Jännebetonipalkin ylisuuret reiät ja palkin leikkauskestävyys

1. Virhe

Eräässä liikerakennuksessa jouduttiin vahvistamaan systeemirei’illä varustetut jännitetyt harjapalkit, koska reikien koot ylittivät selvästi suositukset ja suuret reiät olivat lähellä toisiaan.

Tapaukseen liittyy kaksi tarkasteltavaa ongelmaa: Palkin kestävyys jännevoiman siirron yhtey­dessä reikien kohdilla (RVP-S-BE-2) ja palkin leikkausvoiman kestävyys reikien alueella. Tässä kortissa tarkastellaan palkin leikkausvoiman kestävyyttä reikien alueella.

2. Virheestä aiheutuvat ongelmat

Palkkeihin tehtiin useita suuria reikiä lähelle toisiaan. Reikien kohdalla rakenteen suunnittelu on yleensä selkeä, kun (pyöreät) reiät sijaitsevat jännevälin keskimmäisessä kolmanneksessa ja reikien korkeus ei ylitä korkeuden kolmatta osaa. Reikien etäisyyden tulee olla niin suuren, että palkin uumaan voidaan sijoittaa ristikkoanalogian mukaisesti veto- tai puristussauvat siten, että ristikon sauvojen liitokset voidaan toteuttaa mahdollisimman pienellä epäkeski­syydellä. Lisäksi solmupisteissä on huolehdittava vetosauvojen raudoituksen ankkuroinnista.

Kuva 1 Ristikkoanalogia teräsbetonipalkissa. Ristikkoanalogia: puristussauvat (katkoviivat) betonille, vetosauvat (yhtenäiset viivat) teräkselle, solmupisteissä tulee huolehtia ank­kuroinnista. Reiät sijoitetaan siten, että sauvat voivat muodostua.

Reikien ollessa suuria sauvojen sijoittaminen rakenteeseen vaikeutuu ja epäkeskisyydet solmupisteissä kasvavat. Vaikka jännevälin keskialueella on pieni leikkausvoima, josta seuraa myös pienet sauvavoimat ristikon diagonaali- ja vertikaalisauvoihin, voi puristussauvan vaatiman pinta-alan toteutuminen olla vaikeaa. Lopputuloksena on puristetun betonisauvan kapasiteetin ylittyminen betonin puristuslujuuden ylittymisestä (Vumax).

Kuva 2 Isojen, lähellä toisiaan olevien reikien kohdilla ristikkoanalogia ei toteudu. Raken­tee­seen syntyy solmupisteiden epäkeskisyydestä vaikeasti hallittavia momentteja ja leik­kausvoimia.

Suurien reikien suunnittelu on myös mahdollista, mutta se edellyttää erityistä osaamista.

Reikien suunnitteluohjeissa niiden keskinäiseksi etäisyydeksi suositellaan arvoa H/2 (palkin korkeuden puolikas). Tällä tarkoitetaan reikien väliin jäävän kannaksen leveyttä eikä reikien keskikohtien etäisyyttä. Tässä kohdin suositukset ovat tulkinnanvaraiset.

3. Virheen korjaaminen

Liian suurien reikien takia vaurioituneen tai leikkauskestävyydeltään liian heikon palkin korjaa­misesta on tehtävä erillinen suunnitelma.

4. Hyvän rakentamistavan mukainen ratkaisu

Reikäsuosituksista ei tule poiketa ja reikien alueella tulee suunnitelma tarkistaa ristikkoana­logian perusteella. Jos käytetään suositeltuja suurempia reikiä, tulee palkin leikkauskapasi­teetti reikien kohdilla tarkistaa esim. ristikkoanalogiaan perustuvaa mitoitusta käyttäen. Silloin on myös tarkistettava betonisten puristuspaarteiden kestävyys kuvan 3 mukaisesti. Lisätietoa reikäsuunnittelusta löytyy esim. julkaisusta HI-palkkien suunnitteluohje, Elementtisuunnittelu.fi.

Reiän kohta voidaan mitoittaa myös elementtimenetelmää käyttäen.

Kuva 3 Reikien sijoittelu kun mitoitus tehdään ristikkoanalogian mukaisesti.

5. Muuta