FI114655B - Pengerlaattarakenne ja menetelmä sen valmistamiseksi - Google Patents

Description

114655

PENGERLAATTARAKENNE JA MENETELMÄ SEN VALMISTAMISEKSI

TEKNIIKAN ALA

5

Keksinnön kohteena on pengerlaattarakenne ja menetelmä sen valmistamiseksi.

TEKNIIKAN TASO

10

Pengerpaalutus on pohjanvahvistusmenetelmä, jota käytetään tien-, kadun, rautatien-sekä piha-alueiden perustamisessa savi tai turvepehmeiköillä. Menetelmää käytetään silloin, kun maaperän pehmeyden, täyttömaan suuren kuormituksen tai valmiille pinnalle asetettujen korkeiden tasaisuusvaatimusten johdosta muut 15 pohjanvalmistusmenetelmät eivät ole riittäviä. Pengerpaalutuksen käyttö on Pohjoismaissa yleistä, muualla melko harvinaista.

Pengerpaalutuksessa täyttömaan, liikenteen ja muiden hyötykuormien kuormitus siirretään paaluilla pehmeän maakerroksen läpi kovaan pohjaan ja näin saadaan : 20 aikaan täysin painumaton rakenne.

• * Pengerpaalutusta on käytetty viime vuosisadan alkupuolelta lähtien, ensin rautateiden '· * rakentamisessa. Maahan lyötiin tiheästi puupaaluja, joiden päälle pengerrettiin » | ' karkearakeista täyttömaata. Maan holvautuminen siirsi kuormitukset paaluille. Useiden • · *· ' 25 epäonnistumisten johdosta ryhdyttiin käyttämään ns. "paaluhattuja", raudoitettuja erillisiä betonilaattoja, jotka asennettiin paalujen päihin, jolloin holvautuminen parani.

*; : Puupaalut korvattiin teräsbetonipaaluilla 1960 - 1970 luvulla. Myös paaluhattuja käytettäessä tapahtui epäonnistumisia ja 1980 - 1990 lukujen aikana yhtenäiset i pengerlaatat vähitellen syrjäyttivät hattupaalutuksen varmempana rakenteena.

• t I

30 ,: Pengerlaatta on paalukentän päälle maata vasten valettu yhtenäinen teräsbetonilaatta, jonka päälle rakennetaan maapenger. Pengerlaattoja on useita eri tyyppejä: 114655 2 tasapaksuja, palkki- ja sienilaattoja. Laattojen yläpinta on tasainen ja alapinta toteutetaan muotoilemalla maapohja ennen valua. Raudoituksena on harjateräs.

Talonrakentamisessa sekä siltojen rakentamisessa aloitettiin jännitettyjen 5 betonirakenteiden käyttö Yhdysvalloissa 1950-luvulla. Suomeen menetelmä tuli 1970-luvulla.Teräsbetonirakenteessa teräkset ottavat kaikki rakenteelle tulevat vetojännitykset. Jotta teräkseen syntyisi jännitys, se edellyttää teräksen venymistä. Betoni on aineena terästä huomattavasti hauraampaa, eikä veny kuten teräs, vaan muodonmuutoksen johdosta betonirakenteen vetopintaan syntyy halkeamia. Halkeilun 10 välttämiseksi betonirakenteet joudutaan usein raudoittamaan huomattavasti järeämmin kuin betoniterästen kapasiteetti edellyttää.

Jännitetyssä betonirakenteessa vetopinnassa käytetään korkean lujuuden omaavia teräspunoksia, jotka ovat irti betonista. Betonin kovettumisen jälkeen punokset 15 jännitetään, ja näin saadaan teräksille jännitys ilman rakenteen venymistä ja betonin halkeilua. Jännepunoksen korkeusasemaa betonirakenteessa voidaan vaihtaa edullisimman vaikutuksen aikaansaamiseksi.

Esimerkkeinä jännepunoksia sisältävistä rakenteista mainitaan DE-hakemusjulkaisu *20 19539748, joka liittyy jännepunosten jatkamiseen säiliörakenteissa, sekä EP- : hakemusjulkaisu 60352, joka liittyy pilarin ja laatan liitoksen jäykkyyden : · huomioimiseen. Nämä eivät kuitenkaan ole pengerlaattarakenteita, joihin tämä • : * :. .: keksintö kohdistuu.

• t I i · # · ’·* 25 Keksinnön tarkoituksena on kehittää rakennuslaatta ja rakenne lähinnä maarakentamiseen sekä menetelmä sen valmistamiseksi, joiden avulla raudoitusta • : voidaan vähentää.

I i • * • · \ i Keksinnön toisena tarkoituksena on kehittää rakennuslaatta ja rakenne lähinnä 30 maanrakentamiseen sekä menetelmä sen valmistamiseksi, joiden avulla myös betonia : ‘ : voidaan vähentää.

I I I ’ I * » 114655 3

KEKSINNÖN LYHYT KUVAUS

Siten keksintö tarjoaa pengerlaattarakenteen, johon kuuluu yksi tai useampi maahan sijoitettu paalu ja niihin kiinnitetty rakennuslaatta, jonka laatan päällä on pengertäyttö.

5 Rakenne on tunnettu siitä, että rakennuslaatta on jälkijännitetty rakenne, jossa jännepunokset ovat suoria ja sijaitsevat laatan yläosassa.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä pengerlaattarakenteen valmistamiseksi paalut sijoitetaan maahan, joka tasoitetaan haluttuun muotoon rakennuslaatan alapinnan 10 muotoilemiseksi, asetetaan reunamuotti laatan ulkomittojen määrittämiseksi, asetetaan jännepunokset, valetaan laatta betonilla ja annetaan betonin kovettua, jonka jälkeen jännepunokset jännitetään.

Keksinnön edulliset suoritusmuodot on esitetty epäitsenäisissä vaatimuksissa.

15

Keksinnön yhteydessä esitetään lisäksi rakennuslaatta sekä rakennuspaalu, jotka ovat erityisen käyttökelpoisia juuri keksinnön mukaisessa pengerlaattarakenteessa ja joiden avulla keksinnön tavoitteet täytetään pengerlaattarakenteessa. Näitä voidaan kuitenkin menestyksellisesti käyttää myös muissa yhteyksissä kuin keksinnön mukaisessa : 20 pengerlaattarakenteessa ja ne ovat keksinnöllisiä sinänsä.

j '·· Edullisesti keksinnössä on kyse jälkijännitetystä pengerpaalulaatasta, joka on :,..: perustettu korkealujuusbetonista valmistetuilla lyöntipaaluilla. Keksinnön mukainen : ·' pengerlaattarakenne on uusi sovellutus, jossa talon- ja sillanrakennustekniikassa :· 25 käytettyä menetelmää on kehitetty maanrakentamiseen soveltuvaksi. Keksinnössä on laskelmien perusteella mitoitettu perinteisiä pengerlaattoja edullisempia, mutta ·;;; laatutasoltaan vastaavia laattoja. Pengerlaattoja ei ole aiemmin toteutettu jännitettyinä • · ’·;·* rakenteina ollenkaan. Aikaisemmin pengerlaattoja ja jännitettyjä rakenteita on käytetty aivan eri aloilla, joissa käytössä on eri standardit. Pengerlaatta on rakenne, joka 30 suoraan liittyy maahan lyötyihin paaluihin. Jännitettyjä laattoja ei ole voitu aikaisemmin ·:··: käyttää suoraan paalutukseen liitettynä aikaisempien jännitettyjen rakenteiden :*·.: vaatimista tarkkuussyistä.

114655 4

Pengerlaattojen rakentamista varten on olemassa yksityiskohtaiset standardin mukaiset suunnitteluohjeet. Toteuttamalla pengerlaatta jännitettynä rakenteena keksinnön mukaisesti voidaan kuitenkin sama toimivuus aikaansaaden poiketa suunnitteluohjeiden tekniikan tason pengerlaattojen minimiharjateräsmääristä ja 5 korvata ne tartunnattomilla teräspunoksilla keksinnön mukaisesti. Keksinnön mukaisen rakenteen toimivuus on laskennallisesti todettu.

Tartunnattomien punosten asennustapa on keksinnössä vapaampi kuin harjaterästen asennus tekniikan tason mukaisissa pengerlaattaratkaisuissa, koska jännepunosten 10 tuentatapa voi poiketa totutuista käyttöselosteiden vaatimuksista. Jännepunos on keksinnön edullisessa muodossa pelkästään laatan yläpinnassa, eikä punokseen tarvita aaltoilua kuten perinteisessä jännitetyssä rakenteessa. Kun jännepunokset voivat olla suoria keksinnön mukaisesti, tuenta ei ole samassa määrin tarkkuutta vaativaa. Jos jännepunokset asennetaan aaltoilevasti, punosten kiintopisteiden 15 betoniin on oltava tarkat ja siksi punoksia perinteisesti tuetaan 1 metrin välein tarkan asennuksen toteuttamiseksi. Keksinnössä tuenta on harvempi.

Keksinnön mukaisesti jännitettyä pengerlaattaa käytettäessä on myös mahdollista . käyttää kapasiteetiltaan tavallista suurempia paaluja ilman, että laatasta tulee liian «· · . 20 massiivinen ja siten epätaloudellinen. Perinteinen menetelmä ei kestä harvaa tuentaa ja siksi paalut on laitettava tiheään.

Keksinnön ansiosta riittää, että jännepunoksia on laatassa noin 1 metrin välein, kun ··. nykyisten harjaterästen tarve pengerlaatoissa on 200 - 100 mm:n välein. Suoria 25 jännepunoksia voidaan keksinnössä asentaa halutulla tavalla betoniin, eli haluttuun korkeuteen ja sijaintiin. Aaltoilevan jännepunoksen on oltava tuen kohdalla korkealla laatassa kun taas paalujen välissä punoksen tulee olla mahdollisimman alhaalla.

.*···. Aikaisemmin jännitetyt laatat, joita ei käytetty pengersovelluksissa, on liitetty 30 sijainniltaan hyvin mittatarkkojen pilareiden päälle, kuten esimerkiksi talojen rakentamisessa, välipohjien käytössä jne. Jännitetty laatta on ts. aina aikaisemmin vaatinut tarkan pilareiden sijoittelun. Pengerlaatan alle tulevien maapohjaan 114655 5 sijoitettavien paalujen sijaintitoleranssi on sen sijaan varsin suuri, noin 200 mm ja kuitenkin on keksinnössä voitu käyttää jännitystekniikkaa. Tässä keksinnössä laatan keksinnöllinen muotoilu ja lisäksi se, että jännepunos voi olla suorana, tuovat lisäarvoa siihen, että mittatarkkaa tekniikkaa ei tarvita ja jännitys tulee halvemmaksi toteuttaa.

5 Tosin keksinnössäkin voi käyttää myös aaltoilevaa jännepunosta.

Jos laatan alla vielä käytetään vinopaaluja keksinnön mukaisella uudella tarkoituksella, saadaan laattaan kohdistettua normaalivoimia, joita voidaan hyödyntää jänneterästen mitoituksessa, mikä tuo jännitetyille rakenteille uusia etuja. Kun vinopaalu rakennetaan 10 tukemaan laattaa keksinnön tavoin, se toimii jänteiden kanssa samaan suuntaan, mikä on uusi tapa käyttää vinopaaluja. Vinopaaluista saadaan keksinnön mukaisessa rakenteessa puristusvoimaa laattaan lisää. Tätä voidaan hyödyntää lujuuslaskelmissa.

Keksinnön mukainen pengerlaattarakenne, jossa on jännitetty pengerlaatta, on uusi 15 askel pengerpaalutuksen kehityksessä. Siinä käytettävässä pengerlaatassa on lisäominaisuuksia, jotka paitsi, että ne tuovat lisäarvoa pengerlaattarakenteen tavoiteltuihin ominaisuuksiin, myös ovat yhdessä tai erikseen käyttökelpoisia muissa rakenteissa, kuten esim. talonrakennuksen yhteydessä.

' /20 Seuraavassa keksintöä kuvataan kuvioiden ja esimerkkien avulla, joiden ei ole ·’ tarkoitettu rajoittavan patenttivaatimuksissa määritettyä keksintöä.

* «

PIIRUSTUSTEN LYHYT KUVAUS

* · 25

Kuviossa 1 on esitetty läpileikkaus keksinnön mukaisesta rakennuslaatasta ylhäältä .*·. päin.

Kuviossa 2 on esitetty yksityiskohta kuviosta 1.

* · · /* 30 Kuviossa 3 keksinnön mukainen laattarakenne on esitetty sivuläpileikkauksena.

I I I 1 · ' · · ’ ’ Kuviossa 4 keksinnön mukaisia pengerlaattarakenteita on esitetty ylhäältä päin.

6 114655

Kuviossa 5 on esitetty tekniikan tason mukainen laattarakenne vinosti ylhäältäpäin katsottuna.

Kuviossa 6 on esitetty tekniikan tason mukainen laattarakenne suoraan ylhäältä päin 5 katsottuna.

Kuviossa 7 on esitetty tekniikan tason mukainen rakennuslaatta sivulta päin nähtynä poikkileikkauksena.

10 Kuviossa 8 on esitetty perinteisen rakennuslaatan raudoitus.

Kuviossa 9 on esitetty rakennuslaatan jännitysmenetelmä yleisesti.

Kuviossa 10 on esitetty jännepunoksen käyttörakenne.

15

Kuviossa 11 on esitetty eräs toinen keksinnön mukaisen laattarakenteen suoritusmuoto sivulta päin nähtynä poikkileikkauksena.

Kuviossa 12 on esitetty keksinnön mukainen rakennuslaattarakenne sivulta päin , . 20 nähtynä poikkileikkauksena, jossa näkyy suora jännepunos.

Kuviossa 13 on esitetty rakennuslaatta sivulta päin nähtynä poikkileikkauksena, jossa , : jännepunos on aaltoileva.

25 Kuviossa 14 on esitetty eräs toteutusmuoto keksinnön mukaisesta rakennuslaattarakenteesta sivulta päin nähtynä poikkileikkauksena, jossa on * ’ ‘ : keksinnöllinen paalun muotoilu.

> » » * * ·, Kuviossa 15 on esitetty tekniikan tason mukainen paalun muotoilu.

* ·

Kuviossa 16 on esitetty keksinnön mukainen eräs toteutus.

30 114655 7

YKSITYISKOHTAINEN KUVAUS

Kuviossa 1 keksinnön mukainen jännitetty rakennuslaatta on yleisesti merkitty viitenumerolla 10. Se on toteutettu jännitettynä rakenteena, mikä tarkoittaa sitä, että 5 betonista olevaan rakennuslaattaan asennetaan teräspunoksia, joita myös kutsutaan jänneteräksiksi, ennen betonin kovettumista ja kovettumisen jälkeen teräspunokset jännitetään vetämällä. Jännittäminen tuo kestävyyttä laattaan. Jännepunoksia on keksinnössä edullisimmin noin 1 metrin välein, muotoilusta riippuen väli on alueella Ά -VA m. Jännittämisen ja uuden muotoilun ansiosta tarvittavien jännepunosten 10 (raudoitusten) määrä on oleellisesti pienempi kuin sellaisissa perinteisissä ratkaisuissa, joissa ei käytetä jännitystä. Perinteisessä jännitetyssä pengerlaatassa vastaavia harjateräksiä oli asetettava paljon tiheämmin 100 - 200 mm:n välein kuten on havainnollistettu kuviossa 8.

15 Kuvioissa 1 ja 2 on viitenumerolla 1 esitetty laattaan 10 asennettu jänneankkuri, jolla teräspunos jännitetään. Viitenumerolla 2 on merkitty tartunnaton jännepunos, joka on kuvioissa 1 ja 2 asennettu jänneankkuriin 1. Harjateräslenkit, jotka vahvistavat laatan reunaa ankkureiden alueella, on esitetty viitenumerolla 3 ja reunateräs viitenumerolla . 4. Kuvioissa näkyy myös maahan lyödyn teräsbetonipaalun 5 yläpää, johon keksinnön I · « . 20 mukainen laatta kiinnitetään. Paalun yläpää voidaan muotoilla uudella keksinnöllisellä tavalla. Myöhemmin selostettavassa kuviossa 14 on selostettu paalun yläpään ·., keksinnöllinen muotoilu. Muotoillun keksinnön mukaisen laatan alapintaa on esitetty linjoilla 6, jotka indikoivat laatan pyramidimuotoa. Oleellinen korkeus laskennallisessa , ·. kestävyydessä on mitta a kuviossa.

25

Keksinnön mukaisen jännitetyn pengerlaatan rakentamisessa suoritetaan seuraavat ·"*; vaiheet.

t ► *« ! ··. Ensin käsitellään maapohja sellaiseksi, että sen päällä voi kulkea paalutuskoneella ja 30 että sen päälle voi rakentaa. Sitten teräsbetoni- tai muunlaiset valettavat paalut 5 » * * lyödään tai sijoitetaan muulla tavalla käsiteltyyn maahan ja ne katkaistaan siten, että « · paalujen päät tulevat jäämään n. 50 mm muotoiltavan laatan sisään.

114655 8

Sitten laatan alapinta muotoillaan muotoilemalla maa haluttuun muotoon. Laatta muotoillaan keksinnössä niin, että se on paalun kohdalla, paksumpi kuin paalujen välissä. Tämä voidaan toteuttaa siten, että se on paksuin paalun kohdalla ja ohenee tasaisesti laatan ohuimpiin kohtiin paalujen välissä. Keksinnössä käytetään alapinnan 5 muotoilussa edullisesti joko nk. pyramidimuotoa, joka on selostettu kuviossa 3 tai kartiomuotoa. Sitten rakennetaan reunamuotit laatan ulkomittojen mukaisesti. Reunamuotti on esimerkiksi vanerilevy, joka asennetaan laatan reunaan estämään betonia valumasta reunan ulkopuolelle. Seuraavassa vaiheessa asennetaan harjateräslenkit 2, reunateräkset 4 ja tartunnattomat jänneteräkset (=teräspunokset) 3 10 sekä jänneankkurien levyt 1, jotka tuetaan muotin reunaan pysyvästi valun aikana. Harjateräslenkit 2 vahvistavat reunaa ankkuroiden alueella tunnetulla tavalla, jotta reuna kestäisi ankkuroinnin. Laatta valetaan tämän jälkeen betonilla ja sen annetaan kovettua normaalisti. Sen jälkeen jännepunokset jännitetään. Punosten jännittämisen jälkeen tehdään laatan päälle suojatäyttö kivettömästä kitkamaasta, jonka jälkeen 15 rakennetaan varsinainen pengertäyttö, joka voi olla kivistä maata tai louhetta.

Kuviossa 10 on esitetty teräspunos 8, joka on tehty jäykistä langoista ja suojattu korroosiolta erikoisrasvalla 9 ja ympäröity muovipäällysteellä 12. Tämä rakenne muodostaa jännityskaapelin 7, jossa muodossa punoksia käytetään rakenteessa.

,*.20 * Jännitystä varten kaapelin 7 kumpaankin päähän asennetaan jännitysankkuri kuvion 9 mukaisesti sinänsä tunnetulla tavalla. Kuviossa 9 näkyy, kuinka ankkurilevyt 1 on . asennettu laatan 10 reunaan jänneteräkseen 2 kiinni. Jänneterästä venytetään . \ tunnetusti öljypaineella toimivalla tunkilla, jolla saadaan vaikuttamaan suuri venyttävä 25 voima kohtisuoraan laatan reunasta ulospäin. Kaapelit jännitetään yksitellen ja kun betoni on saavuttanut riittävän lujuuden, n. 70 - 80 % betonin loppulujuudesta tai vastaavasti sitten, kun voima on saavuttanut oikean arvon, kiilat 13 asetetaan paikoilleen ja jänneteräs jää jännitettyyn tilaan. Vetävät aktiiviankkurit on silloin kiilattu ,**·. kaapeleihin kiinni. Jännitysvoiman vaikutus siirtyy laattaan puristuksena ankkurien 30 välityksellä sekä jännepunoksen ohjausvoimien rakennetta nostavana vaikutuksena. Muovinen suojaholkki 17 muodostaa betonin valuun jännitystä varten tarvittavan kolon ja estää betonin tarttumasta jänneteräkseen aktiivipäässä.

114655 9

Kuviossa 3 keksinnön mukainen penger- tai muu laatta näkyy sivuläpileikkauksena paaluihin liitettynä. Viitenumero 10 kuvaa laattaa yleisesti. Viitenumero 6, joka on osa laattaa 10 kuvaa muotoillun laatan alapintaa ja 5 kuvaa paalua. Paalujen välit on tyypillisesti noin 2-3 metriä. Muotoilun ja jännityksen ansiosta voidaan päästä 5 suurempiin paaluetäisyyksiin niin, että betonia on vain hyötykäytössä, kuten nk. holvikaarirakenteessa. Tällöin on mahdollista ja taloudellista muotoilla laatan alapinta rakenteellisesti tehokkaaseen muotoon keksinnön tavoin siten, että kaikki rakenteessa oleva betoni on lujuusopillisesti toimivaa. Kuvioissa 1, 2 ja 3, 4 on esitetty ylösalaisin käännetyn pyramidin näköinen muotoilu. Muoto voi olla myös kartiomainen.

10

Keksinnön mukaisen laatan mitat riippuvat pengerkorkeudesta, paalujen koosta ja väleistä, hyötykuormasta jne. Kuviosta 4 voidaan nähdä, että paaluväli = pyramidin pohja.

15 Muotoilemalla paalujen päitä alla esitetyllä tavalla, ja kuten on esitetty kuviossa 14, koko laatan betonimassa saadaan lujuusopillisesti hyödynnettyä.

Paalun päähän muotoillaan ulosmenevä osa, nk. hylly, joka on esitetty viitenumerolla . 14 kuviossa 14. Hyllyn ulosmenevä mitta on esimerkiksi 50 mm. Tällöin rakenteen . 20 laskennallisena korkeutena voidaan käyttää koko laatan korkeutta b, esimerkiksi 435 mm. Jos muotoilua ei tehdä on laskennallinen korkeus 50 mm pienempi, esimerkissä * · 435-50=385mm, mikä merkitsee lisäraudoitusta, esimerkkitapauksessa noin 16 % ja lujuusopillisesti toimimatonta betonia noin 10 % kokonaisbetonimäärästä. Varjostettu ·. alue 15 kuvaa hukkabetonikorkeutta, mikäli paalun muotoilua ei tehdä.

25

Kuviossa 15 on vertailuksi esitetty paalun 5' perinteinen muoto. Koko paalun 5' pää • ' ‘: menee jonkin matkaa laatan sisään.

• I · * * ’ a ,·*·. Kuvioista 3 ja 14 näkyy, että keksinnön mukainen laatta on suoraan liitetty paaluun ,:. 30 ilman kohdistuskappaletta. Yleensä tarvitaan kohdistuskappaleena anturaa tai pilaria, 4 · · 4 4 · _;..t jotta yleisesti käytetyn aaltoilevan punoksen tuki tulee oikeaan kohtaan. Kun punos on < · suora, kuten se voi olla keksinnössä, kohta ei ole tarkka.

114655 ίο

Kuvio 4 kuvaa keksinnön mukaista pyramidilaattaa ylhäältä päin. Linjat 6 indikoivat pyramidimuotoa ja paalu on merkitty viitenumerolla 5. Tällainen muotoilu on huomattavasti kustannustehokkaampi kuin perinteiseen tapaan muotoillut pengerlaatat, vertaa kuvat fig 5, 6 ja 7.

5

Kuvioissa 5 - 7 on esitetty vertailun vuoksi tekniikan tason mukainen pengerlaatta 10', jossa laatan alapinta 6' on muotoiltu sienimäisenä rakenteena. Heittomerkillä varustetut viitenumerot indikoivat tekniikan tason ratkaisua. Keksinnön mukaisen laatan alapinnan muotoilu on toteutettu pyramidirakenteena kuvion 3 osoittamalla 10 tavalla.

Kuvio 5 on ylhäältäpäin alasleikkaus kuviosta 7. Kuvio 6 on suoraan ylhäältä päin katsottuna.

15 Ennen vinopaaluja käytettiin sivuttaisvakauden saavuttamiseen. Nyt voimakomponenttia voidaan hyödyntää lujuuslaskelmissa uudella keksinnöllisellä tavalla.

. Kuviossa 11 on kuvattu keksinnön mukaista suoritusmuotoa, jossa paalut 5" on ;Vt 20 asetettu vinoon. Jos paalut 5" laitetaan tiettyyn kulmaan vinoon, syntyy vaakavoimakomponentti, joka puristaa pengerlaattaa samaan suuntaan kuin * · jänneteräkset. Puristuskomponentti voidaan tarvittaessa hyödyntää laatan ,..: lujuusopillisessa mitoituksessa.

« 25 Kun laatan alapinta muotoillaan keksinnössä esitetyllä tavalla käännetyn "pyramidin" ;·-· muotoon saadaan aikaan holvivaikutus ja jännepunokset voidaan asentaa laatan yläosaan vaakasuoraan eikä niiden tarvitse aaltoilla kuten tasavahvan laatan tapauksessa, kts. kuva 12. Syynä siihen, että ennen tarvittiin aaltoileva punos oli sen i * * ♦ * .··, tuennassa. Aaltoilevan jännepunoksen on oltava tuen kohdalla korkealla laatassa kun 30 taas paalujen välissä punoksen tulee olla mahdollisimman alhaalla. Muotoillun alapinnan ansiosta jännepunos voi olla nyt suora, koska tuenta on muotoillun pinnan * ·

* 4 I

114655 11 alla kuvion 12 tavoin. Katkoviivalla kuvataan kuormituksen kulkua paaluille betonirakenteen sisällä.

Perinteisen tasapaksun laatan tapauksessa täytyy jännepunokset 2’ asentaa 5 aaltoilevaan asentoon, jotta jännityksestä saataisiin kaikki mahdollinen teho irti, katso kuvio 13. Jännepunos 2 on tukien ympyröityjen numeroiden kohdalla 1, 3, 5 ylhäällä ja tukien välissä alhaalla. Kuvion 13 mitat ovat esimerkkimittoja.

10 ESIMERKKI

Seuraavassa esitetään kuvan 16 mukaisen esimerkkirakenteen tekninen hintavertailu. Laskentamenetelmät on esitetty esimerkiksi julkaisusarjassa Suomen Betoniyhdistys r.y., BETONIRAKENTEIDEN SUUNNITTELUN OPPIKIRJA OSAT 1,2,3 by 202.

15

Esimerkin hyötykuormana on junakuorma 15 ja pengertäytön 16 (kts. nuolet alaspäin) paksuus on noin 2,5 m. Viitenumero 18 kuvaa luonnollista maanpintaa. Teräsbetonipaalujen poikkileikkaus on 300 X 300 mm2, sallittu paalukuorma 630 kN ja paalujen etäisyys 2,5 m.

; /20 . *' Keksinnön mukaisen paalulaatan ja perinteisen käytännön mukaisen paalulaatan tekninen / taloudellinen vertailu esitetään seuraavassa.

...# Kun keksinnön mukainen paalulaatta mitoitetaan rakennetekniikassa yleisesti 25 tunnetuilla mitoitusmenetelmillä, saadaan rakenteessa tarvittavien massojen määräksi seuraavat: .··. Betonia 0,270 m3/m2

Harjaterästä 1,50 kg/m2 » · » /:./ Jänneterästä 2,80 kg/m2 /* 30 Jänneankkureita 0,15kpl/m2 12 114655

Perinteisen, vastaavan mittaisen kuvion 7 mukaisen pengerlaatan menekit ovat seuraavat:

Betonia 0,320 m3/m2 5 Harjaterästä 26,0 kg/m2 Jänneterästä Jänneankkureita 10 Kun materiaaleille käytetään seuraavia voimassaolevia yksikön hintoja;

Betoni 400 mk/m3

Harjateräs 4,50 mk/kg Jänneteräs 14,00 mk/kg 15 Jänneankkurit 85,00 mk/kpl saadaan keksinnön mukaisen ja perinteisen laatan teknisiksi vertailuhinnoiksi seuraavat:

Keksinnön mukainen laatta Perinteinen laatta . ' määrä yks. hinta hinta Määrä yks. hinta hinta ..!1 Betoni Ö27 4ÖÖ 108,00 Ö32 4ÖÖ 128.00

Harjateräs 1^50 4^50 6J5 26 4^50 117,00 Jänneteräs 2,80 14,00 39,20 Jänneankkurit 0,15 85,00 12,75 ·,··: Yhteensä 166,70 mk/m2 Yhteensä 245 mk/m2 20

Eli keksinnön mukaisen paalulaatan tekninen hinta on noin 30 % halvempi kuin * 1 · · perinteisen pengerlaatan.

* I

1 1 » »·

Claims (10)

114655

1. Pengerlaattarakenne, johon kuuluu yksi tai useampi maahan sijoitettu paalu ja niihin kiinnitetty rakennuslaatta (10), jonka laatan päällä on pengertäyttö, 5 tunnettu siitä, että rakennuslaatta on jälkijännitetty rakenne, jossa jännepunokset (2) ovat suoria ja sijaitsevat laatan yläosassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pengerlaattarakenne, tunnettu siitä, että laatan alla on vinopaaluja (5”), jotka toimivat yhdensuuntaisesti jännepunosten (2) 10 kanssa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen pengerlaattarakenne, tunnettu siitä, että paalujen (5) välimatka toisistaan on 2 - 3 m.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen pengerlaattarakenne, tunnettu siitä, että yksi tai useampi paalu (5) on muotoiltu siten, että sen yläpäässä on muuta paalua kapeampi ulostyöntyvä osa (14), joka menee laatan sisään.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen pengerlaattarakenne, tunnettu * * :20 siitä, että laatan alapinta (6) on muotoiltu siten, että laatta on paksumpi paalun kohdalla ja ohuempi paalujen välissä. • ·

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen pengerlaattarakenne, tunnettu siitä, että a laatan (6) paksuus ohenee tasaisesti paalun (5) kohdalta laatan (10) ohuimpaan :,,.: 25 kohtaan paalujen (5) välissä. ·:* 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen pengerlaattarakenne, tunnettu siitä, että - * laatan alapinta (6) on muotoiltu ylösalas olevaan pyramidimuotoon.

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen pengerlaattarakenne, tunnettu siitä, että : · ·laatan (10) alapinta (6) on muotoiltu kartiomaiseksi. 1 1 46 5 S

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 8 mukainen pengerlaattarakenne, tunnettu siitä, että jännepunoksia on sijoitettuna laattaan 1Am - 1 m, edullisemmin n. 1 m välein.

10. Menetelmä jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukaisen jälkijännitetyn pengerlaattarakenteen valmistamiseksi, johon kuuluu yksi tai useampi maahan sijoitettu paalu (5) ja niihin kiinnitetty rakennuslaatta (10), jonka laatan (10) päällä on pengertäyttö, tunnettu siitä, että menetelmässä suoritetaan seuraavat vaiheet 10 a) paalut (5) sijoitetaan maahan, joka tasoitetaan haluttuun muotoon rakennuslaatan alapinnan muotoilemiseksi, b) asetetaan reunamuotit laatan ulkomittojen määrittämiseksi, c) asennetaan jännepunokset (2), d) valetaan laatta betonilla ja annetaan betonin kovettua, jonka jälkeen 15 e) jännepunokset jännitetään. · » > * · # is 1 1 4655