Ruukin uusi paalu lujiin teräksiin perustuvat ratkaisut TkT Vesa Järvinen 1 www.ruukki.com Vesa Järvinen EXTERNAL 23/01/2014
Ruukin teräspaaluilla kokonaistaloudellisesti edullisimmat perustusratkaisut Paaluperustusten rakentaminen Ruukin lyömällä asennettavia RR-paaluja käyttämällä on nopeaa ja vaivatonta. Teräspaalu kantaa vahvasti yläpuolisista rakenteista ja maasta paaluun kohdistuvat kuormitukset. Se kestää luotettavasti myös asennuksen aikaiset rasitukset niissäkin olosuhteissa, jotka ovat paalutuksen onnistumisen kannalta haasteellisia. Ruukin lujat RRs-paalut yhdessä tehokkaan suunnittelun, helpon ja nopean asentamisen, perinteistä paalutusta vähäisempien ympäristövaikutusten ja Ruukin asiakaspalvelun kanssa muodostavat entistäkin vahvemman kokonaisuuden 2
RRs -paalujen ominaisuudet RR-paalujen erinomaisiksi todetut ominaisuudet, kuten helppo ja nopea jatkaminen ulkopuolisella holkkijatkoksella ja muut paalun varusteluosat, ovat käytössä myös lujasta teräksestä valmistetuissa RRs-paaluissa Lujan S550J2H teräksen käyttö RRs-paaluissa tarkoittaa: kustannustehokasta perustusrakenneratkaisua eri käyttökohteissa entistäkin pienempää maan syrjäytymistä ja häiriintymistä paalun kantokykyyn nähden vähäisempiä tärinöitä paalun kantokykyyn nähden mahdollisuutta käyttää kevyempää asennuskalustoa vaivatonta asennusta 3
Suurempi kantokyky sama paalukoko 4 Käyttämällä lujempaa S550J2H-teräslajia, voidaan paalun kantokykyä lisätä jopa 25 % verrattuna teräslajiin S440J2H ja jopa 55 % verrattuna perinteiseen teräslajiin S355J2H. Kasvanutta paalun kantokykyä voidaan hyödyntää vähentämällä paalujen lukumäärää. Asiakkaallemme tämä tarkoittaa hankkeen s [MPa] kokonaistaloudellisuuden 600 merkittävää parannusta. Paalupisteiden lukumäärän 400 vähentäminen pienentää 200 asennuskustannuksia. Myös S355J2H S440J2H varastointi-, käsittely- ja S550J2H 0 kuljetuskustannukset laskevat. 0 e [%] 1.0
Pienempi paalukoko sama kantokyky Lujemman teräslajin ansiosta teräspaalun kokoa voidaan pienentää kantokyvyn säilyessä ennallaan. Paalukoon pienentäminen tuo asiakkaalle selkeitä etuja, koska materiaalikustannukset alenevat ja asennus helpottuu. Pienempi paalukoko mahdollistaa asennuskaluston keventämisen sekä aiheuttaa entistä vähemmän häiriöitä, kuten tärinää ja siirtymiä, ympäristöön 5
Uusi paalu RRs125/6,3 RRs125/6,3 (D = 127 mm, t = 6,3 mm) laajentaa Ruukin lujasta teräksestä valmistettua RRspaaluvalikoimaa Edullisempi paalu kuin vastaavan kantavuuden omaavat vaihtoehdot 6
Koejärjestelyt RRs125/6,3 paalulle on tehty CEmerkinnän vaatimuksien mukaisesti jatkoskokeet koeasennuksen jälkeen 7
Taivutusjäykkyys, EI (knm 2 ) RRs125/6,3 paalun taivutuskoetulokset 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0 10 20 30 40 50 60 Taivutusmomentti (knm) RRs125/6.3- Jointed Jatkettu RRs125/6.3 -- Reference Referenssi RR115/8 - Jointed Jatkettu 8
RRs125/6,3 RR115/8 RRs115/8 RR140/8 RRs140/10 RR170/10 RRs170/10 RR170/12,5 RR220/10 RRs-paaluvalikoima Käytössä olevien neljän paalukoon kantavuudet vastaavat hyvin perinteisten lyöntipaalujen kestävyyksiä R d [kn] 1400 1200 1000 RR/RRs-paalujen geotekninen kestävyys (PTL2, = 1,47, = 1,20) 1180 1116 1099 915 893 800 600 536 480 600 594 400 200 0 9
R d 500 kn RRs125/6,3 RR115/8 R d 600 kn RRs115/8 RR140/8 R d 900 kn RRs140/10 RR170/10 R d 1100 kn RRs170/10 RR170/12,5 RR220/10 RR/RRs-paalujen hintavertailu Suhteellinen myyntihinta ( /N) 1,00 0,99 1,00 0,97 1,00 0,95 0,90 0,91 0,85 0,84 0,85 0,84 0,82 0,80 0,75 0,70 0,65 0,60 4 6 m (RRs125/6,3-RR140/8) ja 2 12 m (RRs140/10-RR220/10) paaluelementit, kalliokärki ja paaluhattu 10
RRs125/6,3- vs RR115/8-paalu Puristuskestävyyden mitoitusarvon ja geoteknisen kestävyyden yhteisvaikutuskäyrä R d [kn] 600 550 RRs125/6,3: Edullisemmin kantavuutta 536 kn 500 450 400 350 300 250 200 RRs125/6,3 RR115/8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 Suhteellinen myyntihinta ( /N) 0,85 RRs125/6,3 1,00 RR115/8 4 6 m paaluelementit, kalliokärki ja paaluhattu 480 kn Suljettu leikkauslujuus c uk [kpa] (PTL2, korroosiovara 2,0 mm, g = L cr /400, R = 1,50, si = 1,0, k s = 50 c uk /d, p m = 9 c uk ) 11
RRs115/8- vs RR140/8-paalu Puristuskestävyyden mitoitusarvon ja geoteknisen kestävyyden yhteisvaikutuskäyrä R d [kn] 650 600 550 500 450 400 350 300 RRs115/8: Edullisemmin kantavuutta RRs115/8 RR140/8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Suljettu leikkauslujuus c uk [kpa] 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 Suhteellinen myyntihinta ( /N) 0.85 RRs115/8 1,00 RR140/8 4 6 m paaluelementit, kalliokärki ja paaluhattu (PTL2, korroosiovara 2,0 mm, g = L cr /400, R = 1,50, si = 1,0, k s = 50 c uk /d, p m = 9 c uk ) 600 kn 594 kn 12
RRs140/10- vs RR170/10-paalu Puristuskestävyyden mitoitusarvon ja geoteknisen kestävyyden yhteisvaikutuskäyrä R d [kn] 1000 900 800 700 600 500 400 RRs140/10: Edullisemmin kantavuutta RRs140/10 RR170/10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Suljettu leikkauslujuus c uk [kpa] 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 Suhteellinen myyntihinta ( /N) 0,86 RRs140/10 1,00 RR170/10 2 12 m paaluelementit, kalliokärki ja paaluhattu (PTL2, korroosiovara 2,0 mm, g = L cr /400, R = 1,50, si = 1,0, k s = 50 c uk /d, p m = 9 c uk ) 915 kn 893 kn 13
RRs170/10- vs RR170/12,5 & RR220/10-paalu Puristuskestävyyden mitoitusarvon ja geoteknisen kestävyyden yhteisvaikutuskäyrä R d [kn] 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 RRs170/10: Edullisemmin kantavuutta RRs170/10 RR170/12,5 RR220/10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,82 Suhteellinen myyntihinta ( /N) 0,92 1,00 RRs170/10 RR170/12,5 RR220/10 2 12 m paaluelementit, kalliokärki ja paaluhattu 1180 kn 1166 kn 1099 kn Suljettu leikkauslujuus c uk [kpa] (PTL2, korroosiovara 2,0 mm, g = L cr /400, R = 1,50, si = 1,0, k s = 50 c uk /d, p m = 9 c uk ) 14
Lujien RRs-paalujen suunnittelu ja asentaminen Lujien teräspaalujen käyttö perustamisessa on helppoa. Ruukin laatimat suunnittelu- ja asennusohjeet ovat saatavilla myös RRs-paaluille. RRs-paalut voidaan asentaa pääasiassa samoilla paalutuskalustoilla kuin RR-paalut. Rakenteellisia muutoksia kalustoihin ei tarvitse tehdä. Teräslajin S550J2H iskusitkeysluokka vastaa asennusta hyvin kestävän teräslajin S440J2H iskusitkeysluokkaa 15
Tuote-esitteet ja ohjeet Kaikki tuote-esitteet ja ohjeet päivitetään sisältämään uuden paalun RRs125/6,3 Myös loppulyöntikäyrästöt päivittyvät Uudet ohjeet ilmestyvät nettiin lähiaikoina Lisätietoa tarvittaessa teknisestä asiakaspalvelusta www.ruukki.fi/infra 16
RrPileCalc Yksittäisen paalun mitoitusohjelma Lopullinen Suomiversio, sisältäen uudenkin paalun, valmistunut ja jaossa Ruukki Design Toolboxissa http://software.ruukki.com 17
Tekla Structures Ruukki Design Toolboxissa http://software.ruukki.com jaossa olevat mallinnuskomponentit päivitetään ja siirretään uusimmille TS-versioille 18
Ruukin CE-merkityt teräspaalut 19 Ruukilla on eurooppalaiseen tekniseen hyväksyntään (ETA-12/0526) perustuva CE-merkintä, joka on kattavin rakenneteräksestä valmistetuille paalurakenteille myönnettävistä CE-merkinnöistä. Se käsittää koko paalun rakenteen, osoittaa paalujatkosten mekaaniset vaatimukset ja vaatimuksenmukaisuuden sekä osoittaa, että tuote on valmistettu soveltuvaksi nimenomaan paalutuskäyttöön. Myös uusi RRs125/6,3-paalu täyttää CE-merkinnän vaatimukset ja se lisätään merkinnän piiriin. VTT lausunto no VTT-S-08703-13: Paalukoko täyttää ETA -12/0526 hyväksynnässä vaatimuksina olleet kriteerit.
Lujasta teräksestä etua ympäristölle 20 Lujan teräslajin käyttö on ympäristöystävällinen ratkaisu Perustusten rakentamisen kokonaisenergiantarve vähenee, kun käytetään hyväksi teräksen vahvoja ominaisuuksia Käyttämällä paaluissa lujempaa teräslajia vähenevät paalujen valmistuksesta, käsittelystä, kuljetuksesta ja asentamisesta aiheutuvat ympäristörasitukset
Yhteenveto RR/RRs-paalujen kantokyvyistä P sall = Suurin suositeltava sallittu kantavuus (korroosiovaralla 2,0 mm) R d = Geoteknisen kestävyyden mitoitusarvo ( = 1,47, = 1,20) * tavanomaisien kohteiden suositusarvo maksiarvon sijasta 21