RAKENNEJÄRJESTELMÄN VALINTA
Kesto- ja käyttöikä, monikäyttöisyys ja muunneltavuus, ääneneristävyys, palonkesto, talotekniikan soveltuvuus, säilyvyys, elinkaarikustannukset jne. ovat rakennuksen runkovalinnalle, suunnittelulle ja toteutukselle asetettavia haasteita.
Rakennuksen runko on sen olennainen ja pitkäikäisin osa. Rungon valinnalla lyödään lukkoon rakennuksen tärkeimmät laadulliset ominaisuudet. Runkorakenteessa tehtyjen virheiden myöhempi korjaaminen on kallista ja vaikeaa – usein jopa mahdotonta. Vaikka itse rungon kustannusosuus on suhteellisen pieni, vain n. 15 – 20 % , on runkovalinnan seurannaistekijöillä merkittävä vaikutus koko rakennuksen elinkaarikustannuksiin ja erityisesti sen moniin laatuominaisuuksiin.
Rakennuksen runko ja julkisivut säilytetään yleensä muuttumattomina koko rakennuksen käyttöiän. Rakennuksen käyttötarkoituksesta, koosta ja sijainnista riippuen rakennuksen käyttöikä ja kestoikä tulisi mitoittaa vähintään 100 vuodeksi. Asuinrakennuksissa rakennuksen käyttötarkoitus säilyy yleensä muuttumattomana ja käyttöaika on pitkä. Tämän vuoksi rakenteiden kestoiällä ja huollontarpeella on erityisen suuri merkitys mm. asumiskustannuksiin ja asumisviihtyvyyteen
Toimisto- ja liikerakennuksissa käyttötarkoituksen muutokset ovat varsin yleisiä ja niihin tulee varautua jo suunnitteluvaiheessa esim. siten, että varaudutaan suurempiin mitoituskuormituksiin tai parempaan palonkestoon kuin alkuperäinen käyttötarkoitus edellyttää. Myös kantavien pystyrakenteiden sijoituksessa ja jännevälien valinnassa ennakoidaan tulevat tarpeet.
Asuinkerrostaloissa hyvä ääneneristys on keskeinen asumisviihtyvyyteen vaikuttava tekijä. Massiivisilla paikallavaletuilla rakenteilla uudet kiristyneet ääneneristysvaatimukset on mahdollista täyttää yksinkertaisesti ja taloudellisesti lisäämällä ääntä eristävien rakenteiden paksuutta. Rakennuksen palonkesto ja paloneristävyys sekä kestävyys poikkeuksellisia kuormituksia vastaan ovat tärkeitä henkilöturvallisuuteen liittyviä seikkoja. Paikallavalettu betonirunko täyttää nämä vaatimukset helposti ilman mainittavia lisäkustannuksia.
LVIST-tekniikoiden määrä lisääntyy koko ajan erityisesti toimisto- ja liikerakennuksissa. Sama kehityssuunta hieman lievempänä on nähtävissä myös asuinrakennuksissa. Näiden tekniikoiden elinkaari lyhenee koko ajan ja tämä on otettava huomioon myös runkoratkaisun valinnassa sekä tekniikoiden sijoittelussa runkoon. Lämmitys-, ilmanvaihto- ja sähköjärjestelmiä joudutaan asuinkerrostalon oletettuna käyttöaikana peruskorjaamaan 2-3 kertaa ja toimisto- ja liikerakennuksissa monta kertaa tätä useammin. Näitä tekniikoita joudutaan huoltamaan ja täydentämään, mikä on kiinteistönpidossa jatkuvaa toimintaa.
Rakennuksen rungon tulee antaa mahdollisuus toteuttaa talotekniikkaan liittyvät korjaus- ja uusimistyöt mahdollisimman joustavasti ja pienin kustannuksin. Paikallavalettu runko antaa näille muutostöille mahdollisimman hyvät lähtökohdat ilman, että rakennuksen sisä- tai ulkoilme oleellisesti muuttuu tai kantavat rakenteet olisivat korjaus- tai muutostöiden esteenä.
Avainasiat
- rakennuksen käyttötarkoitus
- kestoikä, käyttöikä
- ääneneristys
- paloturvallisuus
- LVIST-tekniikat
- Rungon valinnan avainasiat
- Runkojärjestelmät
- Rakenneosien ja päämittojen valinta
- Pilarilaatta rakenteena, mitoitus ja raudoitusohjeita
Rakennejärjestelmävaihtoehtoja ei käytännössä ole montaa vaan ne ovat:
Kantavat seinät
Pystyrakenteena on kantavat seinät joihin välipohjalaatasto tukeutuu. Kantavia voivat olla sekä ulkoseinät että väliseinät, tai pelkästään väliseinät tai ulkoseinät. Rakennuksen jäykistys hoidataan kantavien seinien avulla. Toteutustapa voi olla täyselementtitekniikka, kokonaan paikallavalettu runko tai näitten yhdistelmä jolloin esimerkiksi pystyrakenteet ovat elementtejä ja välipohja paikallavalettu. Suomessa kantavat seinät ovat vallitseva runkojärjestelmä asuinrakentamisessa, koska se on yksinkertaisin tapa toteuttaa asuinrakentamisessa tärkeät ääneneristysvaatimukset.
Kantavat seinät joita on täydennettynä pilareilla
Pystyrakenteena on kantavat seinät joita on täydennetty pilareilla. Vaakarakenteena on joko paikalla valettu laatta tai palkit ja ontelo/kuorilaatat jotka tukeutuvat seiniin ja palkkeihin. Rakennuksen jäykistyksenä toimivat kantavat seinät täydennettynä porras-, hissi- ja tekniikkakuiluilla.
Pilarilaatta
Pystyrakenteena on pilarit ja vaakarakenteena paikalla valettu mieluiten tasapaksu laatta. Mikäli lävistys on mitoittava on se edullinta hoitaa sienivahvistuksilla. Laatta voi olla jälkijännitetty ja laatassa voi olla myös toiseen suuntaan vahvistettuja, usein jälkijännitettyjä, palkkikaistoja. Rakennuksen jäykistys on hoidetaan yleensä porras,- hissi- ja tekniikkakuilujen avulla. Pilarilaatta soveltuu liike- ja toimistorakentamiseen jossa muunneltavuus käyttöiän aikan on suunnittelun tärkeä lähtökohta. Myös pysäköintilaitokset ovat luonteva toteuttaa paikallavaletulla jälkijännitetyllä pilarilaatalla koska palkkikaistoilla päästään pitkiin jänneväleihin ja jännittämällä välipohja saadaan siitä vesitiivis.
Pilari-palkkirunko
Pystyrakenteena on pilarit ja vaakarakenteena palkit joihin välipohja tukeutuu. Jäykistys hoidetaan jäykistävillä kuiluilla ja seinillä, jäykistysristikoilla tai hallirakenteissa mastopilareilla. Pilari-palkkirunko soveltuu liike- ja toimistorakentamiseen ja käytettäessä elementtitekniikka sen etu on nopea rungon valmistus.
Myös pysäköintilaitoksissa voidaan käyttää pilari-palkkirunkoa, ja vaakrakenteen vaakarakenteena joko ontelolaatta tai jännitettyä kuorilaatta joka tukeutuu jännitettyihin noin 17 m pitkiin palkkeihin. Palkit ja kuorilaatat muodostavat pintavalun kanssa kaksinkertaisen liittorakenteen. Palkit ovat staattiselta toiminnaltaan vapaasti tuettuja yksiaukkoisia liittopalkkeja. Kuorilaattarakenne on vastaavasti useampiaukkoinen, jatkuva ja yhteen suuntaan raudoitettu laatasto. Esijännitetyn kuorilaatan paksuus on tavallisesti 100 tai 120 mm.
Käytännössä valittu rakennejärjestelmä on usein eri järjestelmien yhdistelmä. Rakennuksen alimmat kerrokset voivat olla jälkijännitettyjä pilari-palkkirakenteita ja sen jälkeen joko tavallisia pilari-palkkirakenteita, pilarilaattarakenteita tai kantavilla seinillä varustettuja.