Kevennetyn pilarilaatan teknistaloudellinen tarkastelu

Abstract

Kevennetty pilarilaatta on paikallavalettu pilarilaatta, jonka rakennetta on kevennetty poistamalla eri menetelmin osa sen betonista ilman, että sen tehollinen korkeus muuttuu. Perinteiset kevennetyt paikallavalulaatat, kuten arinalaatat, ovat kalliita ja hankalia toteuttaa, ja siksi edulliset ja tehokkaat elementtirakenteet, kuten ontelolaatat, ovat vakiinnuttaneet asemansa markkinoilla. Tämän diplomityön tarkoitus on tutkia uudenlaisia kevennettyjä pilarilaattoja, sekä niiden mahdollisuuksia yleistyä Suomen markkinoilla teknis-taloudellisen tarkastelun kautta. Työ voidaan laajemmin jakaa teoriaosaan ja laskennallinen osaan. Teoriaosassa esitellään olemassa olevat pilarilaatan kevennysrakennevaihtoehdot sekä niiden mitoitusperiaatteet. Laskennallisessa osassa mitoitetaan tavanomaisen toimistorakennuksen ontelolaattavälipohjalle vaihtoehtoinen rakenne kevennettynä pilarilaattana sekä lasketaan molempien vaihtoehtojen kustannukset. Esimerkkilaskelman kevennysmenetelmänä käytetään saksalaista Beeplate-järjestelmää. Tutkimus osoittaa, että kevennetty pilarilaatta voidaan mitoittaa Eurokoodin mukaan paikallavaletun pilarilaatan periaatteiden mukaisesti käyttämällä keventäviä kuormia kevennysosien alueella. Mitoituksessa on huomioitava, että kevennysosat heikentävät laatan leikkauskestävyyttä ja taivutusjäykkyyttä. Vaikka taivutusjäykkyys heikkenee, taipumat jäävät umpilaatan taipumia pienemmiksi laatan pienemmän omapainon vuoksi. Lävistysmitoitus tehdään kuten umpilaatalla, sillä laatta on umpinainen tukien kohdilla. Esimerkkilaskelmasta nähdään, että kevennetty pilarilaatta voidaan mitoittaa esitettyjen mitoitusperiaatteiden mukaisesti. Lisäksi esimerkkilaatan kustannuslaskenta osoittaa, että kevennetyn pilarilaatta on tässä tapauksessa noin kymmenen prosenttia ontelolaattarakennetta edullisempi. Tutkimuksen johtopäätöksenä todetaan, että kevennetty pilarilaatta on kannattava vaihtoehto erityisesti suurissa paikallavalukohteissa. Tällaisia kohteita ovat muun muassa laatat, joissa rakennekorkeus on rajallinen, laatan muoto on monimutkainen tai pilarijako vaihtelee. Lisäksi jännevälien olisi oltava likimain yhtä suuria molempiin suuntiin ja pituudeltaan 12–16 metriä. Vaikka työssä esitetyssä kustannuslaskentaesimerkissä kevennetty pilarilaatta on ontelolaattavälipohjaa edullisempi, sen todelliset työmenekit sekä kustannukset voidaan osoittaa vasta yhden tai useamman pilottikohteen avulla. Jos kevennetty pilarilaatta todettaisiin toimivaksi myös Suomessa, olisi sille suotavaa tehdä jatkossa lisätutkimuksia, kuten kuormitus- ja palokokeita.