa laippaa hyödynnetään myös putkien liittämisessä toisiinsa. Teräksen sijoittuminen aivan rakenteen ulkopintaan on nurjahduksen kannalta edullista. Kuva 19. Steelcomp -liittopilari. 8 Liittorakennerungot asuinrakennuksessa Liittorakennerunkoja käytetään vähän pientaloissa. Kerrostalokohteissa liittorakenteiden käyttö tulee kyseeseen mikäli jännevälit ovat suuria. 9 Liittorakennerungot toimistorakennuksessa Teräsbetonipilarit ja -palkit ovat normaalin liike- ja toimistotalon kantavan rungon peruskomponentit. Tosin jännitetyt palkit ovat pidempien jännevälien ansiosta osittain syrjäyttäneet teräsbetonipalkkeja. Teollisuusrakentamisessa palkit ovat usein jännitettyjä, mutta pilarit ovat normaaleja teräsbetonipilareita. Pilareista ja palkeista pyritään suunniteltaessa muodostamaan mahdollisimman selkeä runkojärjestelmä, joka toteuttaa tiloille asetetut vaatimukset ja ottaa huomioon tuotannon kannalta järkevän toistuvuuden. Jännebetonipalkkeja käytetään paljon talonrakentamisessa jänneväleillä m. Standardituotannossa on useita tyyppejä I- ja HI-palkkeja, lisäksi tehdään leuka- ja ristipalkkeja. Erityisesti matalien leukapalkkien (leuan korkeus 10 cm) käyttö on lisääntynyt, kun rakenteita pyritään madaltamaan ja helpottamaan esimerkiksi putkivetoja laatastojen alapinnassa. 10 Yhteenveto Liittorakenteilla voidaan saavuttaa monia etuja perinteiseen runkorakentamiseen verrattuna. Erityisesti rakentamisen nopeutuminen ja kevyet rakenteet ovat tehneet liittorakenteista houkuttavan vaihtoehdon. Toistaiseksi liittorakenteet ovat edullisimmillaan keskipitkiä ja pitkiä jännevälejä käytettäessä. Lyhyillä jänneväleillä ei vastaaviin etuihin päästä. Liittorakenteiden suunnittelu ja mitoitus on työläämpää kuin perinteisten rakenteiden, mutta on oletettavissa, että markkinoille saadaan yhä enemmän räätälöityjä mitoitusohjeita ja suunnitteluohjelmia, joilla suunnitteluvaihetta voidaan helpottaa.

16 11 Lähteet - Ruukki, SteelComp tuoteselosteet, Rakennus Express, - VTT, ESDEP Eurooppalaisen teräsrakenteiden suunnittelun koulutusohjelma, luento 10, Liittorakenteet