Erstantie 2, Villähde Puh. (03) , Fax (03) APK-Pilarikengät Käyttöohje 2

Transkriptio

1

2 2

3 3 SISÄLLYSLUETTELO 1. PILARIKENGÄN TOIMINTATAPA KENGÄN RAKENNE Kenkien valmistusohjelma Materiaalit Valmistustapa Valmistustoleranssit Pilarikenkien mitat APK pilarikengät APK-K pilarikengät APK-M palkkikengät APK-2M palkkikengät Pilarin keskikengät Pyöreät pilarikengät KENKIEN VALMISTUSMERKINNÄT PILARIKENGÄN KAPASITEETTI JA KESTÄVYYS Kenkien mitoitusperusteet Suunnittelunormit Pilarikenkien kapasiteetit ja kestävyysarvot Palkkikenkien kapasiteetit ja kestävyydet Pilarikenkäliitoksen suunnittelu Palkkikenkäliitoksen suunnittelu Liitoksen toimintaperiaate Momenttiliitoksen suunnittelu KENGÄN KÄYTTÖ Käytön rajoitukset Kengän sijoittaminen Liitoksen betonilujuus Kengän lisäraudoitus Pilarin raudoituksen suunnittelu Kapasiteettien laskenta-arvojen ka kestävyyksien mitoitusarvojen korjaaminen Palosuojaus Esijännitysvaijereiden sijoittaminen Korkealujuusbetonit Liitoksen käyttöikä ja säilyvyys LIITOKSEN ASENNUS Liitososien asennus muottiin Pilarin ja palkin asennus työmaalla Liitoksen asennustoleranssit Turvallisuustoimenpiteet LAADUNVALVONTA ASENNUKSEN VALVONTA Kenkien asennuksen valvontaohje Pilarin asennuksen valvontaohje Momenttiliitoksen asennuksen valvontaohje Sivu Pilarikenkien käyttöseloste Anstar Oy:n pilarikenkien käyttöseloste on uusittu - Pilarikenkien mitoitusehdot on yhtenäistetty BY:n päätöksen mukaan. Mitoittava betonilujuus nousi seuraavaan lujuuteen Rev. J

4 4 1. PILARIKENGÄN TOIMINTATAPA Pilarikenkää käytetään elementtipilarin jatkamiseen sekä kiinnittämiseen perustukseen. Liitos pilarissa muodostuu esivalmistetusta pilarikengästä, joka asennetaan elementtimuottiin ennen valua. Kenkäliitos on käyttökunnossa, kun betoni on saavuttanut suunnittelulujuuden. Liitos toimii siten, että jälkivalu siirtää pilarin normaalivoiman perustukselle. Taivutusmomentista syntyvät vetovoimat siirtyvät pilarikenkä peruspulttiliitoksen kautta sekä puristusvoimat jälkivalun ja pultin kautta perustukselle. Liitoksen leikkausvoima siirtyy kengän pohjalevyltä peruspultin reunapuristuksen kautta perustukselle. 2. KENGÄN RAKENNE 2.1 Kenkien valmistusohjelma Pilarikenkien valmistusohjelmaan kuuluvat seuraavat kengät: APK Suorakaidepilarin kenkä APK-K Suorakaidepilarin kenkä kiinteällä pohjalevyllä APKK Suorakaidepilarin keskikenkä APK-P Pyöreän pilarin kenkä APK-M Palkkikenkä momenttiliitoksia varten 2.2 Materiaalit Pilarikengät valmistetaan seuraavien materiaalistandardien mukaan - Pohjalevy SFS-EN S355J2+N - Kotelo SFS-EN S355J2+N - Tartunnat SFS 1215 A500HW 2.3 Valmistustapa Pilarikengän metalliosat valmistetaan seuraavasti: - Levyt polttoleikataan - Harjaterästartunnat katkaistaan mekaanisesti - Tartunnat hitsataan MAG hitsauksena käsin tai robotilla. - Hitsausluokka C SFS-EN ISO Pintakäsittely: Kengän pohjalevyn maalauskäsittely on SFS-EN ISO S Valmistus EN :2008 mukaan 2.4 Valmistustoleranssit Pilarikengän metalliosien valmistustoleranssit ovat: - APK- JA APKK kenkien levyt +0-3 mm - Kiinteäpohjalevykenkien levyt Nimellismitta - 4 mm ± 2 mm - Pultinreiän koko ± 1 mm - Pultinreiän sijainti ± 2 mm - Tartuntojen sijainti ± 2 mm - Kengän korkeus ±10 mm

5 5 2.5 Pilarikenkien mitat APK pilarikengät APK pilarikenkää käytetään suorakaidepilarin kiinnittämiseen perustukseen normaali- ja leikkausvoimaa sekä taivutusmomenttia siirtävässä liitoksessa. Liitos pilarissa muodostuu neljästä erillisestä kengästä. Betonipeite kengän tartuntojen pintaan on mm. Kuva 1. APK kengän rakenne Taulukko 1. APK kengän mitat Kenkä A A1 B C E H D1 D2 T P mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm kg APK T10 1T ,0 APK T12 1T ,1 APK T16 1T ,9 APK T20 1T ,6 APK T25 1T ,4 APK T25 1T ,6 APK T25 2T ,2 APK T32 1T ,0 APK T32 2T ,2 APK T32 2T ,2 Merkinnät: A = Pohjalevyn sivumitta A1 = Kengän vaatima kokonaistila B = Kotelon korkeus C = Kotelon syvyys E = Pultin reunaetäisyys H = Kengän kokonaiskorkeus D1 = Kengän tartunnat kotelon sivussa D2 = Kengän tartunnat kotelon päällä = Pultinreiän halkaisija T = Pohjalevyn paksuus P = Kengän paino APK39, APK52 ja APK60 kenkien keskitartunta on kahden tangon nippu.

6 APK-K pilarikengät APK-K pilarikenkää käytetään suorakaidepilareissa irtokengän vaihtoehtona. Liitos pilarissa muodostuu yhdestä pilarin sivumittojen kokoisesta kengästä. Betonipeite kengän tartuntojen pintaan on mm. Kuva 2. APK-K kengän rakenne Taulukko 2. APK-K kengän mitat Kenkä A B C E D H D1 D2 T P mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm kg APK16K-220x T10 1T ,4 APK20K-240x T12 1T ,4 APK24K-280x T16 1T ,4 APK30K-280x T20 1T ,3 APK33K-380x T25 1T ,6 APK36K-380x T25 1T ,6 APK39K-380x T25 2T ,5 APK45K-480x T32 1T ,5 APK52K-580x T32 2T ,0 Merkinnät: A = Pohjalevyn sivumitta B = Kotelon korkeus C = Kotelon syvyys E = Pultin reunaetäisyys D = Pulttien välimitta H = Kengän korkeus D1 = Kengän tartunnat kotelon sivussa D2 = Kengän tartunnat kotelon päällä = Pultinreiän halkaisija T = Pohjalevyn paksuus P = Kengän paino APK39 ja APK52 kenkien keskitartunta on kahden tangon nippu.

7 APK-M palkkikengät APK-M palkkikenkää käytetään elementtipalkin ja -pilarin momenttijäykässä liitoksessa. Liitos muodostuu kahdesta erillisellä pohjalevyllä olevasta kengästä, jotka sijoitetaan elementtipalkkiin. Betonipeite kengän tartuntojen pintaan on mm. Kuva 3. APK-M palkkikengän rakenne Taulukko 3. APK-M palkkikengän mitat Kenkä A A1 B C E H D1 D2 T P mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm kg APK33M T25 1T ,0 APK36M T25 1T ,3 APK39M T25 2T ,8 APK45M T32 1T ,4 APK52M T32 2T ,2 APK60M T32 2T ,8 Merkinnät: A = Pohjalevyn leveys A1 = Pohjalevyn vaatima kokonaiskorkeus B = Kotelon korkeus C = Kotelon syvyys E = Pultin reunaetäisyys H = Kengän kokonaiskorkeus D1 = Kengän tartunnat kotelon sivussa D2 = Kengän tartunnat kotelon päällä = Pultinreiän halkaisija T = Pohjalevyn paksuus P = Kengän paino APK39, APK52 ja APK60 kenkien keskitartunta on kahden tangon nippu. Kengän sivuun valmistetaan lisäkotelo erikoistilauksesta.

8 APK-2M palkkikengät APK-2M palkkikenkää käytetään elementtipalkin ja -pilarin momenttijäykässä liitoksessa. Liitos muodostuu kahdesta yhtenäisellä pohjalevyllä olevasta kengästä. Kenkää käytetään kapeassa palkissa APK-M kengän asemesta. Betonipeite kengän tartuntojen pintaan on mm. Kuva 4. APK-2M palkkikengän rakenne Taulukko 4. APK-2M palkkikengän mitat Kenkä B1 A A1 B C E C-C H T P mm mm mm mm mm mm mm mm mm kg APK33-2M ,5 APK36-2M ,9 APK39-2M ,4 APK45-2M ,3 APK45-2M ,5 APK52-2M ,6 APK60-2M ,7 Merkinnät: B1 = Palkin ja pilarin minimi leveys A = Pohjalevyn leveys A1 = Pohjalevyn korkeus B = Kotelon korkeus C = Kotelon syvyys C-C = Peruspulttien välimitta kengässä E = Pultin reunaetäisyys H = Kengän kokonaiskorkeus D1 = Pääteräksen halkaisija kotelon sivussa kuten APK-M kenkä D2 = Pääteräksen halkaisija kotelon päällä kuten APK-M kenkä = Pultinreiän halkaisija T = Pohjalevyn paksuus P = Kengän paino APK39, APK52 ja APK60 kenkien keskitartunta on kahden tangon nippu.

9 Pilarin keskikengät APKK keskikenkää käytetään pilarin sivun keskellä tai seinäelementissä normaali- ja leikkausvoimaa sekä taivutusmomenttia siirtävässä liitoksessa. Keskikenkää käytetään joko erikseen tai yhdessä APK kengän kanssa. Betonipeite kengän tartuntojen pintaan on mm. Kuva 5. APKK keskikengän rakenne Taulukko 5. APKK keskikengän mitat Kenkä A L B C E D1 D2 H T P mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm kg APKK T ,4 APKK T ,0 APKK T16 1T ,4 APKK T20 1T ,0 APKK T25 1T ,5 APKK T25 1T ,2 APKK T32 1T ,0 APKK T32 1T ,4 Merkinnät: A = Pohjalevyn pituus L = Pohjalevyn leveys B = Kotelon korkeus C = Kotelon syvyys E = Pultin reunaetäisyys D1 = Kengän tartunnat kotelon sivussa D2 = Kengän tartunnat kotelon päällä H = Kengän kokonaiskorkeus = Pultinreiän halkaisija T = Pohjalevyn paksuus P = Kengän paino

10 Pyöreät pilarikengät APK-P pilarikenkää käytetään pyöreän pilarin jatkamiseen ja liittämiseen perustukseen normaali- ja leikkausvoimaa sekä taivutusmomenttia siirtävässä liitoksessa. Liitos pilarissa muodostuu yhdestä pilarin halkaisijan kokoisesta kengästä. Kengän keskelle voidaan tilauksesta tehdä 100 mm reikä Betemi pilaria varten. Betonipeite kengän tartuntojen pintaan on 35 mm. Kuva 6. APK-P pilarikengän rakenne Taulukko 6. APK-P pilarikengän mitat Kenkä A B C L E H D1 T P mm mm mm mm mm mm mm mm mm kg APK16P T ,4 APK20P T ,0 APK20P T ,1 APK24P T ,7 APK24P T ,6 APK24P T ,3 APK30P T ,6 APK30P T ,1 APK30P T ,5 APK30P T ,1 APK36P T ,8 APK36P T ,6 APK36P T ,9 APK45P T ,2 APK45P T ,0 Merkinnät: A = Pohjalevyn halkaisija B = Kotelon korkeus C = Kotelon syvyys L = Pulttiväli E = Pultin reunaetäisyys H = Kengän korkeus D1 = Kengän tartunta = Pultinreikä T = Pohjalevyn paksuus P = Kengän paino

11 11 3. KENKIEN VALMISTUSMERKINNÄT Pilarikengät varustetaan seuraavilla valmistusmerkinnöillä: - Inspecta Sertifiointi Oy:n tarkkailumerkki. - ANSTAR Oy:n ja tuotteen tunnus. 4. PILARIKENGÄN KAPASITEETTI JA KESTÄVYYS 4.1 Kenkien mitoitusperusteet Suunnittelunormit Pilarikenkäliitos suunnitellaan seuraavien normiryhmien mukaan: 1. Kansalliset normit: RakMK B4 sekä BY 50 Betoninormit v Euronormit: SFS-EN , 2004 (+NA 2007) Eurokoodi 2: Betonirakenteiden suunnittelu. Osa 1.1. Kestävyyden mitoitusarvoja voidaan käyttä myös SFS-EN liitteen A kohdan A.3.2 pienennetyn materiaaliosavarmuustason mukaisessa mitoituksessa. Huomioitava SFS-EN kohta EN :2004 Eurocode 2: Design of Concrete structures Part 1-1: Pilarikenkien käyttöohje on voimassa molemmille normiryhmille, ellei erikseen toisin ole mainittu. Suunnittelu pitää tehdä vain saman normiryhmän mukaan, jolloin eri normien ohjeiden yhdistely ei ole sallittua. Pilarikenkien mitoitusperusteet ovat seuraavat: Kansallisten RakMK B4 normien mukainen mitoitus 1. Betonilujuus Betonilujuus K Tartuntaolosuhde Muu tartuntaolosuhde, jatkoskerroin K j = 1,5 Euronormien mukainen mitoitus 1. Betonilujuus Betonilujuus C35/45 2. Tartuntaolosuhde Muu tartuntaolosuhde, jatkoskerroin K j = 1,5, 2 = 0,7, (muut kertoimet 1-5 = 1,0) Pilarikenkien kapasiteetit ja kestävyysarvot APK-pilarikenkien laskentakapasiteetit ja kestävyyden mitoitusarvot esitetään taulukossa 7. Taulukko 7 koskee kenkiä APK, APK-K, APKK ja APK-P. Normaalivoiman kapasiteetti ja kestävyys Normaalivoiman laskentakapasiteetit ja kestävyyden mitoitusarvot on määritetty kengän jokaiselle yksittäiselle pultille ja arvoja voi käyttää, kun liitoksen jälkivalut on tehty ja ne ovat saavuttaneet suunnittelulujuuden. Liitoksen mitoitusarvo valitaan aina vastaavan peruspultin kapasiteetin ja kestävyyden mukaan. Leikkauskapasiteetti ja -kestävyys Kengän leikkauskapasiteetin laskenta-arvo ja leikkauskestävyyden mitoitusarvo valitaan vastaavan peruspultin arvon mukaan. Pilarikengän liitoksen leikkauskestävyys suunnitellaan kappaleessa 4.2 esitetyillä ohjeilla. Kapasiteetit ja kestävyydet ovat voimassa vain mikäli mutterikolon ja pohjalevyn jälkivalut on suoritettu.

12 12 Taulukko 7. APK-pilarikenkien kapasiteetit ja kestävyydet RakMK B4 sekä Euronormien mukaan Pilarikenkä Normaalivoima Leikkausvoima Pilarikenkää vastaava N ud [kn] N Rd [kn] V ud,v Rd [kn] peruspultti RakMK Eurokoodi RakMK/Eurocoodi K45-1 C35/45 K45-1 (C35/45) APK16 65,4 62,2 3,7 ATP16, AHP16 APK20 102,1 97,0 6,9 ATP20, AHP20 APK24 x) 147,1 139,7 10,9 ATP24, AHP24 APK24 176,4 174,5 15,2 ALP22 APK30 x) 233,8 222,1 19,1 ATP30, AHP30 APK30 x) 267,7 264,4 25,2 ALP27 APK30 327,3 323,1 33,4 ALP30 APK33 335, ,3 AET36, AES36 APK36 476,6 470,6 52,8 ALP36 APK39 569,3 562,2 64,6 ALP39 APK45 761,8 752,2 88,7 ALP45 APK ,5 1012,6 123,9 ALP52 APK ,0 1340,0 168,3 ALP60 x) peruspultti rajoittaa kapasiteettia ja kestävyyttä Merkinnät: N ud on normaalivoimakapasiteetin laskenta-arvo N Rd on normaalivoimakestävyyden mitoitusarvo V ud on leikkauskapasiteetin laskenta-arvo V Rd on leikkauskestävyyden mitoitusarvo Palkkikenkien kapasiteetit ja -kestävyydet APK-M palkkikenkien kapasiteettien laskenta-arvot ja kestävyyksien mitoitusarvot esitetään taulukossa 8. Kengän normaalivoiman kapasiteetti ja kestävyys määräytyy kenkää vastaavan peruspultin mukaan. (Merkinnät kuten taulukon 7 alla) Taulukko 8. APK-M palkkikenkien kapasiteetit ja kestävyydet RakMK B4 sekä Euronormien mukaan Palkkikenkä Normaalivoima Leikkausvoima Palkkikenkää vastaava N ud [kn] N Rd [kn] V ud,v Rd [kn] peruspultti RakMK Eurokoodi K45-1 C35/45 APK33M 335, AET36, AES36 APK36M 476,6 470,6 - AMP36 APK39M 569,3 562,2 - AMP39 APK45M 761,8 752,2 - AMP45 APK52M 1025,5 1012,6 - AMP52 APK60M 1340,0 1340,0 - AMP Pilarikenkäliitoksen suunnittelu Pilarikenkäliitoksen mitoitus suoritetaan määrittämällä peruspultin normaalivoima, jonka mukaan valitaan käytettävä peruspultti ja pulttia vastaava kenkä. Pilariliitoksen mitoitus onnistuu helpoimmin Anstar Oy:n pilarikenkäohjelmalla COLJOINT. Ohjelman voi kopioida Anstar Oy:n kotisivulta. Ohjelmalla voidaan laskea pilarin ja kenkäliitoksen normaalivoima- ja momenttikapasiteetti ja -kestävyys kenkäliitoksen kohdalla seuraavien normien mukaan: Kansalliset betoninormit BY 50. Euronormit SFS-EN , 2004 (+NA 2007), Eurokoodi 2: sekä EN :2004 Eurocode 2. Pilarikengän mitoitus leikkauskestävyydelle voidaan tehdä seuraavin edellytyksin, kun halutaan siirtää pilarin

13 13 leikkausvoima kenkä/pulttiliitoksen kautta: - Kengän leikkauskapasiteetin laskenta-arvo ja kestävyyden mitoitusarvo määräytyy vastaavan peruspultin arvojen mukaan. - Leikkauskapasiteetin laskenta-arvo ja kestävyyden mitoitusarvo voidaan laskea kaikille liitoksen pulteille. - Mutterikolon ja kengän pohjalevyn alustavalu on suoritettava kohdan 5.2 mukaan. - Alustavalun paksuus on mm. - Mutterit on kiristettävä peruspulttikäyttöohjeen kohdan 6.3 mukaiseen momenttiin ja lukittava. Leikkausvoiman voi siirtää myös liitoksen pintojen kitkan avulla suunnittelunormien mukaisilla ohjeilla. Pilarikenkäliitoksen asennusaikainen mitoitus Pilari asennetaan peruspulttien muttereiden varaan ja vaaitaan paikoilleen ja mutterit kiristetään. Pulttien kestävyys on tarkistettava asennusaikaiselle kuormalle ennen pohjalevyn alustavalua. Määritetään pilarin asennusaikainen laskentakuorma liitoksessa ennen jälkivalua. Ohessa on laskentakaavat EC:n mukaan. RakMK B4 mukaisessa mitoituksessa noudatetaan samaa laskentaperiaatetta. N Ed = Pilarin normaalivoiman mitoitusarvo M Ed = Pilarin taivutusmomentin laskenta-arvo n = peruspulttien lukumäärä p = peruspulttien väli taivutusmomentin suunnassa Lasketaan pultin normaalivoiman mitoitusarvo N Edp kaavalla: N Edp = N Ed / n + (M Ed /p)*(n/2) Lisäksi tarkistetaan normaalivoiman ja leikkausvoimasta aiheutuvan taivutusmomentin yhteisvaikutus. Pilarin asennusaikainen leikkausvoiman Q Ed mitoitusarvo aiheuttaa pulttiin taivutusmomentin mitoitusravon M QEd = Q Ed *e/n, jossa n = pulttien lukumäärä ja e = jälkivalun paksuus. Voimien yhteisvaikutus lasketaan kaavalla: N Edp / N Rd + M QEd / M Rd 1.0, jossa M Rd = 1,5*f y *W x /1,1 f y = pulttimateriaalin myötörajan ominaisarvo W x = tangon taivutusvastus 4.3 Palkkikenkäliitoksen suunnittelu Liitoksen toimintaperiaate Teollisuusrakennusten rungoissa käytetään elementtipalkin ja -pilarin momenttijäykkää liitosta rungon jäykistykseen. Liitoksessa momentin mitoitusarvot lasketaan rakennuksen vaakakuormista sekä tasopalkin muuttuvista hyötykuormista. Elementtipalkin ja -pilarin momenttiliitos suunnitellaan seuraavin edellytyksin: - Palkin alapintaan sijoitetaan kaksi APK-M palkkikenkää, jotka siirtävät kuormat pilarille liitoksen jälkivalun kanssa. - Pilariin sijoitetaan AMP peruspultti palkkikenkää varten. AMP peruspultti on pilaripoikkileikkauksen vaakasuunnassa kapea, jolloin se vie vain vähän tilaa pilarin raudoitukselta. Pultin puristuskuormat siirretään pilarille heti liitoksen palkinpuoleisessa pinnassa ja vetokuormat pultin tartuntojen ankkurikappaleiden avulla pilarin takaosassa. - Liitoksen yläpinnan kuormat siirretään ARJ raudoitusjatkoksen ja jälkivalun avulla. - Palkin yläpinnan ARJ-tangot sekä palkin pääty ja pilarikonsolin yläpinta jälkivaletaan. - Palkin leikkausvoimat siirretään suoraan palkilta pilarille pilarikonsolin avulla. Palkin leikkausvoimaa ei siirretä kenkien avulla.

14 Momenttiliitoksen suunnittelu Momenttiliitos suunnitellaan seuraaville voimille: (Mitoitus esitetty Eurocoden mukaan. Mitoitus voidaan tehdää vastaavalla tavalla RakMk B4 mukaan) 1. Palkin leikkausvoiman mitoitusarvo Q Ed Palkin leikkausvoiman mitoitusarvo Q Ed siirretään kokonaan palkin pään tukipinnan kautta pilarikonsolille. Palkin toimivasta poikkileikkauksesta vähennetään leikkauskestävyyden mitoitusarvon laskennassa mutterikolojen viemä tila. Pilarikonsolin leveys palkin suuntaan on ulotettava mutterikolojen ulkopuolelle toimivan tukipinnan aikaansaamiseksi palkkiin. Palkkikengän tartuntoja ei saa laskea palkin leikkauskestävyyden toimivaksi vaakaraudoitukseksi. 2. Palkin normaalivoiman mitoitusarvo N Ed Palkin normaalivoiman mitoitusarvo N Ed on siirrettävä liitoksen kenkien ja raudoitusjatkoksen kautta pilariin 3. Palkin taivutusmomentin mitoitusarvo M Ed Liitoksen taivutusmomentin mitoitusarvo M Ed määritetään kehälaskelmien perusteella ja taivutusmomentti lasketaan vain kuormille, jotka tulevat liitokselle sen jälkivalujen kovetuttua. Taivutusmomentti M Ed aiheuttaa liitokseen jälkivalusauman kohdalla voimaparin F vd - F bd, jossa vetovoimat siirretään liitoksen teräsosilla ja puristusvoimat jälkivaluilla. Liitoksen kapasiteetti ja kestävyys voidaan laskea COLJOINT ohjelmalla antamalla ensiksi poikkileikkauksen yläpintaan ARJ-tangot ja sitten alapintaan APK-M palkkikengät. Ohjelma laskee tällöin kapasiteettikäyrästön, jossa poikkileikkauksen yläpinta on vedetty ja alapinta puristettu. Palkin yläpintaan sijoitetaan ARJ raudoitusjatkos siirtämään voima F vd pilarille. Raudoitusjatkosten määrä lasketaan tangon täyden vetokapasiteetin ja -kestävyyden mukaan. 4. Pilarin taivutusmomentin mitoitusarvo M Ed Pilari on mitoitettava liitoksen kohdalla palkin taivutusmomentin mitoitusarvolle M Ed. 5. Pilarin leikkausvoiman mitoitusarvo O Edp Palkkiliitoksen toiminnasta tulee pilariin leikkausvoimapari Q Edp, joka on voimien F bd -F vd suuruinen. Pilari mitoitetaan tälle leikkausvoiman mitoitusarvolle Q Edp.

15 15 Kuva 7. Momenttiliitoksen rakenne ja mitoitusvoimat. Elementtipalkin suunnittelu. 1. Palkkikengän APK-M valinta Palkkikenkä valitaan liitoksen voimien laskennan perusteella. Kengän sijainti palkissa määräytyy AMP pultin minimi reunaetäisyysvaatimuksen mukaan. Kenkä sijoitetaan kuvan 8 mitan F etäisyydelle pilarin reunasta. 2. Palkin yläpinnan raudoitusjatkos ARJ Palkin yläpintaan sijoitetaan raudoitusjatkostangot, joiden määrä valitaan tarvittavan vetovoiman mukaan. Tankojen pituus valitaan kulloinkin vallitsevan tartuntaolosuhteen ja yksittäisen tangon tai tankonipun jatkospituuden mukaan. Esijännitetyissä palkeissa tankojen jatkospituus on määritettävä vaijereiden tartuntapituuksien mukaan. Palkin yläpinnan jälkivalettavan alueen voimat siirretään hakaraudoituksella varsinaiseen palkkiin.

16 16 Kuva 8. Elementtipalkin momenttiliitoksen mitat Taulukko 11. Elementtipalkin momenttiliitoksen mitat Kenkä A F L D K E EP ET mm mm mm mm mm mm mm mm APK33M APK36M APK39M APK45M APK52M APK60M Merkinnät: A = Pultin etäisyys pilarikonsolin pinnasta F = Pultin minimi reunaetäisyys pilarin reunasta L = Pultin kokonaispituus D = Pultin upotussyvyys pilarissa K = Pultin kierteen näkyviin jäävä pituus E = Pultin etäisyys asennuspakan pinnasta EP = Pilarin ja palkin välinen välys ET = Pultin pään minimi etäisyys pilarin takapinnasta Elementtipilarin suunnittelu 1. Pilarin puristuspuolen peruspultti AMP Peruspultti valitaan palkkikengän mukaan. AMP pultin sijoitus pilarissa määritetään seuraavasti: - Pultin minimi etäisyys pilarin reunasta on taulukon 11 mitan F mukainen. - Pultin pään minimi etäisyys pilarin takareunasta on taulukon 11 mitan ET mukaan. - Pultin upotussyvyys pilarissa on taulukon 11 mitan D mukaan 2. Pilarin vetopuolelle raudoitusjatkos ARJ Pilariin sijoitetaan raudoitusjatkokset ARJ, joiden määrä valitaan laskentavoiman mukaan tangon täyden vetokapasiteetin perusteella. Tangon taivutussäteen pitää olla vähintään 10. Taivutetuista tangoista tulevat halkaisuvoimat on huomioitava pilarin hakoja suunniteltaessa. 5. KENGÄN KÄYTTÖ 5.1 Käytön rajoitukset Pilarikenkien kapasiteetit ja kestävyydet on laskettu staattisille kuormille. Dynaamisilla kuormilla on käytettävä suurempia kuormien osavarmuuskertoimia sekä liitoksen osien toiminta on tarkastettava. Kengän pohjalevyn materiaalin iskusitkeys testataan -20 C o lämpötilassa, jolloin kenkää voi käyttää tähän lämpötilaan asti ilman eri tarkastelua. 5.2 Kengän sijoittaminen Liitoksen betonilujuus Kenkien kapasiteettien laskenta-arvojen ja kestävyyksien mitoitusravojen käyttö edellyttää liitoksen betonilujuudelta seuraavia ehtoja: 1. Pilarijatkos Pilarijatkoksessa kengät on mitoitettu betonille K45-1 (C35/45) ja liitoksen jälkivalu ja alapuolinen pilari pitää olla samaa betonilujuutta, mikäli poikkileikkauksen mitat eivät liitoksessa muutu.

17 17 2. Perustusliitos Perustusliitos on mitoitettu pilari- ja juotosbetonille K45-1 (C35/45) sekä peruspilarin betonille K30-2 (C25/30). Alempi lujuusluokka peruspilarissa edellyttää peruspilarin mittojen suurentamista. Kuva Mutterikolon ja pohjalevyn jälkivalu Mutterikolojen ja pohjalevyn jälkivalut toimivat liitoksessa kuormaa siirtävinä rakenteina ja ne muodostavat liitoksen palosuojauksen. Jälkivalut on siitä syystä tehtävä kutistumattomalla betonimassalla, jonka lujuus on sama kuin pilarin betonin lujuus. Korkealujuusbetoneilla jälkivaluun sovelletaan RakMK B4:n betoninormikortin n:o 11 ohjetta, jolloin jälkivalujen lujuudeksi riittää 0,7*K pilarin lujuudesta. Kylmissä olosuhteissa liitos sulatetaan lumesta ja jäästä sekä suojataan sähkölämmityksellä tai mekaanisella suojauksella, jotta jälkivalu saavuttaa vaaditun lujuuden jäätymättä. Kuva 9. Pilarijatkoksen ja perustuksen betonilujuudet Kengän lisäraudoitus Kengän yläpuolelle tartuntojen alku- ja loppualueelle sijoitetaan kuvan 10 mukaiset haat pilarin normaalin hakaraudoituksen lisäksi. Hakaraudoitus tarvitaan kengän aiheuttamien halkaisuvoimien sekä Eurokoodi 2 kohdan poikittaisraudoitusvaatimuksen vuoksi. Haat pitää asentaa myös BY 50 mukaisessa mitoituksessa. 1. Pilarijatkos Pilarijatkoksessa sijoitetaan liitoksen ylä- ja alapuolelle taulukon 12 mukainen määrä hakoja A st. Haat sijoitetaan siten, että pilarin keskeltä pohjalevyn alapinnasta piirretään suora, joka kulkee kulmassa a pilarin reunaan. Tästä leikkauspisteestä sijoitetaan haat liitosta kohti kuvan 10 mukaisesti. 2. Perustusliitos Perustusliitoksessa käytetään pilarissa kengän yläpuolella taulukon 12 mukaisia hakoja. Muu peruspilarin hakaraudoitus liitoksen alapuolella suunnitellaan peruspulttikäyttöohjeen kohdan 5.3 mukaan.

18 18 Kuva 10. Pilarikengän lisäraudoitus Taulukko 12. APK pilarikengän lisähaat. A500HW Kenkä Lisähaat A st Kenkä Lisähaat A st [mm 2 ] [mm 2 ] APK16 1T8 40 APK36 5T8 245 APK20 2T8 56 APK39 7T8 314 APK24 3T8 101 APK45 5T APK30 4T8 157 APK52 7T APK33 4T8 157 APK60 7T Pilarin raudoituksen suunnittelu Kengän tartunnat on suunniteltu siten, että pilarin raudoituksena käytetään yksittäisiä tankoja (ei tankonippuja). Kengän tartuntaolosuhteet ja jatkoskertoimet on määritetty kappaleessa Kenkäliitoksen alueella pilarin raudoitus suunnitellaan seuraavasti: 1. Pilarikengät Suorakaidepilarin raudoitus valitaan siten, että APK16-APK24 kengillä riittää yksi tanko pilarin nurkassa ja suuremmilla kengillä käytetään kolmea tankoa, joista yksi on haan nurkassa ja muut kengän reunatartunnan vieressä. Mikäli käytetään tankonippua pilarin nurkassa, on jatkospituuden riittävyys aina tarkistettava kengän tartuntojen kanssa. Pyöreiden pilareiden raudoituksena käytetään joko 6 tai 8 kpl päätankoja, jotka sijoitetaan symmetrisesti poikkileikkaukseen. 2. Palkkikengät Palkkikengän tartunnat on jatkettava palkin alapintaan kengän tartuntoja vastaavilla tangoilla. Palkin alapinnan tangot sijoitetaan kengän tartuntojen läheisyyteen. Kengän tartuntoja ei saa käyttää palkin leikkauskapasiteetin eikä kestävyyden laskennassa toimivina vaakatankoina. Muilta osin palkki raudoitetaan normaalisti Kapasiteettien laskenta-arvojen ja kestävyyksien mitoitusarvojen korjaaminen Pilarikengän kapasiteettien laskenta-arvoja ja kestävyyksien mitoitusarvoja korjataan betonilujuuden muuttuessa seuraavasti: 1. Kengän normaalivoimakapasiteetin laskenta-arvo ja -kestävyyden mitoitusravo Normaalivoimakapasiteetin laskenta-arvoa ja -kestävyyden mitoitusarvoa pienennetään betonin lujuusluokan laskiessa. Korjaus tehdään molempien normien mukaisessa mitoituksessa. Kengän normaalivoima-arvoja pienennetään kertoimilla n 1, joka lasketaan betonin vetolujuuden suhteessa

19 19 seuraavasti: n 1 = f ctd lask /f ctd K45-1 RakMk B4 n 1 = f ctd lask /f ctd C35/45 Eurocode jossa f ctd lask on käytettävän betonin vetolujuuden mitoitusarvo 2. Kengän leikkauskapasiteetin laskenta-arvo ja -kestävyyden mitoitusarvo Kengän leikkauskapasiteetti ja kestävyys määräytyy pultin kapasiteettien ja kestävyyksien laskennassa käytetyn betonin lujuusluokan mukaan. Lujuuden muuttuessa korjaus tehdään sekä alemmissa että ylemmissä lujuusluokissa ja molempien normien mukaisessa mitoituksessa peruspulttikäyttöohjeen mukaan Palosuojaus Pilarikenkäliitos suojataan rakennuksen rungon palonkestoaikaan. Kengän pohjalevyn reuna sijoitetaan pilarin reunan tasoon. Tartuntojen betonipeite on tällöin mm, mikä vastaa 120 minuutin palonkestoaikaa. Suurempi palonkestoaika saadaan sijoittamalla kenkä sisemmäksi pilariin. Kengän teräsosat suojataan liitoksessa seuraavasti: 1. Tartuntojen palosuojaus - Kengän tartuntojen betonipeite mm riittää 120 minuutin palonkestoaikaan. - Korkeampi palonkestoaika saadaan sijoittamalla kenkä sisemmäksi pilarissa. 2. Kengän levyosien palosuojaus - Kengän pohjalevyn kapasiteetin ja kestävyyden kannalta kriittiset alueet suojataan mutterikotelon jälkivalulla ja pilaribetonilla. - Mutterikolojen jälkivalu suojaa kengän kotelon, kattolevyn ja kotelon kohdalla olevat tartunnat 120 minuutin palonkestoaikaan. - Kengän kotelon ja kattolevyn pilarin pintaan näkyviin jääviä reunoja ei tarvitse suojata. 5.3 Esijännitysvaijereiden sijoittaminen APK pilarikenkää voidaan käyttää myös esijännitetyissä palkeissa ja pilareissa. Esijännitysvaijerit sijoitetaan kahden kengän pohjalevyn väliseen tilaan sekä pilarin nurkkaan peruspultin reiän kohdalle. Tällöin kengän kotelon kattoon on tilattava reikä esijännitysvaijereille. Kuva 11. Kuva 11. Esijännitysvaijereiden sijoittaminen kengän alueella. 5.4 Korkealujuusbetonit RakMK B4 Pilariliitosta voidaan käyttää myös korkealujuusbetoneilla RakMK B4 mukaisessa mitoituksessa. Korkean lujuuden hyödyntäminen edellyttää aina mutterikolojen valamista kutistumattomalla betonilla. Liitoksen kapasiteetit ja kestävyydet lasketaan liitoksen alimman betonilujuuden mukaan, ellei käytetä seuraavia liitoksen kapasiteetia ja kestävyyttä lisääviä rakenteellisia menetelmiä: 1. Korkealujuusbetonipilarin jatkaminen Pilarin jatkaminen tehdään laatassa siten, että pohjalevyn alapinta on laatan yläpinnan tasossa. Laatan

20 20 sisään muodostetaan betonikaulus, joka jakaa pilarikuormat laajemmalle alueelle. Betonikaulus raudoitetaan halkaisuvoimille ja liitoksen puristuskapasiteetti ja jakaantumisalat on tarkistettava. 2. Korkealujuusbetonipilarin liittäminen perustuksiin Pilari liitetään perustukseen sijoittamalla liitos lattiavalun sisään. Liitokseen valmistetaan betonikaulus, joka jakaa pilarin kuormat suuremmalle alueelle ja siten perustuksen betonilujuus voi olla alempi. Kuva 12. Kuva 12. Korkealujuusbetonipilarin jatkaminen ja liittäminen perustuksiin. 5.5 Liitoksen käyttöikä ja säilyvyys Pilarikenkäliitoksen käyttöikä ja säilyvyys suunnitellaan BY 50 kappaleen 3 tai EC2 kappaleen 4 mukaan. Pilarikenkäliitoksen ympäristöolosuhteen määräämä rasitusluokka valitaan samaksi kuin mihin pilari/perustus kyseisessä tilassa kuuluu, ellei erityisistä syistä rasitusluokkaa kenkäliitoksen osalta nosteta vielä tätä korkeammaksi. Pilarikenkäliitoksen rasitusluokat määräytyvät eri ympäristöolosuhteiden vaatimusten mukaan taulukossa 13 esitetyllä tavalla. Taulukko 13. Pilarikenkäliitoksen rasitusluokkien määräytyminen Ympäristöluokka Y 1 Y 3 Y 1 Y 2 Y 3 Rasitusluokka X 0 X 0 XC 1 4 XC 3 4 XC 1 2 XD 1 3 XD 3 XD 1 2 XS 1 3 XS 3 XS Kengän tartuntojen betonipeite Kengän tartuntojen ja pohjalevyn betonipeite valitaan liitoksen ympäristöolosuhteen määräämän rasitusluokan mukaan. Sallittu mittapoikkeama on vähintään normin mukainen minimivaatimus huomioimalla lisäksi kengän asennustoleranssi, mikäli se tulee määrääväksi. 2. Kengän teräsosien rasitusluokat Rasitusluokka huomioidaan kenkäliitoksen teräsosien (pohjalevy, kotelo, pultit) pintakäsittelyssä sekä kenkäliitoksen sijoittelussa Betoninormit BY50 (2004) kohdan 3.2 mukaan seuraavasti: Rasitusluokka X0: - Kuivissa ja lämpimissä tiloissa kengän näkyviin jäävät teräsosat maalataan, mikäli maalattavat osat ovat myöhemmin huollettavissa. - Mikäli kengän teräsosia ei pystytä myöhemmin huoltamaan, pitää teräsosat suojata rasitusluokan mukaisella betonipeitteellä. Rasitusluokat XC 1...4: - Kengän teräsosat suojataan rasitusluokan mukaisella betonipeitteellä. Rakenteellisella ratkaisulla estetään veden pääsy liitoksen sisään. - Kylmissä ja kosteissa tiloissa kengät kuumasinkitään.

21 21 Rasitusluokat XD 1..3, XS 1...3: - Näissä luokissa kenkiä voidaan käyttää tapauskohtaisesti harkiten. Kengän teräsosat on suojattava riittävällä betonipeitteellä, jonka halkeilu on estettävä. Rakenteellisilla ratkaisuilla pitää estää veden pääsy liitoksen sisään. Kenkien pintakäsittely on kuumasinkitys. 6. LIITOKSEN ASENNUS 6.1 Liitososien asennus muottiin Kengät kootaan ryhmäksi hitsaamalla ne lattateräksellä yhteen pohjalevyn päältä. Kengät voidaan myös kiinnittää ruuveilla pultinreiästä muottiin. Pohjalevyn reuna sijoitetaan pilarin reunan kanssa samaan tasoon. Pohjalevyn alapinta on kaikilla kengillä oltava samassa tasossa ja kohtisuorassa pilarin pituusakselia vastaan. Kaksi palkkikenkää kootaan ryhmäksi hitsaamalla ne lattateräksellä yhteen pohjalevyn päältä. Palkkikengät asennetaan elementtipalkin muottiin päätylevy muotin pohjaa vasten. Koska kenkä sijaitsee palkissa sisempänä, asennetaan mutterikolon kohdalle kotelo, jolloin mutterikolo ulottuu palkin reunaan asti. Kenkäryhmä asennetaan muottiin noudattamalla seuraavia toleransseja: - Kenkäryhmän pultinreikien sijainti pilarin keskilinjan suhteen ± 5 mm - Pultinreikien keskinäinen etäisyys ryhmässä ± 2 mm - Kenkäryhmän korkeusasema ± 5 mm 6.2 Pilarin ja palkin asennus työmaalla Peruspulttien alamuttereiden aluslevyn yläpinta asetetaan pilarin alapään suunniteltuun tasoon. Pilari nostetaan paikoilleen ja ylämutterit kiinnitetään. Pilari säädetään suoraan pultin muttereista. Kaikki mutterit kiristetään ja nosturi voidaan irrottaa pilarista. Mutterikolon mitat määritettiin DIN 7444 mukaisen iskulenkkiavaimen vaatiman tilantarpeen mukaan. Pilarin pohjalevyn ja mutterikolojen jälkivalu tehdään juotosbetonilla noudattaen laastinvalmistajan ohjeita. Muttereiden kiristysvääntömomentit on esitetty peruspulttien käyttöohjeessa. Juotosbetoni lujuusluokka tulee ola vähintään pilaribetonin lujuus ja luokka. Elementtipalkin ja pilarin liitos asennetaan seuraavassa järjestyksessä: - Ensiksi asennetaan pilari siten, että pilarin pintojen välinen etäisyys palkin kohdalta on palkin pituus + mitta EP taulukossa 11 toleranssilla ± 10 mm. - Pilarikonsolin pintaan tulee asennuspalat taulukon 13 mukaiselle korkeudelle pulteista. - Elementtipalkki nostetaan paikoilleen palkkikengän pohjalevyssä olevan hahlon avulla. - Peruspultin mutterit kiristetään ja lukitaan kengän pohjalevyyn pulttikäyttöohjeen mukaisella momentilla. - Raudoitusjatkostangot asennetaan pilarissa olevaan sisäkierremuhviin. - Palkin alusta, mutterikolot, pääty ja raudoitustankojen ympärys valetaan täyteen betonia. Pultit asennetaan APK pilarikenkien kanssa taulukon 14 mukaiseen korkeusasemaan suunnitellusta raakavalun pinnasta. Samoin pultin korkeusasema ei voi muissakaan liitoksissa poiketa edellisestä, jotta pultin kapasiteetit ja kestävyydet olisivat voimassa. Taulukko 14. Peruspultin korkeusaseman määritys Pilarikenkä A K G Pilarikenkä A K G mm mm mm mm mm mm APK APK APK APK APK APK APK APK

22 22 APK APK Merkinnät: A = Pultin korkeus raakavalun pinnasta K = Pultin kierteen pituus G = Jälkivalun paksuus 6.3 Liitoksen asennustoleranssit Pilarille sallitaan yleensä ±10 mm sijaintipoikkeama teoreettisesta BY 47 mukaan, ellei suunnitelmissa muuta edellytetä. Peruspulttiryhmän sijaintipoikkeama on ± 5 mm ja pilarikengän valmistuspoikkeama ±2 mm. Pilarikengän pohjalevyn reikävälys on ±7 mm. Tämä riittää normaalisti kattamaan pilarille sallitun sijaintipoikkeaman. Mikäli pulttiryhmän sijainti sekä kengän sijainti pilarissa ylittää pilarille sallitun poikkeaman, voidaan tehdä seuraavia korjaustoimenpiteitä, mikäli pilarin sijainnin toleranssiylitystä ei voida hyväksyä. 1. Sallittu korjaustoimenpide Kengän pohjalevyn reikää voidaan avartaa korkeintaan 10 mm yhdeltä sivulta pultin kohdalta. Pultin aluslevyt on vaihdettava suuremmiksi siten, että ne peittävät koko pohjalevyn avarretun reiän. Aluslevyn paksuutta pitää myös lisätä. Liitoksen kapasiteetti ja kestävyys pitää tarkastaa pultin muuttunelle sijainnille. 2. Ei sallittuja korjaustoimenpiteitä Seuraavia korjaustoimenpiteitä ei sallita: - Peruspulttia ei saa taivuttaa tai kuumentaa. - Peruspulttia ei saa katkaista ja hitsata uuteen paikkaan. - Peruspulttia ei saa hitsata kiinni kengän pohjalevyyn. - Kengän pohjalevyn reikää saa avartaa enintään 10 mm yhdeltä sivulta pultin kohdalta. - Kengän kantavaa rakennetta ei saa muuttaa leikkaamalla tai hitsaamalla. 6.4 Turvallisuustoimenpiteet Pilariliitoksen asennuksessa on noudatettava elementtiasennusohjeen mukaista työjärjestystä sekä asennusaikaista tuentasuunnitelmaa. Alustavalu pitää tehdä suunnitelmien mukaisena ajankohtana ja valun on saavutettava suunnitelmien edellyttämä lujuus, ennen kuin yläpuolisia rakenteita voidaan asentaa/kuormittaa. 7. LAADUNVALVONTA Pilarikenkien valmistuksen laadunvalvonnassa noudatetaan Suomen Rakentamismääräyskokoelman vaatimuksia. Anstar Oy on tehnyt pilarikenkien valmistuksesta laadunvalvontasopimuksen Inspecta Sertifiointi Oy:n kanssa. 8. ASENNUKSEN VALVONTA 8.1 Kenkien asennuksen valvontaohje Toimenpiteet ennen valua - Tarkistetaan, että kenkä on suunnitelmien mukainen ja se ei ole kuljetuksen aikana vaurioitunut. - Tarkistetaan kenkäryhmän sijainti muotissa (reunaetäisyys, pultinreikien väli). - Varmistetaan, että kenkä on kiinnitetty muottiin ja avainkolot on suojattu. Toimenpiteet valun jälkeen - Mitataan kengän pultinreikien sijainti vastaamaan suunnitelmien mukaisia toleransseja. - Tarkistetaan valun onnistuminen ja mutterikolon ja pultinreiän puhtaus.

23 Pilarin asennuksen valvontaohje Pilarin asennus suoritetaan rakennesuunnittelijan laatiman asennussuunnitelman mukaan. (RakMK B ). Asennuksen valvojan tulee tarkistaa seuraavat kohdat. - Asennussuunnitelman noudattaminen elementtien asennusjärjestyksen osalta. - Pilareiden asennusaikaisen tuennan tarve. - Pilareiden alapään korkeusaseman tarkistus - Muttereiden kiristyksen tarkistus - Jälkivalun suorittamisen ajankohta sekä suunnitelmien mukaisen jälkivalumassan käyttö. - Valun kovetuttua tarkistetaan kaikista pilarista, että pohjalevyn alusta ja mutterikolot ovat täynnä betonia. 8.3 Momenttiliitoksen asennuksen valvontaohje Palkki-pilari momenttiliitoksen asennus tehdään suunnittelijan laatiman asennussuunnitelman mukaan. (RakMK B ). Asennusvalvojan tulee tarkistaa seuraavat kohdat. - Pilarin pultit ovat ehjät ja raudoitusjatkosmuhvi on puhdas. - Tarkistetaan palkin korkeusasema pulttien suhteen ja pultin mutterit on kiristetty. - Tarkistetaan, että raudoitusjatkostanko on kiristetty tiukalle pilarin muhviin (momenttikiristystä ei tarvita) - Valvotaan, että liitoksen jälkivalu tehdään asennussuunnitelman määräämänä ajankohtana, ja liitosta ei kuormiteta ennen kuin betoni on kovettunut.

24 24