Browsing by Author "Nurmi, Juho"

Now showing 1 - 1 of 1

Betonin ja teräksen liittorakenne korkean rakennuksen välipohjana
(2015-03-23) Nurmi, Juho
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Tässä diplomityössä tutkittiin rakennusten välipohjissa käytettäviä betonin ja teräksen muodostamia liittorakenteita. Työssä käsiteltiin pääasiassa teräspalkin ja sen päälle valetun betonilaatan liittorakennetta. Kirjallisuuden perusteella selvitettiin korkean rakennuksen välipohjan suunnitteluun vaikuttavat olennaiset tekijät ja vaatimukset. Tutkimuksen tavoitteena oli löytää korkean rakennuksen välipohjaan soveltuvia rakenneratkaisuja ja selvittää niiden vahvuudet ja heikkoudet. Liittorakenteiden käytöllä tavoitellaan kahden materiaalin yhteistoiminnasta saavutettavia etuja. Betonin etuja ovat hyvä puristuskestävyys, jäykkyys ja edulliset materiaalikustannukset. Toisaalta betonirakentaminen on muotti- ja raudoitustöiden vuoksi hidasta. Teräksen etuihin puolestaan lukeutuvat korkea lujuus, keveys ja nopea rakennettavuus, mutta teräs on materiaalina kallista. Diplomityössä havaittiin, että välipohjassa kummankin materiaalin vahvuuksia voidaan hyödyntää tehokkaasti. Liittopalkeissa betonilaatta kytketään leikkausliittimin yhteen teräspalkkien kanssa, jolloin pääosa puristusvoimista tulee betonin kannettavaksi. Teräspalkki puolestaan toimii luontevimmin vedettynä rakenneosana. Liittorakenteen taivutuskapasiteetti ja jäykkyys kasvavat ja myös rakennekorkeutta voidaan madaltaa verrattuna välipohjaan, jossa käytetään pelkkiä teräspalkkeja. Välipohjan kuormankantokyky lisääntyy ja taipumat ja haitalliset värähtelyt vähenevät. Liittolaattaa käyttämällä voidaan lisäksi nopeuttaa rakentamista, sillä valun aikana liittolaatan teräslevy toimii muottina ja valmiissa rakenteessa raudoituksena. Diplomityössä todettiin, että liittorakenteiset välipohjat soveltuvat parhaiten pitkille jänneväleille. Tämän vuoksi ne ovat omimmillaan toimistorakennuksissa, joissa tavoitellaan laajoja avoimia tiloja ja hyvää muunneltavuutta. Työssä havaittiin, että pitkien jännevälien myötä rakennuksen tilankäyttö tehostuu. Toisaalta pitkillä jänneväleillä rakennekorkeus väistämättä kasvaa, minkä vuoksi talotekniikka kannattaa pyrkiä kuljettamaan kantavan rakenteen läpi. Korkeiden rakennusten toiminnan kannalta olennaista on rakennuksen jäykistysjärjestelmän suunnittelu, sillä jäykistysjärjestelmällä hallitaan rakennukseen kohdistuvia vaakakuormia. Diplomityössä tutkittiin välipohjan toimintaa osana jäykistysjärjestelmää. Liittorakenteista välipohjaa voidaan hyödyntää jäykistävät rakenteet yhteen kytkevänä vaakakuormia siirtävänä rakenneosana. Työssä käsiteltiin myös pystyrakenteista ja välipohjan liittopalkeista muodostettuja kehärakenteita, joiden havaittiin toimivan tehokkaasti korkean rakennuksen jäykistämisessä.