Raudoittamattomien betoniseinien mitoitus ja rakennuskäytännöt

Abstract

Raudoittamattomat betoniseinät sisältävät raudoitusta vähemmän kuin suunnitteluohjeiden vaatima vähimmäisteräsmäärä kantavissa teräsbetonirakenteissa. Kantavat betoniseinät suunnitellaan usein ilman mekaanisesti toimivaa raudoitusta, jolloin valinta on taloudellisesti ja ekologisesti kannattava. Tässä kandidaatintyössä tutkitaan raudoittamattomien betoniseinien mitoitusta esittäen niiden mitoitusehdot ja laskentavaiheet. Työssä tarkastellaan myös rakennuskäytäntöjä, johon sisältyy muun muassa raudoittamattomien betoniseinien ominaisuudet ja tyypilliset käyttökohteet. Työn tavoitteena on esittää selkeä ja tiivis kokonaisuus raudoittamattomien betoniseinien mitoituksesta ja niihin liittyvistä käytänteistä kooten eri kirjallisuuslähteiden tuloksia.

Tämän kirjallisuustutkimuksen aineisto perustuu pääosin eurooppalaiseen betonirakenteiden suunnittelustandardiin EN 1992-1-1. Työssä hyödynnetään useita Suomen Betoniyhdistyksen julkaisemia suunnitteluohjeita ja oppikirjoja, jotka täsmentävät standardeja Suomen kansalliselle tasolle. Työssä esitetään myös Suomen rakentamismääräyskokoelman RakMk:n ja Elementtisuunnittelu -internetsivuston tuloksia raudoittamattomista betoniseinistä.

Työssä esitetään raudoittamattoman betoniseinän mitoittaminen, joka sisältää mitoittamisen kannalta olennaisimmat tekijät. Työssä tarkastellaan myös betoniseinää rakenteena: esitetään seinän toimintaperiaatteita, mittoja ja kantavia betoniseinätyyppejä käyttökohteineen huomioiden sekä paikallavalu- että elementtiseinät. Lisäksi työssä käsitellään raudoittamattoman betoniseinän mitoituksen taustalla vaikuttavia tekijöitä ja ilmiöitä, kuten seinään kohdistuvia kuormituksia, normaalivoiman ja taivutusmomentin yhteisvaikutusta ja virumista. Työn lopussa esitetään myös esimerkkilaskelma raudoittamattoman betoniseinän mitoituksesta ja lisäksi vertaillaan saatuja tuloksia paksuudeltaan, korkeudeltaan ja tuennoiltaan erilaisiin raudoittamattomiin betoniseiniin.

Tutkimuksessa selvisi, että raudoittamattoman betoniseinän mitoitus perustuu normaalivoimakestävyyden tarkasteluun. Seinät voidaan usein suunnitella raudoittamattomina, sillä kuormat ovat keskisiä ja alhaisia. Kuorman aiheuttaman epäkeskisyyden on oltava riittävän pieni, jotta seinään ei kohdistu huomattavaa vetojännitystä. Seinään kohdistuvan puristuskuorman suuruus vaikuttaa esimerkiksi rajahoikkuuteen, joka määrittää sen tarvitseeko raudoittamattoman betoniseinän mitoituksessa huomioida 2. kertaluvun vaikutuksia. Lisäksi tutkimuksessa selvisi, että raudoittamattoman betoniseinän mitoilla ja tuennalla on vaikutus muun muassa seinän hoikkuuteen ja kestävyyteen.