2
3 S I S Ä L L Y S L U E T T E L O 1. PILARIKENGÄN TOIMINTATAPA 4 2. KENGÄN RAKENNE 4 2.1 Kenkien valmistusohjelma 4 2.2 Kenkien materiaalit 4 2.3 Valmistustapa 4 2.4 Valmistustoleranssit 4 2.5 AK-pilarikengän käyttökohteet 5 2.5.1 Rakennevaihtoehdot 5 2.5.2 Suorakaidepilarin nurkkakengät 5 2.5.3 Suorakaidepilarin keskikengät ja seinäkengät 5 2.5.4 Kerrospilarikengät suorakaidepilariin 5 2.5.5 Kerrospilarikengät pyöreään pilariin 7 2.6 Suorakaidepilarin kengät 8 2.6.1 Suorakaidepilarin nurkkakengät 8 2.6.2 Suorakaidepilarin keskikenkä ja seinäkenkä 9 2.7 Kerrospilarikengät 10 2.7.1 Suorakaidekerrospilarin kengät 10 2.7.2 Pyöreät kerrospilarikengät 11 3. KENKIEN VALMISTUSMERKINNÄT 12 4. PILARIKENGäN KÄYTTÖ 12 4.1 Kenkien mitoitusperiaatteet 12 4.1.1 Suunnittelunormit 12 4.1.2 Pilarikenkien kapasiteetit ja kestävyysarvot 12 4.2 Pilarikenkäliitoksen suunnittelu 13 4.2.1 Kengän koon valinta 13 4.2.2 Peruspultin korkeusaseman määrittäminen 14 4.2.3 Kerrospilareiden jatkaminen. 15 4.2.4 Pilariliitoksen asennusaikainen mitoitus 15 5. KENKIEN KÄYTTÖ 17 5.1 Käytön rajoitukset 17 5.2 Kengän sijoittaminen 17 5.2.1 Liitoksen betonilujuus 17 5.2.2 Pilarin minimimitat 17 5.2.3 Pilarin raudoituksen suunnittelu 18 5.2.4 Pilarin lisähaat 18 5.2.5 Kestävyysarvojen korjaaminen 19 5.2.6 Palosuojaus 19 5.3 Kenkäliitos esijännitetyssä pilarissa 20 5.4 Liitoksen käyttöikä ja säilyvyys 20 6. LIITOKSEN ASENNUS 20 6.1 Pilarikenkäliitoksen asennus 20 6.2 Pilarin asennus työmaalla 21 6.3 Liitoksen asennustoleranssit 21 6.4 Turvallisuustoimenpiteet 21 7. LAADUNVALVONTA 22 8. ASENNUKSEN VALVONTA 22 8.1 Pilarikenkien asennuksen valvontaohje 22 8.2 Pilarin asennuksen valvontaohje 22 Pilarikenkien käyttöohje Anstar Oy:n pilarikenkien käyttöohje on uusittu - Pilarikengät on suunniteltu BY 50:n ja Eurokoodi 2, sekä suomen kansallisen liitteen (+NA) mukaan Rev. h. 13.3.2013 Sivu
4 1. PILARIKENGÄN TOIMINTATAPA Pilarikenkää käytetään elementtipilarin jatkamiseen ja kiinnittämiseen perustukseen. Liitos muodostuu esivalmistetusta kenkäosasta ja siihen liitetystä pilarin päätangosta tai erillisestä tartunnasta. Kengän päätangon yläpäähän voidaan valmistaa ruuvikierre ylemmän kerroksen kenkäliitosta varten. 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: 1. Suorakaidepilarin ja seinäelementin kengät AK-S2 Suorakaidepilarin nurkkakenkä AK-KK Pilarin keskikenkä ja seinäelementin kenkä 2. Kerrospilarikengät AK-K AK-P Suorakaidepilarin nurkkakenkä Pyöreän pilarin kenkä 2.2 Kenkien materiaalit Kenkien materiaalistandardit: - Pohjalevy, kotelo SFS-EN-10025-2 S355J2 +N - Valusuojakotelo SFS-EN-10025-2 S235JR+AR - Harjatangot SFS 1215 A500HW - Harjatanko T40 B500NC, NS3576-3 f u = 500 N/mm 2 - Mutterit m8 DIN 934 2.3 Valmistustapa Pilarikengän metalliosat valmistetaan seuraavasti: - Levyt polttoleikataan ja harjatangot katkaistaan mekaanisesti - Harjatangon kierre valmistetaan ARJ raudoitusjatkoksen valmistusmenetelmällä - Hitsausmenetelmä robotti- tai MAG käsin-hitsaus. Hitsausluokka C, SFS-EN-ISO 5817 - Pintakäsittely: Kengän pohjalevyn maalauskäsittely on SFS-EN ISO 12944-5 S2.01 - Valmistus EN 1090-2:2008 mukaan 2.4 Valmistustoleranssit Pilarikengän metalliosien valmistustoleranssit ovat: - Kengän pohjalevyn mitat +0, -3 mm - Pultinreiän sijainti ± 2 mm - Pultinreiän koko ± 1 mm - Tartuntojen sijainti ± 2 mm - Kengän korkeus ±10 mm
5 2.5 AK pilarikengän käyttökohteet 2.5.1 Rakennevaihtoehdot AK pilarikenkä on rinnakkaistuote APK-kengille. Kenkä perustuu ratkaisuun, jossa kenkäosan kotelo toimii kantavana rakenteena ja kotelo kiinnitetään suoraan pilarin päätankoon. Tällöin liitoksen voimia ei kierrätetä erikseen kengän tartuntojen kautta pilarin raudoitukselle. Pilarin raudoitus kevenee ja yksinkertaistuu kenkäliitoksen alueella, kun pilarin päätangon voimat siirretään suoraan kengällä eteenpäin. AK pilarikengät toimitetaan seuraavina rakennevaihtoehtoina: 1. Kenkä toimitetaan erillisellä tartunnalla varustettuna. 2. Kenkä toimitetaan kiinnitettynä pilarin päätankoon ja tangon yläpäähän tehdään tarvittaessa jatkoskierre ylemmän kerroksen pilarin liitosta varten. 3. Pilarin raudoitus kenkäliitoksineen toimitetaan valmiiksi koottuna raudoituselementtinä. 2.5.2 Suorakaidepilarin nurkkakengät Suorakaidepilarin nurkkakenkiä varten valmistetaan seuraavat tuotteet: Kuva 1. 1. Suorakaidepilarin nurkkakenkä AK-S2, jossa on kaksi tartuntaa AK-S2 kenkää käytetään suorakaidepilarin nurkassa. Kengän kotelon katossa on kaksi tartuntaa jolloin ne jättävät tilan haan nurkassa olevalle pilarin päätangolle. AK-S2 kengän pultteina käytetään ATP ja AHP harjateräsperuspultteja kokoluokissa M20-M45. Kuva 1. Suorakaidepilarin nurkkakenkien AK-S2 rakenne 2.5.3 Suorakaidepilarin keskikengät sekä seinäkengät Suorakaidepilarin keskikenkiä ja seinäkenkiä varten valmistetaan seuraavat tuotteet: Kuva 2: 1. Suorakaidepilarin keskikenkä ja seinäkenkä AK-KK AK-KK kenkää käytetään suorakaidepilarin sivulla nurkkakenkien välissä. Kenkä sopii myös seinäelementin liitoksiin. Kengässä on yksi tartunta kotelon katossa. AK-KK kengän pultteina käytetään ATP ja AHP harjateräsperuspultteja kokoluokissa M20-M45. 2.5.4 Kerrospilarikengät suorakaidepilariin Kerrospilarikengät AK-K kiinnitetään pilarin päätankoon ja ne voidaan valmistaa raudoituselementeiksi seuraavasti: 1. Ylimmän kerroksen kerrospilarikenkä AK-K-L kenkää käytetään suorakaidepilarin raudoituselementissä, kun kenkä kiinnitetään pilarin
6 päätankoon ja tankoa ei jatketa enää ylempään kerrokseen. Tangon pituus valmistetaan tilauksen mukaan. Raudoituselementin rakenne on esitetty kuvassa 3. Kengät voidaan toimittaa erillisinä tai ne kootaan valmiiksi raudoituselementiksi. 2. Jatkettava kerrospilarikenkä AK-K-J-L kenkää käytetään suorakaidepilarin raudoituselementissä, kun kenkä kiinnitetään pilarin päätankoon. Tangon yläpäähän valmistetaan jatkoskierre sopimaan seuraavan kerroksen pilarikenkäliitokseen. Raudoituselementin rakenne on esitetty kuvassa 3. Kengät voidaan toimittaa erillisinä tai ne kootaan valmiiksi raudoituselementiksi. Kuva 2. Pilarin keskikenkien ja seinäkenkien AK-KK rakenne Kuva 3. Kerrospilarikengän AK-K rakenne
7 2.5.5 Kerrospilarikengät pyöreään pilariin Pyöreitä pilareita varten valmistetaan seuraavat kerrospilarikengät ja niistä koottavat raudoituselementit: 1. Ylimmän kerroksen kerrospilari kenkä AK-P-L kenkää käytetään pyöreän pilarin raudoituselementissä, jossa kenkä kiinnitetään päätankoon ja tankoa ei jatketa enää ylempään kerrokseen. Tangon pituus valmistetaan tilauksen mukaan. Raudoituselementin rakenne on esitetty kuvassa 4. Kengät voidaan valmistaa erillisiä tai ne kootaan valmiiksi elementeiksi. 2. Jatkettava pyöreä kerrospilari kenkä AK-P-J-L kenkää käytetään pyöreän pilarin raudoituselementissä, jossa kenkä kiinnitetään päätankoon. Tangon yläpäähän valmistetaan jatkoskierre seuraavan kerroksen pilarikenkään. Raudoituselementin rakenne on esitetty kuvassa 4. Kengät voidaan toimittaa erillisiä tai ne kootaan valmiiksi raudoitukseksi. 3. Erillisellä tartunnalla varustettu kenkä Pyöreä pilarikenkä toimitetaan myös erillisellä tartunnalla, jolloin kengässä on täyden jatkoskertoimen pituinen tartunta hitsattuna kotelon kattoon. Kuva 4. Pyöreän kerrospilarikengän AK-P rakenne
8 2.6 Suorakaidepilarin kengät 2.6.1 Suorakaidepilarin nurkkakengät AK-S2 kenkä sopii suorakaidepilarin nurkkakengäksi. AK-S2 kengässä on kaksi tartuntaa, jolloin pilarin päätanko sopii haan nurkkaan kengän tartuntojen väliin. Kuva 5. AK-S2 kengän rakenne Taulukko 1. AK-S2 kengän mitat Kenkä A H B C L2 D2 T P1 mm mm mm mm mm mm mm mm kg AK20S2 89 116 80 70 1115 T12 30 18 4,5 AK24S2 100 145 95 74 1475 T16 35 25 8,7 AK30S2 112 180 120 88 1820 T20 40 30 14,8 AK36S2 128 200 130 100 1910 T25 50 35 22,6 AK39S2 140 220 140 116 2300 T25 54 40 30,3 AK45S2 152 245 150 120 2325 T32 60 50 45,9 Merkinnät: A, H = Kengän ulkomitta ja kenkäosan korkeus B, C = Kotelon sisäkorkeus ja -halkaisija L2 = Kengän kokonaiskorkeus D2 = Kengän tartunnan koko T, = Pohjalevyn paksuus ja pultin reiän halkaisija P1 = Kengän paino
9 2.6.2 Suorakaidepilarin keskikenkä ja seinäkenkä AK-KK keskikenkää käytetään suorakaidepilarin sivulla ja seinäelementissä. Kengässä on yksi harjaterästartunta kotelon katossa, johon voidaan tarvittaessa tehdä jatkoskierre seuraavan kerroksen kenkäliitosta varten. Kuva 6. AK-KK kengän rakenne Taulukko 2. AK-KK kengän mitat Kenkä A1 A2 H B E/F L D1 T P mm mm mm mm mm mm mm mm mm kg AK20KK 110 90 116 80 50/53 905 T20 30 18 4,4 AK24KK 117 98 145 95 50/55 1290 T25 35 25 8,2 AK30KK 137 112 180 120 50/60 1520 T32 40 30 15,0 AK36KK 156 118 200 130 50/60 1840 T32 50 35 19,0 AK39KK 177 129 220 140 60/65 2420 T40 54 40 34,7 AK45KK 193 137 245 150 60/65 3065 T40 60 50 45,5 Merkinnät: A1, A2 = Kengän kotelon ulkomitat H = Kenkäosan korkeus B = Kotelon sisäkorkeus E, F = Pultin ja tangon keskiöetäisyys kengän reunasta L = Kengän kokonaiskorkeus D1 = Tartunnan koko = Pultin reiän halkaisija T = Pohja- ja kattolevyn paksuus P = Kengän paino.
10 2.7 Kerrospilarikengät 2.7.1 Suorakaidekerrospilarin kengät AK-K-L kenkiä käytetään yksikerrospilareissa suorakaidepilarin nurkassa pilarin päätangon jatkamiseen ja liittämiseen perustukseen. AK-K-J-L kengän tangon päähän valmistetaan kierre ylemmän kerroksen kenkäliitosta varten. Kuva 7. AK-K kengän rakenne Taulukko 3. AK-K kengän mitat Kenkä A H B C E/F D M K T P mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm kg AK20K-J-L 89 110 80 70 50/52 30 T20 20 120 15 2,0 AK24K-J-L 95 135 95 74 50/53 35 T20 24 130 20 2,6 AK30K-J-L 110 170 120 88 50/55 40 T25 30 150 25 4,6 AK36K-J-L 128 200 130 100 50/60 50 T32 39 170 35 8,4 AK39K-J-L 140 220 140 116 60/70 54 T40 39 190 40 12,0 AK45K-J-L 152 245 150 120 60/70 60 T40 48 210 50 15,8 Merkinnät: L = Kengän kokonaiskorkeus = tilauspituus A = Kengän ulkomitta H = Kenkäosan korkeus B = Kotelon sisäkorkeus C = Kotelon halkaisija E/F = Pultin/tangon keskiöetäisyys pilarin pinnasta = Pultin reiän koko D = Tangon halkaisija K, M = Tangon kierteen koko ja kierteen pituus T = Pohja- ja kattolevyn paksuus P = Kengän paino ilman tankoa
11 2.7.2 Pyöreät kerrospilarikengät AK-P-L kenkiä käytetään kerrospilareissa pyöreän pilarin päätangon jatkamiseen ja liittämiseen perustukseen. AK-P-J-L kengän tangon päähän valmistetaan kierre ylemmän kerroksen kenkäliitosta varten. Kuva 8. Pyöreän kerrospilarikengän rakenne Taulukko 4. Pyöreän kerrospilarikengän mitat Kenkä L A1 A2 H B C E/F D M K T P mm mm mm Mm mm mm mm mm mm mm mm mm kg AK20P 1040 90 100 110 80 70 50 30 T20 - - 15 4,3 AK24P 1295 92 105 135 95 74 50 36 T20 - - 20 5,5 AK30P 1620 102 116 170 120 88 50 40 T25 - - 25 10,3 AK36P 2060 112 139 200 130 100 50 50 T32 - - 35 20,6 AK39P 2440 129 168 220 140 114 60 56 T40 - - 40 34,3 AK45P 3065 137 182 245 150 124 60 63 T40 - - 50 44,9 AK20P-J-L - 90 100 110 80 70 50 30 T20 20 120 15 2,0 AK24P-J-L - 92 105 135 95 74 50 36 T20 24 130 20 2,6 AK30P-J-L - 102 116 170 120 88 50 40 T25 30 150 25 4,8 AK36P-J-L - 112 139 200 130 100 50 50 T32 39 170 35 8,9 AK39P-J-L - 134 168 220 140 114 60 56 T40 39 190 40 12,4 AK45P-J-L 137 182 245 150 124 60 63 T40 48 210 50 16,9 Merkinnät: L = Kengän kokonaiskorkeus = tilauspituus A1, A2 = Kengän kotelon ulkomitat H, B, C = Kenkäosan korkeus ja kotelon sisäkorkeus ja kotelon leveys E/F = Pultin/tangon keskiöetäisyys pilarin pinnasta = Pultin reiän koko D = Tangon halkaisija K, M = Tangon kierteen koko ja kierteen pituus T = Pohja- ja kattolevyn paksuus P = Kengän paino ilman tankoa
12 3. KENKIEN VALMISTUSMERKINNÄT Pilarikengät varustetaan seuraavilla valmistusmerkinnöillä: - Inspecta Sertifiointi Oy:n tarkkailumerkki - ANSTAR Oy:n ja tuotteen tunnus 4. PILARIKENGÄN KÄYTTÖ 4.1 Kenkien mitoitusperiaatteet 4.1.1 Suunnittelunormit Pilarikenkäliitos suunnitellaan seuraavien normiryhmien mukaan: 1. Kansalliset normit: RakMK B4 sekä BY 50 Betoninormit 2. Euronormit: SFS-EN 1992-1-1, 2004 (+NA) Eurokoodi 2: Betonirakenteiden suunnittelu. Osa 1.1. Kestävyyden mitoitusarvoja voidaan käyttää myös SFS-EN 1992-1-1 liitteen A kohdan A.3.2 pienennetyn materiaaliosavarmuustason mukaisessa mitoituksessa. Huomioitava SFS-EN 1992-1-1 kohta 2.4.2.4. EN 1992-1-1:2004 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 K45-1 2. Tartuntatila Tartuntatila I, jatkoskerroin kj = 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) 4.1.2 Pilarikenkien kapasiteetit ja kestävyysarvot AK-pilarikenkien laskentakapasiteetit ja kestävyysarvot esitetään taulukossa 5-6 Kengän normaalivoimaja leikkauskestävyys määräytyy kenkää vastaavan peruspultin mukaan. Normaalivoiman kapasiteetti ja -kestävyys Normaalivoiman laskenta-arvot 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.
13 1. Suorakaidepilarin nurkkakengät Suorakaidepilarin nurkkakenkien AKS2 sekä keskikenkien AK-KK laskenta-arvot ja mitoitusarvot on esitetty taulukossa 5 pilaribetonille K45-1 (C35/45) kiinnitettäessä kenkä harjateräsperuspulteille perustukseen tai alemman kerroksen pilarin jatkospulttiin. Taulukko 5. AK-S2 ja AK-KK kenkien laskenta-arvot RakMK B4 sekä mitoitusarvot EC2 mukaan Pilarikenkä Normaalivoima Leikkausvoima Pilarikenkää vastaava N ud N Rd [kn] V ud V Rd [kn] peruspultti K45-1 C35/45 K45-1 C35/45 AK20S2, -KK 102,1 97,0 6,9 ATP20, AHP20 AK24S2, -KK x) 147,1 139,7 10,9 ATP24, AHP24 AK24S2, -KK 176,7 174,5 15,2 ALP22 AK30S2, -KK x) 233,8 222,1 19,1 ATP30, AHP30 AK30S2, -KK 267,7 264,4 25,2 ALP27 AK36S2, -KK 335,0 349,5 30,3 AET36, AES36 AK39S2, -KK y) 406,7 386,5 36,7 ATP39, AHP39 AK45S2, -KK y) 523,3 546,0 50,8 AET45, AES45 x) peruspultti rajoittaa kapasiteettia ja kestävyyttä y) kenkiä AK39KK ja AK45KK ei käytetä RakMK B4 mukaisessa mitoituksessa. 2. Kerrospilarikengät Kerrospilarikenkien kestävyysarvot on esitetty taulukossa 6 pilaribetonille K45-1 (C32/40) kiinnitettäessä kenkä harjateräsperuspultilla K30-2 (C25/30) paikallavaluperustukseen. Taulukko 6. AK-K, AK-P kenkien laskenta-arvot RakMK B4 sekä mitoitusarvot EC2 mukaan Pilarikenkä Normaalivoima Leikkausvoima Pilarikenkää vastaava N ud N Rd [kn] V ud V Rd [kn] peruspultti K45-1 C35/45 K45-1 C35/45 AK20K, -P 102,1 97,0 6,9 ATP20, AHP20 AK24K, -P 130,8 136,5 10,9 AET24, AES24 AK30K, -P 204,2 213,0 19,1 AET30, AES30 AK36K, -P 335,0 349,5 30,3 AET36, AES36 AK39K, -P y) - 386,5 36,7 ATP39, AHP39 AK45K, -P y) - 546,0 50,8 AET45, AES45 y) kenkiä AK39K,-P ja AK45K, -P ei käytetä RakMK B4 mukaisessa mitoituksessa. Merkinnät: N ud = normaalivoimakapasiteetin laskenta-arvo N Rd = normaalivoimakestävyyden mitoitusarvo V ud = leikkauskapasiteetin laskenta-arvo V Rd = leikkauskestävyyden mitoitusarvo. 4.2 Pilarikenkäliitoksen suunnittelu 4.2.1 Kengän koon valinta Pilarikenkäliitoksen suunnittelu ja kengän ja peruspultin valinta tehdään seuraavasti: 1. Mitoitusohjelma Pilarikenkä-peruspulttiliitos voidaan mitoittaa Anstar Oy:n Coljoint mitoitusohjelmalla. Ohjelmalla voidaan laskea myös epäsymmetriset ja erikokoisia kenkiä käsittävät liitokset. 2. Kenkä valitaan pilarin jatkettavan tangon mukaan Kerrospilarikengän koko valitaan pilarin päätangon mukaan, jolloin kenkäliitos siirtää pilarin tangon voiman liitoksen läpi.
14 3. Kengän mitoitus leikkausvoimalle Pilarikengän mitoitus leikkauskestävyydelle voidaan tehdä seuraavin edellytyksin, kun halutaan siirtää pilarin leikkausvoima kenkä/pulttiliitoksen kautta: - Leikkauskapasiteetin ja kestävyyden mitoitusarvo määräytyy kenkää vastaavan peruspultin mukaan. - Mitoitus voidaan laskea kaikille liitoksen pulteille. - Mutterikolon ja kengän pohjalevyn alustavalu on suoritettava kohdan 5.2 mukaan. - Alustavalun paksuus on 50-80 mm. - Mutterit on kiristettävä peruspulttikäyttöohjeen kohdan 6.3 mukaiseen momenttiin ja lukittava. Leikkausvoiman voi siirtää myös liitoksen pintojen kitkan avulla suunnittelunormien mukaisilla ohjeilla. 4.2.2 Peruspultin korkeusaseman määrittäminen AK-kenkien peruspulttien kierteen korkeus ja kengän kotelon korkeus on suunniteltu taulukon 7 ja kuvan 9 mukaisilla mitoilla. Kengät sopivat samoilla mitoilla sekä peruspultti- että pilarijatkosliitoksiin. Taulukko 7. Pilarikenkien sijoitusmitat Kenkä A B E G mm mm mm mm AK20S2, -K, -KK, -P 115 80 50 50 AK24S2, -K, -KK, -P 130 95 50 50 AK30S2, -K, -KK, -P 150 120 50 50 AK36S2, -K, -KK, -P 170 130 50 60 AK39S2, -K, -KK, -P 180 140 60 60 AK45S2, -K, -KK, -P 195 150 60 70 Merkinnät: A = Pultin kierteen korkeus raakavalun pinnasta B = Kengän kotelon sisäkorkeus E = Pultin keskiön etäisyys pilarin reunasta G = Jälkivalun paksuus
15 Kuva 9. Suorakaidepilarikengän sijoitusmitat Kuva 10. Kerrospilarikengän sijoitusmitat 4.2.3 Kerrospilareiden jatkaminen Kerrospilareiden jatkokset suunnitellaan AK kengillä seuraavasti: 1. Pilarin ja raudoitustankojen koko ei muutu liitoksessa. Kun pilarin ulkomitat ja jatkettavan tangon koko pysyvät samoina jatkoksessa, käytetään jatkoskierteellä varustettua pilarikenkää AK-K-J-L. Erillistä jatkospulttia ei liitoksessa tarvita vaan kenkä kiinnittyy alemman kerroksen tankoon valmistettuun kierteeseen. 2. Pilarin koko pysyy samana, mutta tangon koko muuttuu ylemmässä pilarissa. Kun pilarin päätangon koko muuttuu liitoksessa, tehdään liitos vaihtoehtoisesti seuraavasti. - Alemmassa pilarissa käytetään ilman jatkoskierrettä olevaa kenkää esim. AK-P-L. Pilarin yläpäähän sijoitetaan taulukon 10 mukainen jatkospultti. Jatkospultin koko määrätään ylemmän pilarin jatkettavan päätangon mukaan. - Alemmassa pilarissa käytetään jatkoskierteellä varustettua AK-P-J-L kenkää, johon valmistetaan erikoistilauksesta numeroa pienempi jatkoskierre. 3. Pilarin koko muuttuu jatkoksessa. Alemmassa pilarissa käytetään ilman jatkoskierrettä olevaa kenkää esim. AK-K-L. Pilarin yläpäähän sijoitetaan taulukon 10 mukaiset AES jatkospultit ylemmän pilarin jatkettavan tangon mukaan. 4. Kenkää ei kiinnitetä pilarin päätankoon. Mikäli kenkää ei kiinnitetä pilarin päätankoon, käytetään erillisellä tartunnalla varustettuja AK-S2 tai AK-P kenkiä ja pilarin yläpäässä irtopultteja. 4.2.4 Pilariliitoksen asennusaikainen mitoitus Pilari asennetaan peruspulttien muttereiden varaan ja vaaitaan paikoilleen ja mutterit kiristetään. Pultit on tarkistettava pilarin asennusaikaiselle kuormalle ennen pohjalevyn alustavalua. Määritetään pilarin asennusaikainen laskentakuorma liitoksessa ennen jälkivalua. Ohessa ovat laskentakaavat EC:n mukaan. RakMK B4 mukaisessa mitoituksessa noudatetaan samaa laskentaperiaatetta. N Ed = Pilarin normaalivoiman mitoitusarvo M Ed = Pilarin taivutusmomentin laskenta-arvo
16 n p = peruspulttien lukumäärä = 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 mitoitusrarvon 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
17 5. KENKIEN KÄYTTÖ 5.1 Käytön rajoitukset Pilarikengät on suunniteltu staattisille kuormille. Dynaamisilla kuormilla on käytettävä suurempia kuormien osavarmuuskertoimia sekä liitoksen osien toiminta on tarkastettava. Kengän pohjalevyn materiaalin iskusitkeys testataan -20 C lämpötilassa, jolloin kenkää voi käyttää tähän lämpötilaan asti ilman eri tarkastelua. 5.2 Kengän sijoittaminen 5.2.1 Liitoksen betonilujuus Kenkien 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. Kuva 11. 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 11. 3. Jälkivalun suoritus 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. Kylmissä olosuhteissa liitos sulatetaan lumesta ja jäästä sekä suojataan sähkölämmityksellä tai mekaanisella suojauksella, jotta jälkivalu saavuttaa vaaditun lujuuden jäätymättä. Kuva 11. Pilarikenkäliitoksen betonilujuudet 5.2.2 Pilarin minimimitat Taulukossa 8 esitetään pilarin minimimitat käytettäessä neljää erillistä kenkää suorakaidepilarin nurkissa ja pyöreässä pilarissa. Pilarin minimimitta määräytyy kengän takatartunnan ulottuvuuden mukaan.
18 Taulukko 8. Pilarin minimimitat kenkäliitoksessa Kenkä AK-K AK-P AK-P Kenkä AKK AK-P AK-P 4 kenkää 4 kenkää 2 kenkää 4 kenkää 4 kenkää 2 kenkää AK20 230*230 280 260 AK36 300*300 340 310 AK24 240*240 280 270 AK39 320*320 380 350 AK30 260*260 310 280 AK45 330*330 390 360 5.2.3 Pilarin raudoituksen suunnittelu Kengän tartunnat on suunniteltu siten, että pilarin raudoituksena käytetään yksittäisiä tankoja (ei tankonippuja). Kengän tartuntaolosuhteet ja jatkoskertoimet on määritetty kappaleessa 4.1.1. Kenkäliitoksen alueella pilarin raudoitus suunnitellaan seuraavasti: 1. Suorakaidepilarin kenkä AK-S2. Kenkä sijoitetaan pilarin nurkkaan ja pilarin raudoitus sijoittuu seuraavasti: - Pilarin päätanko sijoitetaan haan nurkkaan, sillä kengän tartunnat jättävät sille riittävästi tilaa. 2. Kerrospilarikengät AK-K, AK-P Kenkä sijoitetaan pilarin nurkkaan tai ja pyöreän pilarin sivulle ja raudoitus sijoittuu seuraavasti: - Kenkäosa kiinnitetään pilarin päätankoon. Kengillä jatketaan kaikki pilariliitoksessa tarvittavat tangot. - Kengän tartuntojen viereen sijoitetaan vastaavan kokoiset tangot, jotka mitoitetaan liitoksen voimien mukaan. 5.2.4 Pilarin lisähaat AK-Kengän yläpuolelle tartuntojen alku- ja loppualueelle sijoitetaan kuvan 12 ja 13 mukaiset haat A st pilarin normaalin hakaraudoituksen lisäksi. Hakaraudoitus tarvitaan kengän aiheuttamien halkaisuvoimien sekä Eurokoodi 2 kohdan 8.7.4 poikittaisraudoitusvaatimuksen vuoksi. Haat pitää asentaa myös BY 50 mukaisessa mitoituksessa. Leikkaushaat A vt Pilarikenkien leikkausvoimaa varten pilarin alapäähän sijoitetaan taulukon 9 mukaiset U-lenkit A vt. Poikkileikkausala A vt tarvitaan aina yhden kengän leikkausvoimaa varten. U-lenkillä sidotaan kaksi vastakkaista kenkää toisiinsa. Katso kuvat 12 ja 13. Kuva 12. Pilariliitoksen lisähakojen sijoitus
19 Taulukko 9. Pilarikenkien lisähaat. Hakateräs A500HW. Kenkä Lisähaat A st U-lenkit A vt A st mm 2 A vt mm 2 AK20 2T8 50 1T8 50 AK24 3T8 100 1T8 50 AK30 4T8 150 2T8 100 AK36 5T8 200 3T8 150 AK39 6T8 300 2T10 150 AK45 5T10 400 2T10 150 Kuva 13. U-lenkkien sijoitus pyöreään pilariin 5.2.5 Kapasiteettien ja kestävyysarvojen korjaaminen Pilarikengän laskenta-arvoja korjataan betonilujuuden muuttuessa seuraavasti: 1. Kengän normaalivoima Normaalivoiman laskenta-arvoja ja kestävyyden mitoitusarvoja pienennetään betonin lujuusluokan laskiessa. Korjaus tehdään molempien normien mukaisessa mitoituksessa. Kengän laskenta-arvoja pienennetään kertoimilla n 1, joka lasketaan betonin vetolujuuden suhteessa seuraavasti: n 1 = f ctd lask /f ctd K45-1 n 1 = f ctd lask /f ctd C35/45 jossa f ctd lask on käytettävän betonin vetolujuuden mitoitusarvo. 2. Kengän leikkausvoima Kengän leikkauskestävyys määräytyy pultin kestävyysarvojen laskennassa käytetyn betonin lujuusluokan mukaan. Lujuuden muuttuessa korjaus tehdään sekä alemmissa että ylemmissä lujuusluokissa ja molempien normien mukaisessa mitoituksessa peruspulttikäyttöohjeen mukaan. 5.2.6 Palosuojaus Pilarikenkäliitos suojataan rakennuksen rungon palonkestoaikaan. Kengän pohjalevyn reuna sijoitetaan pilarin reunan tasoon. Tartuntojen betonipeite on tällöin 43-45 mm, mikä vastaa 120 minuutin palonkestoaikaa. Suurempi palonkestoaika saadaan sijoittamalla kenkä sisemmäksi pilariin. Kengän teräsosat suojataan liitoksessa seuraavasti: 1. Tartuntojen palosuojaus - Kengän tartuntojen betonipeite 43-45 mm riittää 120 minuutin palonkestoaikaan. - Korkeampi palonkestoaika saadaan sijoittamalla kenkä sisemmäksi pilarissa. 2. Kengän levyosien palosuojaus - Kengän pohjalevy suojataan mutterikotelon jälkivalulla. - Mutterikolojen jälkivalu suojaa kengän kotelon, kattolevyn ja kotelon kohdalla olevat tartunnat
20 120 minuutin palonkestoaikaan. - Kengän kotelon ja kattolevyn pilarin pintaan näkyviin jääviä reunoja ei tarvitse suojata. 5.3 Kenkäliitos esijännitetyssä pilarissa AK-S2 kenkä soveltuu esijännitettyyn pilariin. Esijännityspunokset sijoitetaan pilarissa seuraavalla tavalla: 1. Punokset sijoitetaan pilarin sivuille kenkien koteloiden väliseen tilaan. 2. Punokset sijoitetaan pilarin kulmiin kengän kohdalle. Punoksia varten tehdään tilauksesta reikä AK-S2 kengän kotelon kattoon, jolloin punos sijoitetaan pultinreiän ja kotelon katossa olevan reiän läpi. Esijännitetyssä pilarissa käytetään AK-S2 kenkää, jolloin kengän tartunnan pituus on kuitenkin tapauskohtaisesti tarkistettava vastaamaan esijännityspunoksen tartuntapituusvaatimusta. 5.4 Liitoksen käyttöikä ja säilyvyys Pilarikenkäliitoksen käyttöikä ja säilyvyys suunnitellaan BY 50 kappaleen 3 tai EC2 kappaleen 4 mukaan. Pilariliitoksen ympäristöolosuhteen määräämä rasitusluokka valitaan samaksi kuin mihin pilari/perustus kyseisessä tilassa kuuluu, ellei erityisistä syistä rasitusluokkaa liitoksen osalta nosteta vielä tätä korkeammaksi. Liitoksen rasitusluokat ja betonipeite määritetään seuraavasti: 1. 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 kenkäliitosta ei pystytä myöhemmin huoltamaan, pitää kengän teräsosat suojata rasitusluokan mukaisella betonipeitteellä. Rasitusluokat XC1 ja XC3: - Kengän teräsosat suojataan rasitusluokan mukaisella betonipeitteellä. Rakenteellisella ratkaisulla estetään veden pääsy liitoksen sisään. - Kylmissä ja kosteissa sisätiloissa kengät kuumasinkitään Rasitusluokat XC2, XD4, XD, XS ja XF. - Näissä rasitusluokissa kenkiä voidaan käyttää tapauskohtaisesti harkiten. Kengän teräsosat on suojattava riittävällä betonipeitteellä, jonka halkeilu on estettävä. Rakenteellisilla ratkaisuilla pitää estää veden pääsy liitoksen sisään. 6. LIITOKSEN ASENNUS 6.1 Pilarikenkäliitoksen asennus 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 pituusak-
21 selia vastaan Kenkäryhmä asennetaan muottiin noudattamalla seuraavia toleransseja: - Kenkäryhmän pultinreikien sijainti pilarin keskilinjan suhteen ± 5 mm - Pultinreikien keskinäinen etäisyys ryhmässä ± 2 mm - Kenkäryhmän korkeusasema ± 5 mm Kuva 14. Avaimen vaatima tilantarve kengän mutterikotelossa 6.2 Pilarin 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 käyttöohjeissa 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. 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
22 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 Pilarikenkien asennuksen valvontaohje 1. Toimenpiteet ennen valua - Tarkistetaan, että kenkä on suunnitelmien mukainen ja se ei ole kuljetuksen aikana vaurioitunut. - Tarkistetaan kenkäryhmän sijainti muotissa (reunaetäisyys, pultinreikien väli). - Tarkistetaan pilarin yläpään jatkospulttien sijainti. - Varmistetaan, että kenkä on kiinnitetty muottiin ja avainkolot on suojattu. 2. Toimenpiteet valun jälkeen - Mitataan kengän pultinreikien sijainti vastaamaan suunnitelmien mukaisia toleransseja. - Tarkistetaan valun onnistuminen ja mutterikolojen ja pultinreiän puhtaus. 8.2 Pilarin asennuksen valvontaohje Pilarin asennus suoritetaan rakennesuunnittelijan laatiman asennussuunnitelman mukaan. (RakMK B4 4.2.5.2). 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. - Jälkivalun kovetuttua tarkistetaan kaikista pilarista, että pohjalevyn alusta ja mutterikolot ovat täynnä betonia.
23 MUISTIINPANOJA