Korkeiden asuinrakennusten jäykistys
Martimo, Mira (2020)
Martimo, Mira
2020
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202001301818
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202001301818
Tiivistelmä
Suomessa rakennetaan koko ajan korkeampia rakennuksia. Esimerkiksi Helsingin Pasilaan on suunnitteilla Suomen ensimmäinen pilvenpiirtäjäksi laskettava korkea rakennus.
Tämän opinnäytetyön tarkoitus on toimia koosteena korkeiden asuinrakennusten jäykistyksen suunnittelua varten.
Opinnäytetyössä on tarkasteltu korkeiden rakennusten suunnittelun ja mitoituksen erityispiirteitä, vaatimuksia, rakennukseen syntyviä voimia ja niiden vaikutuksia. Työssä on käyty läpi esimerkkikohteen tietomallinnusta ja mitoitusta. Työssä on tarkasteltu korkeiden asuinrakennusten suunnitteluun vaikuttavat suunnitteluperusteet: rakennusten suunnittelutehtävien vaativuusluokat, vaaditut suunnittelijapätevyydet sekä rakennuksen käyttöiän-, luotettavuuden- ja seuraamusluokan huomioon ottaminen mitoituksessa.
Mitoitusosassa on käsitelty rajatilatarkasteluissa murto-, käyttö- ja onnettomuusrajatilanteissa mitoitettavat tapaukset. Määrittäviksi mitoitustapauksiksi korkeissa rakennuksissa voivat muodostua stabiliteettitarkastelut, taipumat, värähtelyt sekä tuulen vaikutukset. Rakennuksen stabiiliuteen vaikutetaan jäykistyksellä. Jäykistysosassa käydään läpi erilaiset jäykistysjärjestelmät ja niiden soveltuvuus korkeisiin rakennuksiin.
Opinnäytetyössä tarkastellaan tuulikuorman vaikutusta mitoitukseen käyttörajatiloissa. Tuuli voi aiheuttaa rakennuksille haitallisia värähtelyitä. Tuulen aiheuttamaan kuormitukseen vaikuttaa rakennuksen sijainti, maastoluokka ja muut maaston- ja ympäristön muodot. Ympärillä olevat rakennukset voivat myös ohjata tuulen käyttäytymistä.
Toisen kertaluokan rasitukset syntyvät vaakakuormien, rakenteen muodonmuutosten ja kuormien epäkeskisyyksien vaikutuksesta. Kuormituksien vaikutukset kertautuvat ja samalla rasitukset kasvavat. Rakenteet mitoitetaan toisen kertaluvun rasituksille epälineaariseen analyysiin perustuvalla yleisellä menetelmällä, nimellisjäykkyyteen- tai nimelliseen kaarevuuteen perustuvalla menetelmällä.
Opinnäytetyön tutkimus ja mitoitusohje perustuu eurokoodeihin, ympäristöministeriön ohjeistuksiin, Suomen maankäyttö- ja rakennuslakiin sekä muihin yleisesti käytettyihin standardeihin ja julkaisuihin. Esimerkkikohteesta esitetyt tiedot sisältäen tietomallinnuksen perustuvat kohteesta tilaajalta saatuihin asiakirjoihin ja suunnittelijoiden haastatteluihin.
Tämän opinnäytetyön tarkoitus on toimia koosteena korkeiden asuinrakennusten jäykistyksen suunnittelua varten.
Opinnäytetyössä on tarkasteltu korkeiden rakennusten suunnittelun ja mitoituksen erityispiirteitä, vaatimuksia, rakennukseen syntyviä voimia ja niiden vaikutuksia. Työssä on käyty läpi esimerkkikohteen tietomallinnusta ja mitoitusta. Työssä on tarkasteltu korkeiden asuinrakennusten suunnitteluun vaikuttavat suunnitteluperusteet: rakennusten suunnittelutehtävien vaativuusluokat, vaaditut suunnittelijapätevyydet sekä rakennuksen käyttöiän-, luotettavuuden- ja seuraamusluokan huomioon ottaminen mitoituksessa.
Mitoitusosassa on käsitelty rajatilatarkasteluissa murto-, käyttö- ja onnettomuusrajatilanteissa mitoitettavat tapaukset. Määrittäviksi mitoitustapauksiksi korkeissa rakennuksissa voivat muodostua stabiliteettitarkastelut, taipumat, värähtelyt sekä tuulen vaikutukset. Rakennuksen stabiiliuteen vaikutetaan jäykistyksellä. Jäykistysosassa käydään läpi erilaiset jäykistysjärjestelmät ja niiden soveltuvuus korkeisiin rakennuksiin.
Opinnäytetyössä tarkastellaan tuulikuorman vaikutusta mitoitukseen käyttörajatiloissa. Tuuli voi aiheuttaa rakennuksille haitallisia värähtelyitä. Tuulen aiheuttamaan kuormitukseen vaikuttaa rakennuksen sijainti, maastoluokka ja muut maaston- ja ympäristön muodot. Ympärillä olevat rakennukset voivat myös ohjata tuulen käyttäytymistä.
Toisen kertaluokan rasitukset syntyvät vaakakuormien, rakenteen muodonmuutosten ja kuormien epäkeskisyyksien vaikutuksesta. Kuormituksien vaikutukset kertautuvat ja samalla rasitukset kasvavat. Rakenteet mitoitetaan toisen kertaluvun rasituksille epälineaariseen analyysiin perustuvalla yleisellä menetelmällä, nimellisjäykkyyteen- tai nimelliseen kaarevuuteen perustuvalla menetelmällä.
Opinnäytetyön tutkimus ja mitoitusohje perustuu eurokoodeihin, ympäristöministeriön ohjeistuksiin, Suomen maankäyttö- ja rakennuslakiin sekä muihin yleisesti käytettyihin standardeihin ja julkaisuihin. Esimerkkikohteesta esitetyt tiedot sisältäen tietomallinnuksen perustuvat kohteesta tilaajalta saatuihin asiakirjoihin ja suunnittelijoiden haastatteluihin.