Kpslevyjäykstysrakenteden suunntteluohje (verso, 4..07) Tämän suunntteluohjeen on laatnut TkL Jarmo Leskelä A-Insnöört Suunnttelu Oy:stä yhtestyössä Sant-Goban Rakennustuotteet Oy:n kanssa. Suunntteluohje on osa VTT Expert Servces Oy:n sertfkaatta VTT-C-904-7 ja laadunvalvontasopmusta.. JOHDANTO Kpslevyllä jäykstettyjen puurunkosten yläpohja-, välpohja- ja senärakenteden nykyset suunntteluohjeet ovat ykspuolset ja vakeaselkoset. Ne evät huomo erlasten knnkekaavoden merkttävää vakutusta jäykstysrakenteden kuormtuskestävyyteen ja vaakasuuntaseen srtymään, evätkä myöskään anna ohjeta jäykstysrakenteden vaakasuuntasen srtymän määrttämseks. Nämä johtavat jäykstysrakenteden epätarkkaan suunntteluun ja vakeuttavat nden optmonta. Tässä julkasussa estetään lneaarseen kmmoteoraan perustuva monpuolnen, helppokäyttönen ja tarkka suunntteluohje Gyproc-kpslevyllä jäykstetylle puurunkoslle yläpohja-, välpohja- ja senärakentelle. Ohjeessa: havannollstetaan kuormen jakaantumnen suorakateen muotosssa -3-kerrokssssa rakennuksssa (hallt, pentalot, kerrostalot), sekä näden jäykstävssä levykentssä estetään yläpohja-, välpohja- ja senärakenteden suunntteluyhtälöt, jossa huomodaan erlasten ruuvauskaavoden vakutus jäykstysrakenteden kuormtuskestävyyteen ja vaakasuuntaseen srtymään taulukodaan knnkekaavon huomoon ottavat kertomet tyypllsmmlle levykokolle ja ruuvvälelle taulukodaan Gyproc-kpslevyjen paksuudet ja lukumoduult, sekä levyjen ja runkopuden välsten knnkeltosten laskentalekkauskestävyydet ja srtymäkertomet tyypllsmmssä käyttöluokssa, jotka on estetty sertfkaatssa VTT-C-904-7 Ohje perustuu seuraavn olettamuksn: levyt tomvat lneaarsen kmmosest lekkausrastuksessa runkopuut ovat jäykkä ja knntetty nvelellsest tosnsa Sant-Goban Rakennustuotteet Oy / Gyproc PL 44, 040 KIRKKONUMMI puh 007 75 4 fax 007 75 4300 www.gyproc.f Y-tunnus: 095555-3
levyjen ja runkopuden välset knnkeltokset tomvat lneaarsen kmmosest lekkausrastuksessa knnkevält ovat vakot levyjen reuna- ja keskaluella knnke reunaetäsyydet ovat rttävät sten, ette levyjen reunamurtuma esnny jäykstävät rakenteet on ankkurotu huolellsest tosnsa ja perustuksn sten, ette halltsemattoma muodonmuutoksa esnny. VAAKAKUORMIEN JAKAANTUMINEN. Puurunkoset hallt Kuva : Kuormen jakaantumnen puurunkosssa hallessa Vaakasuuntanen tuulkuorma q jakaantuu kuormna w jäykstävälle yläpohjalle ja perustukslle. Yläpohjan ptuudelle kohdstuva kuorma w jakaantuu kuormna F alapuolslle tuulen suuntaslle jäykstävlle senlle ja nltä edelleen perustukslle. Vaakakuormat srretään jäykstävältä rakenteelta toselle ankkuronnn vältyksellä. Jäykstäven senen yläreunohn kohdstuvsta kuormsta F aheutuu senen alareunohn vaakasuuntaset ankkurontvomat F, sekä senen svureunohn pystysuuntaset ankkurontvomat N. Jäykstävät senät tulee ankkuroda vaakasuuntasa voma vastaan yläohjauspustaan yläpohjaan ja alaohjauspustaan perustuksn. E-kantavat jäykstävät senät tulee lsäks ankkuroda pystysuuntasa voma vastaan reunmmassta runkotolpstaan ntä kohtsuorassa suunnassa olevn kantavn senn ta perustuksn. Tuulkuormat määrtetään Suomessa standardn SFS-EN 99--4 ja sen kansallsen ltteen mukasest soveltaen ohjetta RIL 0-.
. Puurunkoset pentalot ja kerrostalot Kuva : Kuormen jakaantumnen puurunkosssa pentalossa ja kerrostalossa Vaakasuuntanen tuulkuorma q jakaantuu kuormna w jäykstävlle ylä-, väl- ja alapohjlle. Yläpohjan ptuudelle kohdstuva kuorma w jakaantuu kuormna F alapuolslle tuulen suuntaslle jäykstävlle senlle ja nltä edelleen alapuolselle välpohjalle. Välpohjan ptuudelle kohdstuva kuorma w jakaantuu kuormna F alapuolslle tuulen suuntaslle jäykstävlle senlle ja nltä edelleen alapuolselle alapohjalle ja perustukslle. Vaakakuormat srretään jäykstävältä rakenteelta toselle ankkuronnn vältyksellä. Jäykstäven senen yläreunohn kohdstuvsta kuormsta F aheutuu senen alareunohn vaakasuuntaset ankkurontvomat F, sekä senen svureunohn pystysuuntaset ankkurontvomat N. Jäykstävät senät tulee ankkuroda vaakasuuntasa voma vastaan yläohjauspustaan yläpuolseen ylä- ta välpohjaan, sekä alaohjauspustaan alapuolseen alapohjaan ta perustuksn. E-kantavat jäykstävät senät tulee lsäks ankkuroda pystysuuntasa voma vastaan reunmmassta runkotolpstaan ntä kohtsuorassa suunnassa olevn kantavn senn, alapuolsn jäykstävn senn ta perustuksn. Jäykstäven välsenen vomajakaumat mtotetaan senen jäykkyyksen suhteessa huomoden yläpohjan/välpohjan srtymät sekä kertymät. RIL 44 mukanen laskentatapaa vo noudattaa lekkauskeskön laskennassa ja srtymät sekä kertymät sekä nstä aheutuvat senlle tulevat srtymät ja kuormtukset. Vaakavomat vodaan jakaa alapuolslle senlle myös.
Tuulkuormat määrtetään Suomessa standardn SFS-EN 99--4 ja sen kansallsen ltteen mukasest soveltaen ohjetta RIL 0-..3 Jäykstävät ylä- ja välpohjat Kuva 3: Kuormen jakaantumnen jäykstävssä ylä- ja välpohjssa Levyllä jäykstetty ylä- ja välpohja tom tasossaan kuten korkea levyuumanen palkk, jonka ptuudelle kohdstuu kuorma w. Kuormasta aheutuvat lekkausvomat otetaan vastaan levytyksellä, ja normaalvomat reunmmaslla koolauspulla ta rengaspalkella..4 Jäykstävät senät Kuva 4: Kuormen jakaantumnen jäykstävssä senssä Levyllä jäykstetty senä tom tasossaan kuten korkea levyuumanen ulokepalkk, jonka yläreunaan kohdstuu kuorma F. Kuormasta aheutuvat lekkausvomat otetaan vastaan levytyksellä, ja normaalvomat reunmmaslla runkotolplla.
3. SUUNNITTELUYHTÄLÖT 3. Jäykstävät ylä- ja välpohjat Levyt kuorman kohtsuorassa suunnassa Levyt kuorman suunnassa Kuormtuskestävyys nrvd Rd γhl Kuormtuskestävyys nrvd Rd γbl Keskkohdan vaakasuuntanen srtymä Keskkohdan vaakasuuntanen srtymä H H mlwk u β B B mlwk + u β + K BtG 8n K HtG 8n Reunmmasen veto- ja purstussauvan suurn normaalvoma L wd N d 8d mssä L on ylä- ta välpohjan ptuus [mm] d on ylä- ta välpohjan leveys [mm] H on levyn korkeus [mm] B on levyn leveys [mm] t on levyn paksuus [mm] (ks. luku 5) G on levyn lukumoduul [N/mm ] (ks. luku 5) n on levyjen lukumäärä kuorman suunnassa [-] m on levyjen lukumäärä kuorman kohtsuorassa suunnassa [-] γ on ruuvauskaavon huomoon ottava kerron [-/mm] (ks. luku 4) β on ruuvauskaavon huomoon ottava kerron [-/mm ] (ks. luku 4) R vd on levyn ja runkopuun välsen knnkeltoksen laskentalekkauskestävyys [N] (ks. luku 5) K on levyn ja runkopuun välsen knnkeltoksen srtymäkerron [N/mm] (ks. luku 5) w d on ylä- ta välpohjan ptuudelle kohdstuva laskentakuorma [N/mm] w on ylä- ta välpohjan ptuudelle kohdstuva omnaskuorma [N/mm] k
3. Jäykstävät senät Levyt kuorman kohtsuorassa suunnassa Levyt kuorman suunnassa Kuormtuskestävyys nrvd Rd γh Kuormtuskestävyys nrvd Rd γb Yläreunan vaakasuuntanen srtymä βh H mfk u + K BtG n Yläreunan vaakasuuntanen srtymä βb B mfk u + K HtG n Reunmmasen runkotolpan ankkurontvoma Reunmmasen runkotolpan ankkurontvoma N d mhf nb d N d mbf nh d mssä H on levyn korkeus [mm] B on levyn leveys [mm] t on levyn paksuus [mm] (ks. luku 5) G on levyn lukumoduul [N/mm ] (ks. luku 5) n on levyjen lukumäärä kuorman suunnassa [-] m on levyjen lukumäärä kuorman kohtsuorassa suunnassa [-] γ on ruuvauskaavon huomoon ottava kerron [-/mm] (ks. luku 4) β on ruuvauskaavon huomoon ottava kerron [-/mm ] (ks. luku 4) R vd on levyn ja runkopuun välsen knnkeltoksen laskentalekkauskestävyys [N] (ks. luku 5) K on levyn ja runkopuun välsen knnkeltoksen srtymäkerron [N/mm] (ks. luku 5) F d on senän yläreunaan kohdstuva laskentakuorma [N] F on senän yläreunaan kohdstuva omnaskuorma [N] k
4. RUUVAUSKAAVIOT Seuraavaan on taulukotu knnkekaavon huomoon ottavat kertomet γ ja β tyypllsmmlle levy kolle ja ruuvvälelle. Ruuvauskaavo Levykoko 00mm*400mm 00mm*700mm 00mm*3000mm Ruuvväl Kerron γ Kerron β Kerron γ Kerron β Kerron γ Kerron β [*0-5 /mm] [*0-8 /mm ] [*0-5 /mm] [*0-8 /mm ] [*0-5 /mm] [*0-8 /mm ] 00mm 7,07 3, 6,98,7 6,9,4 50mm 9,63 7,9 9,48 7,3 9,37 6,8 ) 00mm,7,8,5,0,4 0,4 00mm 5,4 9,57 5,05 9, 4,99 8,95 50mm 7,0 3, 6,88,5 6,78, ) 00mm 8,56 5,9 8,37 5,3 8,4 4,8 00mm 4,54 8, 3,86 6,78 3,36 5,8 50mm 6,56,8 5,6 9,9 4,9 8,54 3) 00mm 8,44 5,3 7,7,9 6,38, 00mm 3,78 6,9 3,5 5,83,85 5,04 50mm 5,49 0, 4,74 8,53 4,8 7,40 4) 00mm 7,09 3,0 6,6, 5,44 9,65 00mm 3,46 6,43 3,06 5,57,75 4,9 50mm 5,9 9,64 4,60 8,35 4,3 7,37 5) 00mm 6,9,8 6,3, 5,50 9,8 00mm 3,3 5,8,77 5,04,48 4,44 50mm 4,7 8,76 4,6 7,57 3,73 6,67 6) 00mm 6,30,7 5,56 0, 4,98 8,9 Vahtoehtosest vodaan käyttää RIL 05--009 gamma ja beeta kertoma, jotka on estetty kuvassa 9.3S. Täysllä levyllä vo käyttää laskennassa knntystapaa (RIL 05-009 s 53) kun myös vältolppaan on lttmet asennusohjeen mnmsääntöjen mukasest.
Mussa tapauksssa kertomet γ ja β vodaan laskea seuraavast: + n max n max y y x x γ + n n x y β mssä max x on yksttäsen knnkkeen x-koordnaatt (B/) levyn nurkassa [mm] max y on yksttäsen knnkkeen y-koordnaatt (H/) levyn nurkassa [mm] n x on n kpl knnkkeen x-koordnaatten nelöden summa [mm ] n y on n kpl knnkkeen y-koordnaatten nelöden summa [mm ] B y H s x s Kuva 5: Jäykstävä rakenneykskkö
5. LEVYJEN JA RUUVILIITOSTEN OMINAISUUDET Sertfkaatssa VTT-C-904-7 on estetty kakk omnasarvot kpslevytyypettän. Laskentalekkauskestävyyden arvon saamseks taulukon arvot jaetaan,3 materaaln osavarmuuskertomella. Tämä arvo soveltuu käytettäväks Sant-Goban kpslevyjen ja puultoksen mtotukseen, kun ko. levyllä jäykstetään rakennetta. Puun lujuusluokka (EN 338) ptää olla vähntään C4 ja puuprofln leveyden 4 mm ta enemmän. Muulta osn käytetään RIL 05--009 materaaln jäykkyys- ja kestävyysomnasuuksen osavarmuuslukuja. Kuorman kesto ja kosteusvakutuksen muunnoskertomena käytetään RIL 05--009 hetkellstä arvoa Kmod, arvoa käyttöluokssa ja. Vastaavast käyttöluokka 3 käytetään Kmod 0,9 arvoa. Penn sallttu knnkeväl saa olla kartonkpntaslla ja laskutumattovahvstetulla kpslevyllä k 70 mm. Kutuvahvstetulla kpslevyllä konenaulat saa olla k 60 mm ja muut knnttmet k 80 mm välen. VTT Expert Servces Oy:n tutkmukset ja lausunnot lttyvät lttmen srtymäkertomen määrtykseen 48 mm paksusella puutavaralla sekä lttmen laskentalekkauskestävyyteen. Nssä tapaukssa, kun käytetään vastaavast 4 mm puutavaraa, ovat seuraavat säännöt vomassa: penennetään naulaltosten srtymäkertoma kakssa tapaukssa 5 % penennetään ruuvltoksen srtymäkertoma kakssa tapaukssa 50 % e vakuta hakaslla penennetään naulaltosten lekkauskapasteetteja kakssa tapaukssa 5 % e vakuta ruuvltoksen ta hakasten lekkauskapasteettehn 6. SEINÄLOHKOJEN JÄYKISTYKSIEN SÄÄNNÖT Kuvan 6 mukaslla ov- ta kkuna-aukoja ssältävllä senälohkolla vodaan srtää ulkosa voma sten, että nllä vodaan kytkeä yhteen jäykstävät osasenät. Lekatut levyt saa huomoda kuten täysmttaset levyt mutta lekatun levyn leveys ja korkeus huomoden RIL 05-009 mukasest. Pystyvomat vodaan srtää veresen senälohkon levylle ta ylä- ta alapuolselle rakenteelle. Kun vetovoma srretään alapuolselle rakenteelle, senälohko ankkurodaan jäykn lttmn. Senätolppen nurjahduskestävyys tarkstetaan RIL 05--009 mukasest. Jos tolppen päät tukeutuvat puurungon vaakasauvohn, sytä vastaan kohtsuoraan nn purstuskestävyys tarkstetaan myös RIL 05--009 mukaan. Kuva 6
. Normaallevynen senälohko (jäykstävät senälohkot). Ikkunallnen senälohko (e huomoda jäykstävänä rakenneosana) 3. Kapea senälohko (jäykstyskestävyyden saa laskea mukaan). Senälohkolle, jossa on levytys molemmlla puollla runkoa, noudatetaan seuraava sääntöjä: Jos levyt ja lttmet ovat tyypltään ja mtoltaan samanlaset, nn senän vaakalekkausvomakestävyys lasketaan molempen levytysten summana. Jos käytetään ertyyppsä levyjä, mutta srtymäkertomeltaan samanlasa lttmä, vodaan yleensä ottaa huomoon 75% hekomman puolen vaakalekkausvomakestävyydestä. Mussa tapauksssa vahvemman puolen vaakalekkausvomakestävyyteen saadaan lsätä enntään 50% hekomman puolen kestävyydestä. Rakennuksen epäsymmetrsestä jäykkyydestä syntyvät kertävät vomat otetaan huomoon. Suunnttelukohtessa tulee suunntteljan esttää laskelmat asasta. Epäkeskesyydestä syntyvä vaakavoma otetaan huomoon, kun tässä suunntteluarvoja estettävä maksmkapasteetteja käyttää hyväks. Levyt tulee knnttää kaklta reunoltaan lasketun knnkevälen. Senän vältolpssa suurn ltnväl on xltnväl reunalla kutenkn enntään 300mm. Senssä levyn reunolla suurn naulaväl on enntään 50 mm ta ruuvväl enntään 00 mm. Jäykstävässä väl/yläpohjassa suurn ltnväl on levyn reunolla 50mm ja muualla 300mm. 6. GFL 5 ja GEK3-levyjen yhteskapasteetn hyödyntämnen GLF 5-levy tulee asentaa ana päällmmäseks sten, että GEK- ja GFL-levyjen pystysaumat lmtetään er tolplle. GEK 3 knntetään pystyreunolta käyttäen sertfkaatssa VTT-C-904-7 estettyjä levylle soveltuva knnketyyppejä samalla k/k-jaolla kun on tarvttava GFL5-levyn knntys testatulla ruuvlla. Senän päätytolpan osalta, mssä GFL- ja GEK-levyjen pystysaumat tulevat samalle tolpalle e GEK-levyä knntetä erkseen. GEK-levyä e knntetä lyhystä reunostaan ta vältolppaan. Hyödynnettäessä levy-yhdstelmän kapasteetta tulee GEK 3- levyn ana olla vähntään 600 mm leveä. Kun GFL 5-levy on leveydeltään < 00 redusodaan taulukossa estettyä kapasteetta kuvan 6 mukasest. 6. Kpslevyjen lommahdus Murtorajatlassa tulee tarkstaa levyn lommahdus, lttmen lekkauslujuus ja senän ankkuront perustukseen, ja käyttörajatlassa senän yläreunan srtymät. Levyn lommahdusta ja senän yläreunan srtymää e kutenkaan tarvtse erkseen tarkstaa, jos mtotus suortetaan käyttäen tässä ohjeessa annettuja suunntteluarvoja sekä asennusohjeta, ja senän rankajako on k < 600 mm. 6.3 Kpslevyjen vaakasrtymnen RIL 05--009 taulukko 7.-FI mukanen rakennuksen vaakasrtymän wnet,fn enmmäsarvo on H/300. RIL 05--009 mukaan hallrakennuksssa vaakasrtymää e tarvtse tarkstaa. Rakenteden muodonmuutokset lasketaan käyttörajatlan kuormlla. Tuulkuorman ollessa määräävä vaakakuorma, saadaan murtorajatlaa vastaavasta vaakakuormasta laskettua käyttörajatlan vaakakuorma jakamalla murtotlan kuorma,5:llä.
6.4 Jäykstäven kpslevyjen jatkamnen puurungossa Kpslevyjen päätysauman takana ptää olla tuk, joka srtää jäykstävästä kpslevystä kuormat runkotolplle. Tuen vo mtottaa RIL 05--009 mukasest, jos tukena on lauta yms. Tärkeää on tällön oken loveta runkotolppaan ko. tuote ja sekä ottaa huomoon ersteen lekkaus ko. kohdn tuotteen paksuuden verran pos. Tämän lsäks kannattaa huomoda laudan jatkamnen runkotolpan kohdalla sten, että reunaetäsyyden ovat knnkkellä vähntään samat kun kpslevyn knntyksessä suoraan runkotolppaan. Lekkaamattomasta pnnasta 0 mm ja lekatusta pnnasta 5 mm. 7. LÄHTEET Leskelä Jarmo: Lnear elastc desgn method for tmber framed celng, floor and wall daphragms. Hel-snk Unversty of Technology. Lcentate s Thess 005. Tutkmusselostus Nro VTT-S-0569-4. Ltosten lekkauskokeet Gyproc GN3 ja GEK3 kpslevyllä käyttöluokan olosuhtessa. Tutkmusselostus Nro VTT-S-0056-5. Gyproc GFL5 kpslevyn testaus tuuljäykstyskäyttöä varten käyttöluokan olosuhtessa. Tutkmusselostus Nro VTT-S-05480-5. Gyproc GH3 Habto kpslevyn testaus tuuljäykstyskäyttöä varten käyttöluokan olosuhtessa. Tutkmusselostus Nro VTT-S-0578-6. Gyproc GN3, GEK3, GR3, GR3W ja GL5 kpslevyjen ltosten lekkauskokeet käyttöluokan olosuhtessa. Research Report No. VTT-S-008-6. Testng of panel shear propertes of Gyproc GTS9, GN3,GEK 3, GH3 and GFL5 gypsum plasterboards. Research Report No. VTT-S-03645-6. Testng of shear capactes of Gyproc GH3 and GEK3 gypsum plasterboards screw jonts. Tutkmusselostus Nro VTT-S-008-6 Gyproc kpslevyjen tuuljäykstyskokeden tulosten analysont Research Report No. VTT-S-05370-5 Testng of shear capacty of Gyproc GH 3 habto gypsum plasterboard screw jonts Tutkmusselostus Nro VTT-S-094-3 Gyproc GTS 9 ja GEK 3 kpslevyjen lekkauskokeet 4 mm paksulla runkotolpalla Tutkmusselostus Nro VTT-S-0940-3. Ltosten lekkauskokeet Gyproc GN3 ja GEK3 kpslevyllä käyttöluokan olosuhtessa. Tutkmusselostus Nro VTT-S-0476-3. Gyproc GN3 ja GL 5 kpslevyjen standardn EN 50 mukaset lekkauskokeet Lausunto NRO VTT-S-0906-3 Tutkmusselostus Nro VTT-S-0076-3. Gyproc GTS 9 tuulensuojalevyn lekkauskokeet 4 mm paksulla runkotolpalla käyttöluokan olosuhtessa
Tutkmusselostus Nro VTT-S-06995-. Päällekkästen kpslevyjen yhtestomnnan testaus tuuljäykstystä varten Tutkmusselostus Nro VTT-S-04494-. Gyproc Rgdur H- rakennuslevyn testaus tuuljäykstyskäyttöä varten käyttöluokan olosuhtessa Tutkmusselostus Nro VTT-S-088-. Gyproc Rgdur H- ja Glasroc GHU rakennuslevyjen testaus tuuljäykstyskäyttöä varten sekä päällekkästen kpslevyjen yhteslekkauskapasteettkokeet RIL 05--009 Puurakenteden suunntteluohje