Teräsbetonirakenteiden palomitoitus korjausrakentamisessa
Keitaanniemi, Juho (2013)
2013
Rakennustekniikan koulutusohjelma
Tuotantotalouden ja rakentamisen tiedekunta – Faculty of Business and Built Environment
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2013-08-14
Julkaisun pysyvä osoite on
http://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201308221309
http://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201308221309
Tiivistelmä
Rakennusten rakenteet on suunniteltava kestämään tulipalon aiheuttamat rasitukset. Rakennukselta vaadittavan palonkestoajan määrittelee rakennuksen käyttötarkoitus. Käyttötarkoituksen muuttaminen vaatii usein olemassa olevien rakenteiden palonkestävyyden selvittämistä. Tämän tutkimiseen ei ole yhtenäisiä vakiintuneita käytäntöjä. Mikäli ei voida osoittaa riittävää palonkestoaikaa, joudutaan turvautumaan palosuojausten käyttöön. Tämän diplomityön tavoitteena on luoda toiminta- ja mitoitusohje palonkestoajan selvittämiseen vanhoissa teräsbetonirakenteisissa paikalla valetuissa rakennuksissa.
Työ jakaantuu kahteen osaan: Kirjallisuusanalyysissä selvitetään nykyisten ja vanhempien normien sallimat keinot betonirakenteiden palonkestävyyden osoittamiseksi. Tapaustutkimusosassa on esimerkkikohteiden avulla kehitetty palomitoituksen kannalta oleellisia kenttätutkimuksia ja yksinkertaisia laskennallisia menettelyitä. Lopussa esitetään toiminta- ja mitoitusohjeita sekä Insinööritoimisto Lauri Mehto Oy:n toimintaohje vanhan rakennuksen teräsbetonirakenteiden palomitoituksessa.
Työn tuloksien perusteella olemassa olevien rakenteiden palonkestävyyden selvittäminen onnistuu vain tutkimalla kohdetta. Alkuperäisten suunnitelmien mukaisiin palonkestävyyksiin ei voida sellaisenaan tukeutua. Kohteella on tehtävä huolelliset kenttätutkimukset, sekä perehdyttävä sen suunnitteluasiakirjoihin. Lähtötietojen hankinta on prosessin tärkein vaihe. Suunnittelumenetelmien vertailun, työmäärän ja tarkkuuden osalta, on taulukkomitoitus ensisijainen mitoitusmenettely. Yksinkertaisista laskentamenetelmistä on suositeltavaa käyttää isotermi-500-menetelmää.
Ennen kenttätutkimuksien aloittamista on huolellisesti perehdyttävä kohteeseen ja tehtävä tutkimussuunnitelma. Rakenteiden betonipeitepaksuuksien mittaaminen on tärkein yksittäinen kenttätutkimustoimenpide. Tutkimuksen mittaus- ja näytemäärä on aina sovitettava tutkittavaan rakennukseen. Tutkimus on suoritettava otantatutkimuksena. Otantatutkimuksessa virhemarginaalien hallinta korostuu. Lähtötietojen tarkkuus määrittelee suurimman osan korjauskohteen palomitoituksen laadusta, joten mittausten ja tutkimusten virheet on arvioitava erityisen huolellisesti.
Yksinkertaisten laskentamenetelmien käyttö on taloudellisesti kannattavaa vasta, kun mahdollisesti suojattava pinta-ala on riittävän suuri. Ennen yksinkertaisien laskentamenetelmien käyttöä on suositeltavaa suorittaa lisätutkimuksia kentällä, joilla on työn tuloksien perusteella suurin vaikutus lopputulokseen. Laskelmien tärkein vaihe on poikkileikkauksen lämpötilan kehityksen mallintaminen.
Työ jakaantuu kahteen osaan: Kirjallisuusanalyysissä selvitetään nykyisten ja vanhempien normien sallimat keinot betonirakenteiden palonkestävyyden osoittamiseksi. Tapaustutkimusosassa on esimerkkikohteiden avulla kehitetty palomitoituksen kannalta oleellisia kenttätutkimuksia ja yksinkertaisia laskennallisia menettelyitä. Lopussa esitetään toiminta- ja mitoitusohjeita sekä Insinööritoimisto Lauri Mehto Oy:n toimintaohje vanhan rakennuksen teräsbetonirakenteiden palomitoituksessa.
Työn tuloksien perusteella olemassa olevien rakenteiden palonkestävyyden selvittäminen onnistuu vain tutkimalla kohdetta. Alkuperäisten suunnitelmien mukaisiin palonkestävyyksiin ei voida sellaisenaan tukeutua. Kohteella on tehtävä huolelliset kenttätutkimukset, sekä perehdyttävä sen suunnitteluasiakirjoihin. Lähtötietojen hankinta on prosessin tärkein vaihe. Suunnittelumenetelmien vertailun, työmäärän ja tarkkuuden osalta, on taulukkomitoitus ensisijainen mitoitusmenettely. Yksinkertaisista laskentamenetelmistä on suositeltavaa käyttää isotermi-500-menetelmää.
Ennen kenttätutkimuksien aloittamista on huolellisesti perehdyttävä kohteeseen ja tehtävä tutkimussuunnitelma. Rakenteiden betonipeitepaksuuksien mittaaminen on tärkein yksittäinen kenttätutkimustoimenpide. Tutkimuksen mittaus- ja näytemäärä on aina sovitettava tutkittavaan rakennukseen. Tutkimus on suoritettava otantatutkimuksena. Otantatutkimuksessa virhemarginaalien hallinta korostuu. Lähtötietojen tarkkuus määrittelee suurimman osan korjauskohteen palomitoituksen laadusta, joten mittausten ja tutkimusten virheet on arvioitava erityisen huolellisesti.
Yksinkertaisten laskentamenetelmien käyttö on taloudellisesti kannattavaa vasta, kun mahdollisesti suojattava pinta-ala on riittävän suuri. Ennen yksinkertaisien laskentamenetelmien käyttöä on suositeltavaa suorittaa lisätutkimuksia kentällä, joilla on työn tuloksien perusteella suurin vaikutus lopputulokseen. Laskelmien tärkein vaihe on poikkileikkauksen lämpötilan kehityksen mallintaminen.