Raksatuntija - blogi

Asuinrakennuksien kantavien ja jäykistävien rakenteiden perusteet

21.3.2019

Mitä kuormia rakennukseen kohdistuu?

 

Rakennukseen kohdistuu pysty- ja vaakakuormia. Pystykuormat on jaettu pysyviin ja muuttuviin kuormiin. Pysyvät kuormat koostuvat rakenteiden omasta painosta (seinät, pilarit, palkit, välipohjalaatat, lattioiden tasoitusvalut jne.) ja muuttuvat pystykuormat ovat rakennuksen toimintoihin liittyviä kuormia (ihmiset, huonekalut, tavarat jne.). Nykyisten rakennusstandardien (eurokoodin) mukaisesti muuttuvat kuormat eli hyötykuorma asuinrakennusten huoneissa on n. 200 kg/m2. Rankarakenteiset kevyet väliseinät voivat muuttaa paikkaa rakennuksen elinkaaren aikana, jonka vuoksi hyötykuormassa otetaan usein ”väliseinälisä”, joka on suuruudeltaan n. 50 kg/ m2. Tämä johtaa hyötykuorman arvoon 250 kg/m2. Lumikuorma huomioidaan omana kuormana, jonka suuruus riippuu rakennuksen sijainnista ja katon muodois-ta.

 

Rakennukseen kohdistuu myös vaakakuormia, jotka jaetaan yhtälailla pysyviin ja muuttuviin kuormiin. Pysyvät vaakakuormat vaikuttavat usein kellaritiloissa, jossa kellarin seiniin kohdistuu maanpainetta. Muuttuvilla vaakakuormilla tarkoitetaan asuinrakennuksissa lähinnä tuulikuormia, jonka suuruus riippuu rakennuksen sijainnista, muodosta ja korkeudesta.

 

 

Mitä tarkoitetaan kantavalla ja/tai jäykistävällä rakenneosalla?

 

Kantavalla rakenneosalla tarkoitetaan sellaista rakennetta, joka siirtää rakennuksen pystykuormia perus-tuksille. Kantavilla rakenteilla tarkoitetaan yleensä pystyrakenneosia (seinät ja pilarit), mutta myös vaakarakenneosat (palkit ja laatat) ovat kantavia. Vaakarakenteet siirtävät vaaka- ja pystykuormia pystyraken-teille.

 

Jäykistävä rakenneosa siirtää rakennukseen kohdistuvia vaakakuormia perustuksille. Esimerkiksi tuulenpaine kohdistuu rakennuksen julkisivuun, josta vaakakuorma siirtyy välipohjalaatan välityksellä jäykistäville pystyrakenteille näiden jäykkyyksien suhteessa; kaikista jäykin rakenneosa kerää eniten vaakakuormaa. Vaakakuorma taivuttaa jäykistäviä rakenneosia, jonka vuoksi kantavan ja jäykistävän rakenneosan pystykuorma kasvaa toisella pitkittäissuuntaisella reunalla ja toisella puolella taas pienenee. Kantavaan ja jäykistävään rakenneosaan voi kehittyä vetovoimia, mikäli vaakavoiman suuruus suhteessa pystykuormiin on suuri. Vaakavoiman vaikutuksia on helppo demonstroida esim. nostamalla muovinen viivoitin pystyyn ja työntämällä tätä vaakasuunnassa sormella.

 

Vaakavoimat siirtyvät siis rakennuksen perustuksille lähtökohtaisesti kaikista jäykimpien rakenteiden kautta, jotka Suomen nykyisissä kerrostalo rakennuksissa (1950-luvulta lähtien) ovat tyypillisesti teräsbetoniseiniä. Vanhemmissa kerrostalo rakennuksissa (ennen 1950-lukua) kantavat ja jäykistävät seinät ovat tyypillisesti tiilimuureja. Käsin laskettaessa seinän jäykkyys lasketaan pääsääntöisesti ehjän osuuden mukaisesti eli pitkällä seinällä oviaukko katkaisee seinän kahteen jäykistävään osaan. Jäykkyyteen vaikuttaa rakenneosan poikkileikkauksen paksuus ja pituus, joista jälkimmäisellä on merkittävin vaikutus. Jos esimerkiksi 10 metriä pitkän seinän keskelle tehdään 2 metrin levyinen aukko, niin jäljelle jäävien seinien (4 metriä ja 4 metriä) yhteenlaskettu jäykkyys on enää noin 13 % alkuperäisen seinän jäykkyydestä.

 

 

Voiko kantavan ja jäykistävän rakenneosan purkaa?

 

Kantavia ja jäykistäviä rakenneosia on mahdollista purkaa, mutta vanhojen rakenteiden ehdolla. Vanhoja olemassa olevia rakenteita voidaan tietyissä rajoissa vahvistaa.

 

Kantavan ja jäykistävän seinän aukotus keskittää kuormia aukon reunoille eli tukialueille, jolloin vanhan rakenteen kapasiteetti saattaa ylittyä. Seinien uusia aukotuksia usein vahvistetaan, jotta uudelleen jakautunut kuormitus saadaan hallintaan. Kerrostaloissa aukotuksien vahvistukset ovat pääsääntöisesti terästä, sillä taipumat ja muodonmuutokset saadaan näin paremmin hallintaan. Uudet teräsrakenteet tulee palo-suojata joko valamalla betonia teräsrakenteen ympärille tai levyttämällä teräsrakenne palosuojalevyillä.

 

Pilareita ei lähtökohtaisesti pureta, sillä pilareissa vaikuttavat voimat ovat hyvin suuria.

 

betoniseinä kantava aukotus purkaminen kerrostalo helsinki
kantava seinä aukotettu purettu helsingissä kerrostalossa

Kerrostalon betoniseen väliseinään tehtiin noin 3 metriä leveä aukko. Vasemmassa kuvassa näkyy rakennusaikainen kuva, jossa teräspalkki on näkyvissä. Oikealla on aukotus valmiina.

Yhteystiedot

e-mail

+358 (0) 44 0111 591

puhelinnumero

Insinööritoimisto K. Parila Oy

Kuunkierros 2 D 16

02210 Espoo

Y: 2910889-1

LuotettavaKumppaniyritys

Toimialueena koko Helsingin seutu: Helsinki, Espoo, Vantaa, Kirkkonummi, Vihti, Nurmijärvi, Hyvinkää, Tuusula, Järvenpää, Kerava, Sipoo, Pornainen ja Mäntsälä.

© Copyright 2019. All Rights Reserved.

Luotettavaa asiantuntijapalvelua