Ontelolaatastojen palonkesto
Kovalainen, Iina (2020)
Kovalainen, Iina
2020
Rakennustekniikan kandidaattiohjelma - Degree Programme in Civil Engineering, BSc (Tech)
Rakennetun ympäristön tiedekunta - Faculty of Built Environment
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2020-06-11
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202006035910
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202006035910
Tiivistelmä
Ontelolaatat ovat Suomessa yleisimmin käytetty välipohjatyyppi elementtirakenteisissa kerrostaloissa. Niitä käytetään yleisesti myös toimitila- ja teollisuusrakennuksissa. Välipohjien lisäksi ontelolaattoja voidaan käyttää ylä- ja alapohjissa sekä seinissä. Työn tarkoituksena oli tutkia, mitkä ovat ontelolaattojen vaurioitumismekanismit palossa ja selvittää, miten palonkesto määritellään määräyksissä. Tavoitteena oli selvittää, onko ontelolaattojen palonkesto luotettavasti määriteltävissä vai tarvitaanko aiheesta vielä jatkotutkimuksia. Työstä voi saada myös käsityksen ontelolaattojen palonkeston tutkimuksen nykytilasta.
Työ suoritettiin kirjallisuustutkimuksena, jossa hyödynnettiin muun muassa tieteellisiä artikkeleita, toteutuneiden tulipalojen onnettomuusraportteja, eurokoodeja ja polttokokeiden tuloksia. Ontelolaatoilla on palotilanteessa kolme vaurioitumismekanismia: taivutusmurtuma, ankkurointimurtuma ja leikkausmurtuma. Ankkurointi- ja leikkausmurtuma voivat tapahtua myös yhtäaikaisesti. Lisäksi ontelolaatoissa esiintyy lämmöstä johtuvaa halkeilua vaaka- ja pystysuunnassa tai räjähtävää lohkeilua, jotka vaikuttavat laattojen palonkestoon ja vaurioitumismekanismien ilmenemiseen. Tutkimuksessa selvisi, että leikkaus- ja ankkurointimurtumat ovat ontelolaatoilla tyypillisempiä palossa kuin taivutusmurtumat. On kuitenkin huomioitava, että taipumaa on tutkittu huomattavasti vähemmän kuin leikkaus- ja ankkurointimurtumia.
Ontelolaattojen taivutusmurron palomitoitus tehdään eurokoodin yksinkertaistettujen laskentamenetelmien avulla, joita on kaksi: isotermimenetelmä ja vyöhykemenetelmä. Eristävyys ja leikkauskestävyys voidaan määrittää eurokoodin taulukoiden avulla. Jos ontelolaatan palonkestoluokka on vähintään R 60, leikkaus- ja ankkurointikestävyys tulee tarkistaa kokemusperäisellä laskentakaavalla.
Ontelolaattoja on sortunut tulipaloissa, ja tyypillisin vaurioitumistapa on vaakasuoran halkeaman syntyminen, joka jakaa laatan kahteen osaan. Halkeama voi johtaa ontelolaatan sortumiseen, jossa alaosa putoaa ensin ja yläosa myöhemmin. Työssä on pohdittu myös polttokokeiden tulosten ja eurokoodien palomitoitusmenetelmien luotettavuutta. Tutkimus osoittaa, että ontelolaattojen runsaasta käytöstä huolimatta aiheen tutkijoilla on hyvin erilaisia arvioita ontelolaatastojen palonkestosta. Ristiriitaiset näkemykset osoittavat, että edelleen aiheen tarkempaa tutkimusta tarvitaan.
Työ suoritettiin kirjallisuustutkimuksena, jossa hyödynnettiin muun muassa tieteellisiä artikkeleita, toteutuneiden tulipalojen onnettomuusraportteja, eurokoodeja ja polttokokeiden tuloksia. Ontelolaatoilla on palotilanteessa kolme vaurioitumismekanismia: taivutusmurtuma, ankkurointimurtuma ja leikkausmurtuma. Ankkurointi- ja leikkausmurtuma voivat tapahtua myös yhtäaikaisesti. Lisäksi ontelolaatoissa esiintyy lämmöstä johtuvaa halkeilua vaaka- ja pystysuunnassa tai räjähtävää lohkeilua, jotka vaikuttavat laattojen palonkestoon ja vaurioitumismekanismien ilmenemiseen. Tutkimuksessa selvisi, että leikkaus- ja ankkurointimurtumat ovat ontelolaatoilla tyypillisempiä palossa kuin taivutusmurtumat. On kuitenkin huomioitava, että taipumaa on tutkittu huomattavasti vähemmän kuin leikkaus- ja ankkurointimurtumia.
Ontelolaattojen taivutusmurron palomitoitus tehdään eurokoodin yksinkertaistettujen laskentamenetelmien avulla, joita on kaksi: isotermimenetelmä ja vyöhykemenetelmä. Eristävyys ja leikkauskestävyys voidaan määrittää eurokoodin taulukoiden avulla. Jos ontelolaatan palonkestoluokka on vähintään R 60, leikkaus- ja ankkurointikestävyys tulee tarkistaa kokemusperäisellä laskentakaavalla.
Ontelolaattoja on sortunut tulipaloissa, ja tyypillisin vaurioitumistapa on vaakasuoran halkeaman syntyminen, joka jakaa laatan kahteen osaan. Halkeama voi johtaa ontelolaatan sortumiseen, jossa alaosa putoaa ensin ja yläosa myöhemmin. Työssä on pohdittu myös polttokokeiden tulosten ja eurokoodien palomitoitusmenetelmien luotettavuutta. Tutkimus osoittaa, että ontelolaattojen runsaasta käytöstä huolimatta aiheen tutkijoilla on hyvin erilaisia arvioita ontelolaatastojen palonkestosta. Ristiriitaiset näkemykset osoittavat, että edelleen aiheen tarkempaa tutkimusta tarvitaan.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [8798]