AUTOKATOKSEN SUUNNITTELU
Aleksi Tikkanen
Opinnäytetyö Toukokuu 2015 Rakennustekniikan ko.
Talonrakennustekniikka
TIIVISTELMÄ
Tampereen ammattikorkeakoulu Rakennustekniikan koulutusohjelma Talonrakennustekniikka
ALEKSI TIKKANEN Autokatoksen suunnittelu
Opinnäytetyö 70 sivua, joista liitteitä 37 sivua Toukokuu 2015
Tämän opinnäytetyön aiheena on puurakenteisen kylmän varaston ja autokatoksen ark- kitehti- ja rakennesuunnittelu kantavien rakenteiden mitoitus mukaan lukien. Tilaajan toiveesta rakentamiskustannusten laskenta on sisällytetty työhön. Rakennuspaikka si- jaitsee loma-asuntoalueella Keski-Pohjanmaalla.
Työ alkoi lähtötietojen selvittämisellä, joita olivat rakennuspaikka, maaperä, kohteeseen vaikuttavat rakentamista koskevat määräykset ja tilaajan toiveet. Suunnittelu alkoi tilaa- jan kanssa mietittyjen pääpiirteisten ratkaisujen päättämisen jälkeen rakennukseen koh- distuvien kuormien laskennalla, jonka jälkeen mitoitettiin kantavat rakenneosat. Mitoi- tuksen lomassa piirsin AutoCAD–ohjelmalla rakennuksen piirustukset, joiden perusteel- la laskin rakentamiskustannukset.
Asiasanat: autokatos, rakennesuunnittelu, lupapiirustukset, rakennepiirustukset
ABSTRACT
Tampere University of Applied Sciences
Degree programme in Construction Engineering Option of Building Construction
ALEKSI TIKKANEN Car shelter design
Bachelor's thesis 70 pages, appendices 37 pages May 2015
The subject of this Bachelor’s thesis is the architectural and structural design of a wooden structured cold storage and carport including the design of the load-bearing structures. Since it was the clients wish the calculation of the construction costs are in- cluded in the work. The building site is located in a leisure residential area in Central Ostrobothnia.
Work started by finding out source information, which were the location of the con- struction site, soil, building regulations and the clients desires. After selecting main lines of the building with the client the design began with calculating the loads. Next the load-bearing structures were designed. Simultaneosly with the planning of the structures drawings of the building were made by AutoCAD software. Finally the costs were cal- culated according the drawings made.
Key words: car shelter, structural designing, planning permission drawings, construc- tion drawings
SISÄLLYS
1 JOHDANTO ... 6
2 TYÖN LÄHTIEDOT ... 7
2.1 Tavoitteet ... 7
2.2 Rakennuspaikka ... 7
2.3 Maaperä ... 7
2.4 Rakennussuunnittelu ... 8
2.5 Rakennusluvan hakeminen ... 9
2.6 Palomääräykset ... 9
3 KUORMITUKSET ... 14
3.1 Pysyvät kuormat ... 14
3.1.1 Yläpohja ... 14
3.1.2 Ulkoseinä ... 15
3.2 Muuttuvat kuormat ... 15
3.2.1 Tuuli ... 15
3.2.2 Lumi ... 17
3.2.3 Hyötykuormat ... 18
4 RAKENTEIDEN MITOITUS ... 19
4.1 Anturat ja routasuojaus ... 19
4.1.1 Seinäanturat ... 19
4.1.2 Pilarianturat ... 20
4.1.3 Routasuojaus ... 20
4.2 Runkotolppa ... 22
4.2.1 Taivutus ... 23
4.2.2 Puristus ... 23
4.2.3 Taivutus ja puristus ... 23
4.2.4 Taipuma... 24
4.2.5 Alajuoksun tukipainekestävyys ... 24
4.3 Pilarit ... 25
4.4 Levyjäykistys ... 26
4.5 Aukon ylityspalkki ... 27
4.6 Tasakerta ... 28
4.7 Kattoristikot ... 29
4.7.1 Ristikon tukipainekestävyys ... 29
4.7.2 Ristikoiden jäykistys ... 30
5 KUSTANNUSLASKENTA ... 31
6 POHDINTA ... 32
LÄHTEET ... 33
LIITTEET ... 34
Liite 1. Piirustukset ... 34
Liite 2. Maapohjankestävyys anturan alla ... 44
Liite 3. Runkotolpan kuormitukset ja Finnwood -tulosteet ... 46
Liite 4. Alajuoksun tukipainekestävyys ... 51
Liite 5. Pilarin kuormat ja Finnwood -tulosteet ... 53
Liite 6. Aukon ylityspalkin kuormat ja Finnwood -tulosteet ... 58
Liite 7. Tasakerran kuormat ja Finnwood -tulosteet ... 63
Liite 8. Ristikon tukipainekestävyys ... 68
Liite 9. Kustannuslaskenta... 70
1 JOHDANTO
Tässä opinnäytetyössä suunnitellaan puurakenteinen autokatos Hannu Tikkaselle, joka on myös työn tilaaja. Tavoitteena oli suunnitella Keski-Pohjanmaalle Kokkolaan ranta- tontille tilaajan toiveiden mukainen kahden auton autokatos, jonka kylkeen tulisi noin 15m2 kylmävarasto. Rakennuksen mitoiksi muodostui noin 6 m x 9 m.
Tilaaja rakentaa vanhalle mökkitontille uutta asuinrakennusta ja samalla syntyi tarve varastolle ja katokselle autoja sekä veneitä varten. Katoksen julkisivut suunniteltiin asuinrakennuksen ratkaisuja mukaillen, joka johti muun muassa hirsipaneelin valintaan ulkoverhousmateriaaliksi.
Opinnäytetyö etenee loogisesti lähtötietojen jälkeen kuormien laskentaan ja rakenteiden mitoitukseen, jonka jälkeen esitetään katoksen kustannuslaskentaa. Lopuksi liitteissä on Auto Cad 2014 -ohjelmalla tuotetut rakennusluvan hakemiseen vaaditut piirustukset, sekä työ- ja rakennepiirustuksia. Suunnittelu tehdään noudattaen eurokoodien asetuksia kuormien laskentaan (”EN 1991-1-1 Rakenteiden kuormat”) ja rakennesuunnitteluun (”EN 1995-1-1 Puurakenteiden suunnittelu”). Suunnittelussa hyödynnetään puuinfo Oy:n lyhennettyä pientalon suunnitteluohjetta, sekä MetsäWood:n Finnwood 2.3 mitoi- tusohjelmaa.
2 TYÖN LÄHTIEDOT
2.1 Tavoitteet
Työn tavoitteena on suunnitella Kokkolaan Trullevin alueelle tilaajan toiveiden mukai- nen kylmä auto/venekatos ja varasto, jonka rakentamisen on tarkoitus alkaa toukokuun 2015 lopulla. Työ alkaa lupakuvien tuottamisella, joiden lisäksi rakenne- ja työpiirus- tusten tekeminen, sekä kantavien rakenteiden mitoittaminen ja suunnittelu kuuluvat työhön.
Tilaajan toiveena oli saada niin suuri varasto ja talli, kuin vain rakennusoikeus antaa myöden. Selvityksen jälkeen todettiin, että rakennusoikeutta on vielä jäljellä 15m2 ta- lousrakennukselle ja 30m2 katoksille. Toiveina olivat myös samantyylinen ulkonäkö kuin viereen rakennettavalla uudella asuinrakennuksella, sekä käyttöullakko varastotilan maksimoimiseksi. Katoksesta olisi myös suunniteltava sellainen, että siihen mahtuu kaksi autoa ongelmitta.
2.2 Rakennuspaikka
Rakennuspaikka on Kokkolan kaupungin Kallisen kylä tila R:no 36:5 osoitteessa Var- vinkuja 9. Tontilla on jo ennestään useampia rakennuksia, joista puretaan osa uusien tieltä pois. Rakennuspaikka sijaitsee n. 50m päässä meren rannasta, joten suunnittelussa on otettava huomioon vaadittu perustamistaso. Kokkolan rakennusvalvonnalta saatujen tietojen mukaan sokkelin yläpinnan/lattian riittävä korkotaso on +2,100 (korkeusjärjes- telmä N2000) meren pinnan yläpuolella.
2.3 Maaperä
Rakennuspaikalla on suoritettu maaperätutkimus painokairaamalla. Tutkimuksen teki huhtikuussa 2014 Keski-Pohjanmaan Pohjatutkimus Oy. Tulevan rakennuksen kohdalla tehtiin maanpintakorkeusmittauksia, joissa nähtiin, että olevan maanpinnan korko on +1,300 ja +1,500 välillä. Suunnitellulla rakennuspaikalla maanpinta on tasaista piha- maata rajoittuen lounaassa Morsiussaaren lahteen. Maan kerrostuneisuus on pohjatut-
kimusraportin mukaan jokaisella tutkimuspisteellä samankaltainen siten että noin 0,3 metrin vahvuisen humus kerroksen jälkeen on noin 0,2-0,6 metriä vahva löysä hiekkai- nen maakerros jonka jälkeen alkaa keskitiivistä hieman heikommin kantava hiekkainen maa tasolta +0,50- +0,60(N2000) ollen noin 2,3-3,0 metriä vahva. Tämän kerroksen alla on noin 0,8-1,8 metriä vahva erittäin löysä hiekkainen maakerros. Tiiviin maan pinta on tasolla -3,00- -4,80(N2000).
Maaperän tutkimustulosten perusteella voidaan tulkita, että parhaiten perustamistasoksi soveltuu hiekkainen maa tasolta +0,50-0,60(N2000), jolle perustamistavaksi sopii esi- merkiksi riittävän leveäksi mitoitettu anturaperustus. Pohjatutkimuksen mukaan, kysei- selle tasolle perustettaessa murskeenvälityksellä, sallittu maanpohjapaine on noin 170 kN/m2.
Pohjatutkimuksessa todetaan maa-aineksen olevan routivaa, joten kaikki perustukset tulee routasuojata, mikäli perustamissyvyys on alle routimattoman syvyyden. Perustus- ten routasuojat täytyy ohentaa rakenteesta poispäin asteittain niin, että routimiserot saa- daan pitemmälle matkalle.
2.4 Rakennussuunnittelu
Katoksen suunnittelun kannalta oleellista oli jäljellä oleva tontin rakennusoikeus, sekä arkkitehtisuunnittelun kannalta viereen rakennettava uusi huvila. Rakennusoikeutta ky- seisellä tontilla on rakentamisjärjestyksen mukaan 15m2 talousrakennukselle ja 30m2 katoksille.
Tilaajan toiveena oli, että rakennuksen julkisivut olisivat yhtenevän näköiset uuden vie- reen rakennettavan huvilan kanssa, joka on Kreivitalon Nordland-mallistoa. Sitä kautta määräytyi pitkälti rakennuksen ulkovuoraus, joka tehdään hirsipaneelista. Nurkka- ja otsalaudat piirretään myös kuten Nordland-mallistossa. Lämpimille tiloille ei nähty tar- vetta, joten varasto toteutetaan kylmänä rakenteena.
Tilaajan toiveiden ja rakennusoikeuden huomioimisen jälkeen päädyin ratkaisuun jossa, uuden huvilan puolelle tulee 5x3m varastotila ja sen yhteyteen 5m x 6m katos. Näin ollen kaikki rakennusoikeus saadaan käyttöön.
Seinärakenteista oli tarkoitus tehdä hyvin kevytrakenteiset, siten että pystyrunkoon kiinnitettäisiin suoraan ulkoverhous ja katoksen toinen pitkä sivu verhottaisiin vain har- valaudoituksella. Palomääräysten tarkemman selvittämisen jälkeen rakenteesta tuli sel- västi vahvempi, sillä kohteeseen vaaditaan EI 30-rakenteiset seinät. Naapurin tonttia vastaan oleva pitkä sivu jouduttiin myös tekemään umpinaiseksi seinäksi naapurin ton- tin läheisyyden aiheuttamien paloturvallisuusvaatimusten vuoksi.
Runkoratkaisuksi päätyi tavanomainen ja yksinkertainen paikalla rakennettava puurun- ko, jossa pitkien sivujen ulkoseinät ovat pääasiallisia kantavia seiniä. Yläpohjaan teete- tään ristikkotoimittajalla naulalevyristikot, jotka mahdollistavat ullakon hyötykäytön.
Anturat tehdään nauha-anturoina seinien kohdalla ja katoksen pilareiden kohdille neliö- anturat. Sokkelin toteutustavaksi valikoitui betonista valaminen, sillä sitä puolsi mah- dollisuus valaa samaan aikaan kuin huvilan perustuksia, joten kustannukset pysyvät kohtuullisina.
2.5 Rakennusluvan hakeminen
Rakennusluvan hakemiseen tarvittiin seuraavat piirustukset: asemapiirros, pohja ja leik- kauspiirros, sekä julkisivupiirros. Näiden lisäksi vaadittiin useita kaavakkeita, joista kuitenkin vastasi työn tilaaja. Kohteen pienimuotoisuuden vuoksi mahdollista oli mer- kata viralliseksi rakennuksen suunnittelijaksi selvyyden vuoksi kohteen vastaava mesta- ri.
Luvan hakemiseen vaaditut piirustukset ovat liitteessä 1.
2.6 Palomääräykset
Kyseessä on n. 45m2 autosuoja, jonka korkeus on n. 5 metriä ja kerrosluku yksi, joten
”Suomen RakMK E1, rakennusten paloluokat” taulukosta 1 nähdään, että rakennuksen paloluokka on P3.
Taulukko 1. (Rakennusten paloluokat, Suomen RakMK E1 2011, 5)
Paloluokkaan P3 kuuluvan rakennuksen kantaville rakenteille ei ole asetettu erityisvaa- timuksia palonkestävyyden suhteen. Sen sijaan Kokkolan rakennusvalvonnasta kysyttä- essä selvisi, että rakennuksessa on otettava paloturvallisuus huomioon osastoimalla se EI 30 – rakentein. Perusteluna tälle oli, että rakennuksen toinen pitkä sivu on noin kah- den metrin päässä naapuritontista ja pääty alle neljän metrin päässä päärakennuksesta (KUVA 1), joten vähintään nämä sivut on tehtävä EI 30 -rakentein. Varaston ovi on oltava EI 15 ehdot täyttävä.
KUVA 1. Rakennuksen sijoittuminen tontille
Kuva 2. Julkisivu omalle pihalle
Oulun rakennusvalvonnan laatima palokortti tarkentaa vielä Kokkolan rakennusvalvon- nasta saatuja ohjeistuksia: ”Autosuoja erotetaan asuintiloista osastoimalla joko asuinra- kennuksen ulkoseinä ulkopuolista paloa vastaan tai autosuojan ulkoseinä sisäpuolista paloa vastaan EI 30-rakentein. Palo-osastointi sijoitetaan yhtenäisenä ja aukottama sok- kelista vesikatteeseen saakka. Yläpohjan riittävä tuuletus on varmistettava. Jos raken- nuksessa on parvekkeita/ulokkeita palovyöhykkeellä, ts. alle 4metrin etäisyydellä ka-
toksen räystään reunasta alle 45 asteen kulmassa, on ne otettava huomioon palosuojauk- sessa esim. parvekkeen taustaseinä osastoiden.” (Oulun palokortti 2008, 2.)
Kuva 3. (Oulun palokortti 2008, 2.)
Rakennuksen ala on noin 45 neliötä, joten kuvasta 3. nähdään, että vähintään kaikki neljä metriä tai lähempänä päärakennusta olevat seinät on tehtävä EI 30-rakenteina. Sel- vyyden vuoksi tehdään varaston kaikki seinät ja katto sekä katoksen naapuritontin puo- leinen seinä paloturvallisuusvaatimukset täyttävillä rakenteilla, vaikka sitä eivät mää- räykset varsinaisesti vaatisi. EI 30-tason palonkesto saavutetaan 2-puolisella kipsilevy- tyksellä (gyproc.fi).
Kuva 4. Pohjapiirustus
Kuva 5. Leikkaus rakennuksesta
3 KUORMITUKSET
3.1 Pysyvät kuormat
Pysyvät kuormat ovat nimensä mukaisesti rakennukseen jatkuvasti vaikuttavia kuormia, jotka muodostuvat yleensä rakenteiden omasta painosta. Tässä kohteessa pysyvät kuor- mat koostuvat yläpohjan ja seinien omasta painosta.
3.1.1 Yläpohja
Suurin osa pysyvistä kuormituksista muodostuu yläpohjan painosta. Yläpohjan kanta- vana rakenteena käytetään NR-ristikoita 900mm:n jaolla. Katto on melko kevytraken- teinen, sillä katemateriaalina on pelti ja rakenne varsin yksinkertainen. Sisäkaton mate- riaalina on 2 kappaletta 13mm kipsilevyjä Ristikoiden alapaarteeseen kiinnitettynä.
KUVA 6. Yläpohjarakenne.
Kuvan 6 mukaisen yläpohjan painoksi muodostuu noin 0,5 kN/m2. gk,yp=0,5 kN/m2
3.1.2 Ulkoseinä
Ulkoseinärakenteen runko tehdään 50 mm x 100 mm sahatavarasta 600 mm jaolla, joka toimii samalla koko rakennuksen kantavana runkona. Seinän molemmin puolin asenne- taan kipsilevyt, jotka toimivat rakennuksen jäykistävänä osana. Seinän ulkopuolelle lisäksi pystykoolaus jonka päälle ulkoverhoukseksi tulee hirsipaneeli.
KUVA 7. Ulkoseinärakenne.
Kuvan 7. mukaisen ulkoseinärakenteen painoksi saadaan noin 1kN/m, seinän ollessa n.
2,5m korkea.
gk,us=1kN/m
3.2 Muuttuvat kuormat
Muuttuvia kuormia ovat kaikki ulkoiset rakennukseen vaikuttavat kuormat. Tässä ta- pauksessa muuttuvat kuormat aiheuttavat suurimman osan rakenteiden rasituksista joita ovat lumikuorma, tuulikuorma ja käyttöullakon hyötykuorma.
3.2.1 Tuuli
Tuuli aiheuttaa vaakasuuntaista imu- ja painekuormaa rakennukselle. Tuulikuorma kuu- luu laskennassa hetkelliseen aikaluokkaan. Tässä kohteessa voidaan käyttää tuulikuor- man laskemiseen yksinkertaistettua menettelyä, jonka käyttö on mahdollista tavan- omaisten rakennusten suunnittelussa.
Rakennukseen kohdistuvan tuulen puuskanopeuspaineeseen qp(z) vaikuttaa: tuulenno- peus, maaston rosoisuus, maaston pinnan muoto ja rakennuksen mitat. Tässä tapaukses- sa mitoittava kohta on runkotolpat rakennusten kulmissa, alueilla joilla tuulen nettopai- nekerroin Cpnet (Taulukko 2, tuulen nettopainekerroin Cpnet, Puuinfo Oy 2011) on suurin, jolloin sen arvoksi saadaan Cpnet = -1,5.
Taulukko 2. Tuulen nettopainekerroin Cpnet (Puuinfo Oy 2011)
KUVA 8. Nopeuspaineen ominaisarvot qk(kN/m2
) (Puuinfo Oy 2011)
Merenrannan läheisyydestä ja tontin avoimuudesta johtuen maastoluokaksi määräytyy I.
Rakennuksen korkeus maanpinnasta on noin 5 metriä, joten kuvasta 8 saadaan tulkittua tuulen nopeuspaineeksi qk(h)=0,65kN/m2. Tuulen aiheuttama nettopaine saadaan kaa- vasta 1:
qw,k= Cpnet qk(h)
qw,k= -1,5*0,65kN/m2 (1)
qw,k=-1,0kN/m2
3.2.2 Lumi
Tässä tapauksessa merkittävin kaikista kuormista on lumikuorma, joka aiheuttaa katolle pystysuuntaista kuormaa. Lumikuorma kuuluu laskennassa keskipitkään aikaluokkaan.
Lumikuorman suuruus qk,lumi määräytyy rakennuspaikkakunnan (kuvassa 9.) ja katon muotokertoimen (kuvassa 10.) perusteella.
KUVA 9. Maanpinnan lumikuorman ominaisarvot sk (Puuinfo Oy 2011)
Rakennus sijaitsee Kokkolassa länsirannikolla, josta saadaan maanpinnan lumikuorman ominaisarvoksi sk =2,0kN/m2. Kuvasta 10 saadaan kattokaltevuudesta johtuva muoto- kerroin μ1. Kattokaltevuus rakennuksessa on 1:2 =26,6º, jolle saadaan muotokertoimek- si μ1=0,8.
KUVA 10. Lumikuorman muotokertoimet (Puuinfo Oy 2011) Rakennukseen vaikuttava lumikuorma saadaan kaavasta 2:
qk,lumi =μ sk 1
qk,lumi =2,0kN/m2 * 0,8 (2)
qk,lumi = 1,6kN/m2
3.2.3 Hyötykuormat
Hyötykuormat aiheutuvat rakennuksen tilojen käytöstä. Tässä kohteessa kantavalle run- golle kohdistuu ainoastaan käyttöullakon hyötykuorma, jonka suuruudeksi on arvioitu qk,hyöty= 1,0kN/m2. Varsinaisen varastotilan hyötykuormat menevät suoraan maanvarai- selle laatalle, eivätkä ne näin ollen rasita muita rakenteita. Hyötykuorma kuuluu las- kennassa keskipitkään aikaluokkaan.
4 RAKENTEIDEN MITOITUS
Rakenneosista runkotolppa, pilarit, aukon ylityspalkki ja yläjuoksu on mitoitettu Finn- wood -mitoitusohjelmalla, joka perustuu eurokoodien määräämiin laskentatapoihin.
Kuva 11. Periaatteellinen kuva seinärungosta (http://www.archiexpo.fr/) 4.1 Anturat ja routasuojaus
Anturan tärkein tehtävä on jakaa rakennuksen kuormat pohjamaalle. Se on mitoitettava siten, että sen pohjapinta-ala on riittävän suuri kuormitusten jakamiseen tarpeeksi isolle alueelle, jotta maapohjan kantavuus ei ylity.
Rakennuksessa käytetään kahdentyyppisiä anturaratkaisuja. Seinälinjojen alla on 400 mm leveät jatkuvat anturat ja kahden pilarin alla 800 mm x 800 mm kokoiset pilariantu- rat. Kohderakennus suunnitellaan täysin kylmäksi, joten routasuojaukset ulottuvat laa- jalle alueelle. Rakennuksesta ei tule lämpöhäviöitä maaperään joka vähentäisi vaadittua routaeristyksen määrää.
Perustamistasona käytetään pohjatutkimuksen yhteydessä määritettyä perustamistasoa +0,60 (N2000), josta lähdetään 450 mm vahvalla murskekerroksella ja 100 mm vahvalla routaeristeellä. Anturoiden alapinnan koroiksi saadaan näin +1,15 (N2000).
4.1.1 Seinäanturat
Seinäanturoiden leveydeksi valittiin pienissä kohteissa tavanomainen 400 mm ja kor- keudeksi 200 mm. Antura kestää kuormat raudoittamattomana, mutta käytetään pitkit- täisinä kutistumateräksinä kahta 10mm harjaterästankoa. Valituilla mitoilla maapohjan kantavuus riittää mainiosti, käyttöasteen ollessa 30 %. Laskelmat ovat liitteessä 2. Sei- näanturan päältä lähtee 120 mm leveä betonista valettava sokkeli.
4.1.2 Pilarianturat
Pilari anturan sivumitoiksi valittiin 800 mm ja korkeudeksi 200 mm. Anturan päälle valetaan erillisvaluna teräsbetoninen pilarin jalka johon asennetaan pilarikenkä puupila- ria varten.
4.1.3 Routasuojaus
Tässä rakennuskohteessa routasuojaus ulottuu laajalle alueelle yli 2 m päähän rakennuk- sen seinälinjasta. Vaadittava routasuojaus selvitettiin Finnfoamin (Finnfoam.fi) laskuria käyttäen.
Kuva 12. Routasuojauksen mitoitus (Finnfoam.fi)
Routasuojattavat alueet on jaettu neljään eri vyöhykkeeseen eristeen vahvuuden mu- kaan. Eristeen on kavennuttava vähitellen rakennuksesta poispäin mentäessä, jotta rou- taraja ei olisi liian raju. Kauimpana rakennuksesta eristeen vahvuus on 60 mm ja antu- ran vierustoilla ja sen alla 100 mm.
Eristeitä asennetaan kylmissä rakennuksissa normaalista poiketen myös anturan alle. Se asettaa käytettävälle eristelevylle erityisvaatimuksia, sillä se on jatkuvasti kuormitettu.
Eristevalmistaja Finnfoamin sivuilla kirjoitetaan seuraavasti:
”Lämmöneristeille, joita käytetään käännetyssä katossa, maassa routaeristeenä tai maanvaraisen alapohjan eristeenä, tulee ilmoittaa sekä lyhytaikainen että pitkäaikainen puristuslujuus, koska eristeet joutuvat erityisesti näissä käyttökohteissa kuormituksen alaiseksi.
Pitkäaikainen puristuslujuustesti eli kuormitusvirumatesti kestää 50 vuoden käyttöajalle tehtynä 608 päivää ja tämän takia alalla käytetäänkin ns. pikatestinä lyhytaikaista puris- tuslujuustestiä. Lyhytaikainen puristuslujuus saadaan tietoon puristamalla eriste muu- taman sekunnin aikana joko 10 % kasaan tai jatkamalla puristamista kunnes eriste on saavuttanut murtotilan. Tällä testillä saadaan myös nopeammin selville eristeen tärke- ämpi ominaisuus eli mikä on sen pitkäaikainen puristuslujuusluokka.
Rakenteet tulee aina mitoittaa pitkäaikaisen puristuslujuuden eli kuormitusviruman (creep) mukaan, joka kertoo kuinka paljon eriste painuu kasaan kyseisellä kuormalla.
Esimerkiksi pitkäaikainen puristuslujuus Finnfoam F-300:lle ilmoitetaan seuraavasti CC(2/1,5/50)130 eli 130 kPa (n.13 tonnia/m²). Tällöin maksimikuormituksella Finn- foamin F300 -eriste painuu kasaan 50 vuoden aikana ainoastaan 1,5 %.
Lyhytaikainen puristuslujuus on ainoastaan ominaisuus ja suunnittelussa tätä ominai- suutta ei tule käyttää vaan nimenomaan pitkäaikaista puristuslujuutta, jonka perusteella saadaan tieto maksimipainosta, jolla tuotetta voidaan pitkäaikaisessa käytössä kuormit- taa.” (finnfoam.fi)
Tässä kohteessa eristemateriaaliksi valikoitui Finnfoam F-300, joka soveltuu parhaiten kohteen vaatimuksiin. Finnfoam F-300:n pitkäaikainen puristuslujuus on 130 kN/m2,
joka riittää kohteeseen mainiosti, sillä anturoilta välittyvä kuorma on 54 kN/m2 (laskel- mat liitteessä 2.)
4.2 Runkotolppa
Mitoitetaan runkotolppa suurimman tuulikuormituksen alueella lähellä nurkkaa. Mitoi- tus on tehty Finnwood -ohjelmaa hyödyntäen. Runkotolppa on sahatavaraa C24 50 mm x 100 mm ja pituus 2300mm. Runkotolppa sijaitsee rakenteiden välissä säältä suojassa, mutta kylmässä tilassa, joten käyttöluokaksi tulee 2.
Seuraamusluokka on CC1, sillä eurokoodin luokittelussa (EN1990 Suunnitteluperus- teet), CC1-luokkaa kuvaillaan muun muassa näin: ”Vähäiset seuraamukset ihmishen- kien menetysten tai pienten tai merkityksettömien taloudellisten, sosiaalisten tai ympä- ristövahinkojen takia. 1- ja 2-kerroksiset rakennukset, joissa vain tilapäisesti oleskelee ihmisiä kuten esim. varastot.” Näin ollen saadaan käyttää kertoimena KFI = 0,9.
Kuva 13. Runkotolpan rakennemalli
Runkotolpalle tulevat pystykuormat:
Pysyvät kuormat: Fop=0,93 kN Muuttuvat kuormat: Fq=4,8 kN Tuulikuorma:
qw,k,tuuli=-1,0kN/m2
Kuormien laskelmat ja Tulosteet Finnwood –ohjelmasta on esitetty liitteessä 3.
4.2.1 Taivutus
Tuulikuorma aiheuttaa runkotolpalle taivutusjännitystä 600 mm kuormitusleveydeltä koko tolpan matkalla. Finnwood –mitoitusohjelmasta saadaan käyttöasteeksi taivutuk- selle 27 %. Tarkastelu on tehty murtorajatilassa.
4.2.2 Puristus
Runkotolppaan kohdistuu yläohjauspuun välityksellä pystykuormia 600mm leveydeltä, jotka aiheuttavat siihen puristusta. Finnwood –mitoitusohjelmasta saadaan käyttöasteek- si puhtaalle puristukselle 11 %, mutta koska runkotolppaa ei ole tuettu vahvemman suunnan nurjahdusta vastaan, joten sekin on huomioitava. Käyttöasteeksi muodostuu vahvemman suunnan nurjahdus huomioiden 25 %. Tarkastelu on tehty murtorajatilassa.
4.2.3 Taivutus ja puristus
Useissa tapauksissa taivutuksen ja puristuksen yhteisvaikutus on mitoittava yhdistelmä, eikä tämä kohde ole poikkeus. Huomioidaan samaan aikaan tuulen aiheuttama taivu- tusmomentti ja pystykuormien aiheuttama puristus, nurjahdus huomioiden. Vaakasuun- nassa vaikuttava tuulikuorma aiheuttaa taivutusmomenttia runkotolppaan samassa suunnassa, johon nurjahdusta ei ole tuettu. Tämä tekee yhteisvaikutuksesta usein mää-
räävimmän tapauksen. Käyttöasteeksi taivutusta ja puristusta vastaan saatiin Finnwoo- dilla 52 %. Tarkastelu on tehty murtorajatilassa.
4.2.4 Taipuma
Taipumatarkastelu tehdään käyttörajatilassa. Taipuman raja-arvona käytetään 1/300L=1/300*2300 mm=7,67 mm. Finnwood ilmoittaa taipumaksi 3,4 mm, joten käyt- töaste on 44 %
4.2.5 Alajuoksun tukipainekestävyys
Kuva 14. Periaatteellinen kuva leimapaineesta (Siikanen 2008, 47)
Runkotolpalta tuleva pystykuorma kuorma aiheuttaa alajuoksuun leimapainetta, joka vaikuttaa kohtisuorassa suunnassa syitä vastaan. Runkotolpalta välittyviin pystykuor- miin lasketaan mukaan muuttuvat kuormat: Fq=4,8 kN ja pysyvät kuormat, mukaan lu- kien seinärakenteen oma paino, joten Fg,tukip =1,53 kN.
1,8 N/mm2 < 3,9 N/mm2, joten käyttöasteeksi muodostuu 46 % Runkotolpan alapään leimapaineen laskenta on esitetty liitteessä 4.
4.3 Pilarit
Katoksen aukon ylityspalkkia kannattelevat puiset pilarit joiden mitat ovat 15 mm x 150 mm. Mitoittava pilari on aukon ylityspalkin keskimmäinen tuki, sillä se kerää kuormaa pisimmältä matkalta. Kaksiaukkoisuuden huomioiva kerroin tuelle on 1,25.
Pilaria rasittavat palkilta välittyen yläpohjan omapaino, lumikuorma ja käyttöullakon hyötykuorma 3 metrin kuormituspituudelta. Pilarin materiaali on sahatavara, jonka lu- juusluokka on C24 ja pituus 2300 mm. Pilari on osittain säälle alttiina, joten käyttöluo- kaksi tulee 2 ja seuraamusluokka on CC1.
Kuva 15. Pilarin rakennemalli
Pilarin mitoituksessa käytetään apuna Finnwood –ohjelmaa johon syötettävät kuormat ovat:
gk,pilari =5,81 kN qk,lumi,pilari =18,6 kN qk,hyöty,pilari =30,2 kN
Kuormien laskelmat on esitetty liitteessä 5.
Pilarin kestävyyttä tarkasteltiin leikkausta, puristusta, taivutusta ja puristuksen ja taivu- tuksen yhteisvaikutusta vastaan murtorajatilassa, jossa mitoittavaksi määräytyi puristuk- sen ja taivutuksen yhteisvaikutus käyttöasteen ollessa 59 %. Puristustarkasteluissa otet- tiin nurjahduksen mahdollisuus huomioon, sillä pilaria ei ole tuettu nurjahdusta vastaan.
Taipumatarkastelu tehtiin käyttörajatilassa, jossa käyttöasteeksi muodostui 28 %. Pilarin kokonaiskäyttöasteeksi muodostuu siis 59 %. Tulosteet Finnwood –ohjelmasta liitteessä 5.
4.4 Levyjäykistys
Rakennuksen kokonaisstabiliteetti varmistetaan jäykistämällä seinät vaakavoimia vas- taan. Tuulikuorma aiheuttaa rakennukseen kaatavaa voimaa siten, että resultantti muo- dostuu seinänpuolikkaan ja kattorakenteiden alueelle tulevasta tuulenpaineesta. Mitoit- tava tapaus on tuuli kohtisuoraan pitkää sivua kohden, sillä sen tuulta vastaan oleva pin- ta-ala on selvästi suurempi kuin päädyn.
Jäykistävinä rakenteina käytetään runkotolppien molemmin puolin olevia kipsilevyjä.
Jäykistysmitoitus tehdään Gyproc:n eurokoodeihin perustuvan taulukkomitoituksen mukaan.
Jäykistäviä linjoja on 3 kpl, mutta käytetään kuitenkin laskennassa varmalla puolella olevaa 0,5L pituutta kuormitusleveytenä selvyyden vuoksi, sillä koillispäädyn epäsym- metrinen seinä jätetään huomioimatta. Rakennusta kaatava voima saadaan kaavasta 3.
Fd=Qw,d*(0,5*hseinä+hyp)*L*0,5 (3)
Fd=1,5 kN/m2*(0,5*3,0 m+1,5 m)*9,0 m*0,5 Fd=20,3 kN
Päätyseinällä on molemmin puolin runkoa 4 kpl kipsilevyjä. Yhdelle levylle tuleva jäy- kistyskuorma on näin ollen:
Fd,perlevy= Fd/8 (4)
Fd,perlevy=20,3 kN/8 Fd,perlevy =2,5 kN
Taulukko 3. (gyproc.fi 2011,11)
Käytettäessä 2400mm korkeita GN 13 –levyjä ja QMST 32 ruuveja vaadittava kiinnike- väli on taulukon mukaan 150mm, jolla saavutetaan levyä kohden 2,74 kN jäykistyska- pasiteetti, joka riittää, sillä yhtä levyä kohden vaadittu kapasiteetti on 2,5 kN.
4.5 Aukon ylityspalkki
Katospuolen kattoristikoita kannatteleva palkki mitoitetaan kaksi aukkoisena. Palkkia rasittavat yläpohjan omapaino, lumikuorma ja käyttöullakon hyötykuorma puolelta ra- kennuksen leveydestä. Palkin materiaali on KERTO-S ja mitat 75 mm x 240 mm ja pi- tuus 6100mm. Palkki sijaitsee rakenteiden välissä säältä suojassa, mutta kylmässä tilas- sa, joten käyttöluokaksi tulee 2 ja seuraamusluokka on CC1.
Kuva 16. Palkin rakennemalli.
Palkin mitoituksessa käytettään apuna Finnwood –ohjelmaa johon syötettävät kuormat ovat:
gk =1,55 kN/m qk =8,06 kN/m
Palkin kestävyyttä tarkasteltiin leikkausta, taivutusta ja tukipainetta vastaan murtorajati- lassa, jossa mitoittavaksi määräytyi taivutus käyttöasteen ollessa 71 %. Taipumatarkas- telu tehtiin käyttörajatilassa, jossa käyttöasteeksi muodostui 71 %. Palkin kokonaiskäyt- töaste siis 71 %. Tulosteet Finnwood –ohjelmasta ja kuormien laskelmat liitteessä 6.
4.6 Tasakerta
Tasakertaa vahvistetaan loveamalla runkotolppien yläpäähän syrjällään oleva n. 50 mm x 100 mm C24 lujuusluokiteltu lankku. Laskennassa voidaan huomioida myös lappeel- laan oleva yläjuoksu, jonka ansiota palkin mittoina voidaan mitoituksessa käyttää 50mm x 150 mm. Tarkastellaan palkin kestävyyttä epäedullisimmassa tapauksessa, jossa katto- ristikko osuu juuri keskelle kahden runkotolpan väliä, jolloin aukon pituudeksi tulee 600 mm. Oven ylityksessä on suurin aukko, mutta siinä kattoristikko on lähellä tukea, joten taivutusmomentti jää pienemmäksi. Palkki sijaitsee rakenteiden välissä säältä suo- jassa, mutta kylmässä tilassa, joten käyttöluokaksi tulee 2 ja seuraamusluokka on CC1.
Palkin mitoituksessa käytettään apuna Finnwood –ohjelmaa johon syötettävät ristikolta tulevat kuormat ovat:
gk,yj =1,4 kN qk,lumi,yj =4,46 kN qk,hyöty,yj =2,79 kN
Kuormien laskelmat ja Finnwood -tulosteet on esitetty liitteessä 7.
Palkin kestävyyttä tarkasteltiin leikkausta, taivutusta ja tukipainetta vastaan murtorajati- lassa, jossa mitoittavaksi määräytyi taivutus käyttöasteen ollessa 83 %. Taipumatarkas- telu tehtiin käyttörajatilassa, jossa käyttöasteeksi muodostui 44 %. Palkin kokonaiskäyt- töasteeksi muodostuu siis 83 %.
4.7 Kattoristikot
Ristikot päätettiin teettää niihin erikoistuneella yrityksellä. Naulalevyristikoiden tilaa- mista varten on tehtävä piirustukset, joiden mukaan ristikot toimitetaan. Piirustuksessa esitetään muun muassa tukien väli sekä leveys, kattokaltevuus, räystäiden pituus, harjan korkeus ja toivottu käyttöullakon vapaa tila. Ristikot asennetaan 900 mm välein. Ristik- kopiirustukset esitetään muiden piirustusten ohessa liitteessä 1.
Kattoristikolle tulevat kuormat ovat:
LUMIKUORMA 1,6 kN/m2
TUULIKUORMA 1,0 kN/m2
RAKENTEET 0,5 kN/m2
HYÖTYKUORMA 1,0 kN/m2
4.7.1 Ristikon tukipainekestävyys
Kattoristikoilta välittyvät kuormat aiheuttavat leimapainetta yläjuoksuun ja kattoristikon alapaarteisiin tukien kohdille. Ristikon leimapainekestävyys on määräävä, sillä yläjuok-
sussa tehollista tukipintaa on molemmin puolin liitoskohtaa, kun taas ristikossa vain toisella puolella. Oletetaan laskennassa ristikon alapaarteen leveydeksi 48 mm ja mate- riaaliksi sahatavara C30. Yläjuoksun leveys on 100 mm, joten tukipinta on 48 mm * 100 mm.
Jännitystarkastelussa huomataan puun lujuuden riittävän: 2,33 N/mm2 < 3,12 N/mm2, joten käyttöasteeksi muodostuu 75 %. Ristikon leimapaineen laskenta on esitetty liit- teessä 8.
4.7.2 Ristikoiden jäykistys
Naulalevyristikot on jäykistettävä pituussuunnassa, siten että niiden kaatuminen tai si- vuttaissuuntainen siirtyminen estyy ja yläpaarteen kiepahdusvarmuus kasvaa. Ristikoi- den jäykistys toteutetaan vinoreivaamalla ne ristiin kahdessa linjassa kolme tai neljä ristikkoa kerralla. Vinotuet tehdään C24 puutavarasta, jonka poikkileikkausmitat ovat 22 mm x 100 mm.
Yläpohja jäykistetään levyksi asentamalla ruoteet piirustusten mukaan harjan suuntai- sesti. Näin saadaan vaakakuormat siirrettyä ristikoilta jäykistäville seinälinjoille. Ylä- paarteiden alapintoihin asennetaan ristiin, ristikolta toiselle, joko teräspantanauhat tai laudat jotka jäykistävät ristikot rakennuksen poikkisuunnassa.
5 KUSTANNUSLASKENTA
Laskelmat pohjautuvat klara.net:n työmenekkeihin ja hintoihin, sekä osittain omiin ko- kemuksiin. Osa rakennustarvikkeiden hinnoista on poimittu taloon.com -sivustolta. Ra- kennustarvikkeiden hinnat on laskettu arvonlisäverollisina hintoina. Kattoristikoiden hinta pyydettiin paikallisilta ristikontoimittajilta.
Opinnäytetyötä tehdessäni perustuksista sovittiin 2000 euron aliurakka, joten niistä en tehnyt yksityiskohtaisempaa erittelyä. Laskelmat eivät sisällä maankaivuu töitä, sillä ne olivat jo tehty kustannuslaskentaa tehdessäni. Rakennuksen vierustojen ja pohjan täyttö- jen kustannukset ovat huomioitu laskelmissa, mutta pihan maisemointi kustannuksia ei ole huomioitu.
Rakennuksen kokonaishinnaksi tuli 23600 euroa, jossa merkittävimpänä kustannuksia aiheuttavana rakennusvaiheena on perustusten ja täyttöjen tekeminen kustannusten ol- lessa 8700e työkustannukset huomioiden. Koko rakennuksen hinnasta 26% eli 6100 euroa koostuu työkustannuksista ja loput 14800 € rakennustarvikkeiden hinnoista ja 2700 euron aliurakkakuluista.
Tarkemmat laskelmat esitetty liitteessä 9.
6 POHDINTA
Työn tavoitteet saavutettiin, sillä rakennus täyttää viranomaismääräykset. Osoituksena siitä on rakennusluvan myöntäminen. Myös tilaaja on ilmeisesti tyytyväinen suunnitel- miin.
Huomioitavia asioita suunnittelussa oli paljon. Luonnollisesti eniten rakennuksen suun- nitteluun vaikutti rakennusmääräykset joiden perusteella koko määräytyi. Muutoksiakin tuli muutamaan otteeseen palomääräysten selvittelyn jälkeen, joka aiheutti lisää töitä.
Vaatimusten selvittyä seinärakennetta jouduttiin kasvattamaan ja samalla perustusten mittojakin muuttamaan, jotta rakennuksen koko pysyy sallituissa rajoissa.
Hyvänä opetuksena tuli siis, että ensin kannattaa perehtyä mahdollisimman tarkkaan erilaisiin määräyksiin ennen kuin rupeaa piirtämään varsinaisia piirustuksia.
Tämä oli ensimmäinen täysin itse kokonaan suunnittelema rakennuskohde, joten mie- lenkiintoista on miten rakentaminen sujuu, sillä siinä lopullinen palaute suunnittelutyön onnistumisesta tulee – tällä kertaa itseltä. Rakennan tallin todennäköisesti suurelta osin itse, joten opin varmasti hyvin mitä olisi pitänyt suunnitella toisin. Toisaalta rakentami- sen luulisi olevan helppoa, sillä itse suunnitellussa rakennuksessa ei pitäisi olla epäsel- vyyksiä.
Työtä tehdessä opittua tuli paljon viranomaismääräyksistä ja rakenteiden mitoituksesta.
Seuraava vastaava suunnittelutyö onnistuisi jo helpommin opittuja tapoja ja tietoja hyö- dyntäen.
LÄHTEET
Oulun rakennusvalvonta, Oulun palokortti, 2 versio 10.11.2014. Luettu 26.4.2015.
http://www.ouka.fi/oulu/rakennusvalvonta/palokortti MetsäWood, 2012, FinnWood 2.3 SR1 -mitoitusohjelma
Puuinfo Oy, 2010, Puurakenteiden suunnittelu, lyhennetty suunnitteluohje, toinen pai- nos
Kokkolan rakennusvalvonta,
http://www.kokkola.fi/palvelut/asuminen_ja_rakentaminen/rakennusvalvonta/
Finnfoam. Eristelevyjen lujuusominaisuudet. Luettu 28.4.2015.
http://www.finnfoam.fi/finnfoam-eristelevyt/ominaisuudet/lujuus/
klara.net. Klara –laskentaohjelma.
https://www.rakennustieto.fi/index/tuotteet/klaranet.html
Saint-Gobain Rakennustuotteet Oy/Gyproc, 2009, Glasroc komposiittikipsilevyjen GHI13, GHI15 ja GHU13 sekä Gyproc rakennuslevyjen GN13, GEK13, GF15, GTS9 ja GL15 käyttö rankarakenteisten rakennusten jäykistämiseen.
taloon.com. Rakennustuotteiden hintoja.
http://www.taloon.com/rakentaminen/4093/dg LM-Kattoristikot Oy. Kattoristikot. Luettu 24.5.2015 http://www.lm-kattoristikot.fi/ristikot
LIITTEET
Liite 1. Piirustukset
PURETTAVA RAKENNUS (vanha 49.5m2
4,5m2
Vaja (puretaan) 18,5m2
Puuvaja
AITTA 8,5m2
1m
10m
10000
3820 5000
23500
4000 SAUNA
AUTO-/VENEKATOS VARASTO(15m2)
JA
1 RANTAVIIVA
MERI
5000
5956 6000
3000
18800
25,0m2
7350 9750
HUVILA 80.0m2
5
6
2 7 4
1
8
3
3. betoni sokkeli,
8. Ovi, valkoinen
Julkisivu luoteeseen
Julkisivu koilliseen Julkisivu lounaaseen
Julkisivu kaakkoon
1.700 2.100 5.100
2400
-peltikate -aluslaudoitus/alusvaneri -aluskate -NR-ristikko k900 -2x13mm kipsilevy
-ulkoverhouspaneeli 28mm -pystykoolaus 22mm -Tuulensuojakipsilevy 13mm -puurunko 50mmx100mm k600 -kipsilevy 13mm ALAPOHJA -routaeriste ~100mm -kapillaarikatko >600mm -salaojat
1.700 2.100 5.100 6.600
-peltikate -aluslaudoitus/alusvaneri -aluskate -NR-ristikko k900 -2x13mm kipsilevy -koolaus 22mm -harvalaudoitus
-ulkoverhouspaneeli 28mm -pystykoolaus 22mm -tuulensuojakipsilevy 13mm -puurunko 50mmx100mm k600 -tuulensuojakipsilevy 13mm -pystykoolaus 22mm -ulkoverhouspaneeli 28mm
Leikkaus A-A
Leikkaus B-B
Maanvarainen TB-laatta h=80mm
23802412
A
A
B
B
2986
8986
2972 2960
4986
Maanvarainen TB-laatta h=80mm 6mm verkko - 150
400
26802400
120 9180
8900
5600 5880 2380
2660
5180 4900 4660 800
800 250
250
800
800 250
2502940 2972
2412
Routaeristeen reuna Salaojaputken keskilinja 300
uponor tupla 110mm
FINFOAM F300 100mm 4 kpl t8 k 200
4 kpl t8 k 200 2+2 kpl t10
2 kpl t8 2 kpl t8
4 kpl t8 k 200 4 kpl t8 k 200
2 kpl t8 2 kpl t8
4 kpl t8
Anturan betoni (RN) C25/30 S3 #32
200
Pinnoite: maalaus
2 kpl t10 t8 k400
2 kpl t10
200
Pinnoite: maalaus
4860
2430 2430 620
620
760
~1400
~123
1 2
3 4
5
1. Peltikate
62. Aluslaudoitus/vaneri 3. Korotusrimat
5. Kattoristikko (alapaarre) 6. Kipsilevy 2x 13mm
Pystykoolaus k600 ristikkoon kiinni aluslautojen oikeaan korkoon saamiseksi
800800800551551800800800
Liite 2. Maapohjankestävyys anturan alla gk,yp=0,5kN/m2
gk,us=1kN/m qk,lumi = 1,6kN/m2 qk,hyöty= 1,0kN/m2 Perustusten paino:
Betonin massa gbet=24kN/m2
Perustusten tilavuus (sokkeli + antura):
Vperus= 0,35m*0,2m*1m+0,12m*0,75m*1m=0,17m3
gk,perus= gbet * Vperus=24kN/m3*0,17m3=4,1kN/m
Anturan päällä olevan murskeen paino:
Murskeen paino gmurske=17kN/m2
Vmurske=0,4m*0,14m*2*1m=0,1m3
gk,murske= gmurske* Vmurske =17kN/m2*0,1m3=1,7kN/m Kuormitusleveys=L=3,1m
Pysyväkuorma seinämetriä kohden:
qk=gk,murske+gk,perus+gk,yp*L+gk,us
=1,7kN/m+4,1kN/m+0,5kN/m2*3,1m+1kN/m
=8,35kN/m
Muuttuvakuorma seinämetriä kohden:
qk= qk,lumi *L+ qk,hyöty *L
qk =1,6kN/m2*3,1m+ 1,0kN/m2*3,1m=8,06kN/m Kokonaiskuormitus:
Fed= qk*1,5+gk*1,15=8,06kN/m*1,5+8,35kN/m*1,15=21,7kN/m
Fed neliömetriä kohden= 21,7kN/m/0,4m=54,23kN/m2 Pohjamaan kantavuus f=170kn/m2
Fed/f=51,23kN/m2 /170kn/m2=0,30
Käyttöaste 400mm anturalla 30 %, joten käytetään valittua mittaa, eikä yksityiskohtai- semmille tarkasteluille ole tarvetta.
Liite 3. Runkotolpan kuormitukset ja Finnwood -tulosteet Runkotolpalle tulevat kuormat:
gk,yp=0,5kN/m2 gk,us=1kN/m qk,lumi = 1,6kN/m2 qk,hyöty= 1,0kN/m2 qw,k,tuuli=-1,0kN/m2
Puolet yläpohjan kuormista kertyy seinälinjalle, joten kuormitusleveys L=3,1m Pysyväkuorma seinämetriä kohden:
gk= gk,yp*L
gk =0,5kN/m2*3,1m gk =1,55kN/m
Tolppajako 600mm, joten kuormitusta kertyy samalta matkalta Kuormitus yhdelle runkotolpalle:
Fop= gk *L=1,55kN/m*0,6m=0,93 kN
Muuttuvakuorma seinämetriä kohden:
qk= qk,lumi *L+ qk,hyöty *L
qk =1,6kN/m2*3,1m+ 1,0kN/m2*3,1m qk =8,06kN/m
Fq= qk *L=8,06kN/m*0,6m=4,8 kN
Liite 4. Alajuoksun tukipainekestävyys Pysyvä kuorma:
Seinän omapaino gk,us=1kN/m kuormitusleveys L=600mm Fus= gk,us*L=1kN/m=0,6m=0,6kN Ftukip=Fus+ Fop
Ftukip=0,6kN +0,93 kN Fg,tukip=1,53kN
Fed= Fg,tukip*1,15 + Fq*1,5
Fed= 1,53kN *1,15 + 4,8 kN *1,5 Fed= 9,0kN
Leimapaine:
kc,90=1,25 σc,90,d ≤ kc,┴ fc,90,d
σc,90,d= Ned/A
σc,90,d=9000 N/ (50 mm*100 mm) σc,90,d= 1,8 N/mm
Tukipainekerroin kc,┴= lc,90,ef/l* kc,90
kc,┴=(50mm+30mm+30mm)/50mm*1,25 kc,┴=2,75
Sallittu puristusjännitys:
fc,90,d=kmod*fc,90,k/γm
fc,90,d=0,8* 2,5 N/mm2/1,4 fc,90,d=1,43 N/mm2
σc,90,d ≤ kc,┴ fc,90,d
1,8 N/mm2 < 2,75*1,43 N/mm2 1,8 N/mm2 < 3,9 N/mm2
Liite 5. Pilarin kuormat ja Finnwood -tulosteet
Aukon ylityspalkilta välittyvät kuormat keskimmäiselle pilarille:
Pilari kerää kuormaa 3m matkalta, joten pysyväkuorma palkille metriä kohden:
gk,pilari = gk*L*1,25
gk,pilari =1,55kN/m*3,0m*1,25 gk,pilari =5,81kN
Muuttuvakuorma seinämetriä kohden:
L2= kuormitusleveys palkille=3,1m qk,lumi,pilari= qk,lumi *L*L2
qk,lumi,pilari =1,6kN/m2*3,0m *3,1m *1,25 qk,lumi,pilari =18,6kN
qk,hyöty,pilari =qk,hyöty *L*L2*1,25
qk,hyöty,pilari =1,0kN/m2*3,0m *3,1m *1,25 qk,hyöty,pilari =11,6kN
Liite 6. Aukon ylityspalkin kuormat ja Finnwood -tulosteet
gk,yp=0,5kN/m2 qk,lumi = 1,6kN/m2 qk,hyöty= 1,0kN/m2
Puolet yläpohjan kuormista kertyy seinälinjalle, joten kuormitusleveys L=3,1m Pysyväkuorma palkille metriä kohden:
gk= gk,yp*L
gk =0,5kN/m2*3,1m gk =1,55kN/m
Muuttuvakuorma seinämetriä kohden:
qk= qk,lumi *L+ qk,hyöty *L
qk =1,6kN/m2*3,1m+ 1,0kN/m2*3,1m qk =8,06kN/m
Liite 7. Tasakerran kuormat ja Finnwood -tulosteet
Yläjuoksulle tulee kuormaa tässä tapauksessa pistemäisesti yhdeltä kattoristikolta.
Kattoristikko kerää kuormaa 0,9m matkalta, joten pysyväkuorma on:
gk,yj = gk*L
gk,yj =1,55kN/m*0,9m gk,yj =1,4kN
Muuttuvakuorma:
qk,lumi,yj= qk,lumi *L*L2
qk,lumi,yj =1,6kN/m2*0,9m *3,1m qk,lumi,yj =4,46kN
qk,hyöty,yj =qk,hyöty *L*L2
qk,hyöty,yj =1,0kN/m2*0,9m *3,1m qk,hyöty,yj =2,79kN
Liite 8. Ristikon tukipainekestävyys
kattoristikolta välittyvät kuormat laskettiin liitteessä 8.
gk =1,4kN qk,lumi =4,46kN qk,hyöty=2,79kN
Yläjuoksun vahvikepalkin Finnwood-laskelmista saadaan Mitoittavimman tapauksen kokonaiskuormaksi yhdistelmässä 2 (MRT, Keskipitkä)
0,90*1,15*Omapaino + 0,90*1,50*Lumikuorma+ 0,90*1,50*hyötykuorma Ned=0,90*1,15*1,4kN + 0,90*1,50*4,46kN + 0,90*1,50*2,79kN
Ned =11,2kN
Syysuuntaa vasten kohtisuora puristusjännitys:
kc,90=1,25 σc,90,d ≤ kc,┴ fc,90,d
σc,90,d= Ned/A
σc,90,d=11,2 kN/ (48 mm*100 mm) σc,90,d=2,33 N/mm
Tukipainekerroin kc,┴= lc,90,ef/l* kc,90
kc,┴=(48mm+30mm)/48mm*1,25 kc,┴=2,03
Sallittu puristusjännitys:
fc,90,d=kmod*fc,90,k/γm
fc,90,d=0,8* 2,7 N/mm2/1,4
fc,90,d=1,54 N/mm2 σc,90,d ≤ kc,┴ fc,90,d
2,33 N/mm2 < 2,03*1,54 N/mm2 2,33 N/mm2 < 3,12 N/mm2
Liite 9. Kustannuslaskenta
