Sääsuojarakenteiden rakenteellinen turvallisuus

Abstract

Sääsuojarakenteet on tarkoitettu nimensä mukaisesti suojamaan työkohde, työntekijät ja rakennusmateriaalit sään vaikutuksilta. Sääsuojarakenteiden käyttö on lisääntynyt Suomen rakennusalalla ja kehittyneet kevyemmät alumiinirakenteet mahdollistavat sääsuojista kasattavan aikaisempia suurempia ja monimutkaisempia kokonaisuuksia. Tilapäisiksi rakenteiksi tarkoitetut sääsuojat ovat valikoituneiden valmistajien teräs- ja alumiinirakenteisista valmisosista paikan päällä kasattavia telinerakenteita, joihin kiinnitetään päälle suojapeite. Sääsuojien kasaaminen perustuu valmistajien käyttöohjeisiin, mutta erilaisia kasausvaihtoehtoja on lukusia ja tyypillisesti suojauskohteet ovat monimutkaisempia kuin käyttöohjeissa esitetyt perustapaukset. Ongelmana onkin, kuinka sääsuojarakenteiden kestävyys ja stabiliteetti saadaan todennettua, ja täten rakenteellinen turvallisuus varmistettua.

Tutkimus koostuu kahdesta osasta. Kirjallisuustutkimuksen avulla selvitetään, kuinka väliaikaisiksi tarkoitettujen sääsuojarakenteiden mitoitus, jäykistys ja ankkurointi tulee standardien mukaan toteuttaa. Toisaalta perehdytään myös rakenteiden epälineaarisuuteen ja sen esiintymiseen sääsuojarakenteissa. Toisessa osassa tutkitaan Suomessa tyypillisesti käytettyä sääsuojakokonaisuutta eri laskentamenetelmien avulla. Työssä luodaan laskentapohja sääsuojarakenteiden alustaviin tarkasteluihin ja lisäksi sääsuojarakenteita analysoidaan lineaarisen ja epälineaarisen FEM-laskennan avulla. Sääsuojarakennetta analysoidaan mallintamalla FEM-laskentaohjelmaan sekä yksittäinen osa sääsuojaa, että kokonainen sääsuojarakenne. Laskennalla pyritään saamaan yleiskuvaa siitä, kuinka sääsuojarakenteissa esiintyvät epälineaarisuudet vaikuttavat sääsuojarakenteen käyttäytymiseen ja kuinka tarkoilla laskentamenetelmillä sääsuojarakenteita on syytä tarkastella.

Kirjallisuustutkimuksen perusteella saatiin määritettyä ohjeistus sääsuojien suunnitteluun. Laskennan perusteella saatiin selville, että kuormien jakautuminen harustetun sääsuojan ankkuroinnille saadaan tehtyä riittävällä tarkkuudella 1. kertaluvun analyysin perusteella. Huomionarvoinen löydös oli myös se, että pysyvän aukon jättäminen tutkittuun sääsuojarakenteeseen kaksinkertaisti ankkureilta vaaditun kapasiteetin. Sääsuojarakenteen tarkastelun laskentapohjan avulla jäykkänä kappaleena havaittiin olevan hyvä keino arvioida alustavasti murtorajatilan rasitusten suuruutta ja vaadittujen vastapainojen kokoluokkaa, mutta luotettavampia tuloksia varten on syytä luoda erillinen laskentamalli sääsuojarakenteesta.