Sokkelielementeille tuleva kuormitus määräytyy yläpuoliselta seinärakenteelta sekä alapohjarakenteelta. Korkeissa sokkeleissa myös maanpaineen vaikutus tulee ottaa huomioon.
Sokkelielementtien korkeusasema pyritään valitsemaan niin, että elementtejä ei tarvitse loveta alapinnastaan ja sokkelit tukeutuvat suoraan anturan yläpinnan tai peruspilarin yläreunan varaan. Sokkelielementtien suosituskorkeudet ovat 3M-kerrannaisia.
Sandwich-sokkelielementti
Sandwich-rakenteinen sokkeli soveltuu käytettäväksi kaikissa rakennustyypeissä. Sandwich-sokkelielementit tuetaan seinäanturoiden tai pilarianturoiden päältä. Pilarianturoiden päältä tuettaessa elementti suunnitellaan toimimaan palkkina.
Seuraavassa on esitetty esimerkkimitat ja -materiaalit sokkelielementtien eri osille.
Kuvassa 3.3 on esitetty sandwich-sokkelielementtien suositeltava mitoitus.
Yleistä
- Lämmöneristeen ja sisä- sekä ulkokuoren paksuudet valitaan siten, että saavutetaan riittävä lujuus, riittävä lämmöneristys ja toimivat rakennedetaljit yläpuolisten rakenteiden kanssa.
Sisäkuori
- Sisäkuoren paksuus valitaan yläpuolisen seinärakenteen ja kuormitusten perusteella. Elementin sisäkuoren suositeltavat paksuudet ovat 80–180mm. Sisäkuoren paksuutta säätämällä saadaan elementti halutun paksuiseksi.
- Suositeltava betonin lujuus on C35/45.
- Sokkelielementin tukeutuessa pilarianturoiden varaan, tulee raudoitus suunnitella tapauskohtaisesti. Sokkelielementin tukeutuessa jatkuvan anturan varaan, on suositeltava raudoitus ei-kantavan elementin sisäkuoressa verkko 5-150 B500A (B500K) keskeisesti sekä ympäri kiertävä pieliraudoitus 1T8 B500B (A500HW) (Jos elementin pituus > 5000 mm, niin pieliraudoitus 1T10). Kantavan sokkelielementin sisäkuoren raudoitus suunnitellaan kuormitusten mukaan. Yleensä käytetään palkkiraudoitusta. Kun kuormitukset ovat pieniä, kuten puurakennusten perustuksissa ja sokkelin alla on yhtenäinen antura, niin voidaan käyttää vakioraudoitusta 2T12 B500B (A500HW) elementin ympäri kiertävänä pieliraudoituksena. Erillistä verkkoa ei tällöin tarvita.
Eriste
- Eristeenä sandwich-sokkelielementeissä käytetään yleensä urittamatonta EPS 80S-eristettä tai PUR-eristettä
- Eristeen suositeltavat paksuudet ovat 150 ja 220 mm.
Ulkokuori
- Ulkokuoren paksuus valitaan yläpuolisen seinärakenteen ja käytettävän pintamateriaalin mukaan. Suositeltavat paksuudet betonipintaiselle ulkokuorelle ovat 90 ja 150 mm. Kantavien ulkokuorien, esim. korkeiden tiilimuurattujen julkisivujen alapuolisten elementtien ulkokuoren suositeltava paksuus on 150 mm.
- Suositeltava betonin lujuus on C35/45.
- Raudoitus suunnitellaan tapauskohtaisesti. Suunnittelussa on huomioitava raudoituksen suojaetäisyydet, jotta varmistetaan suunnitellun käyttöiän saavuttaminen. Ei-kantavan ulkokuoren b≥90 mm, suositeltava raudoitus on verkko 5–150 B500K keskeisesti sekä ympäri kiertävä pieliraudoitus 1T8 B500B (A500HW).
Muut ohjeet
- Sisäkuori ja ulkokuori yhdistetään alareunasta toisiinsa betonikannaksella.
- Sisäkuori ja ulkokuori sidotaan toisiinsa tarvittaessa ansailla ja elementin yläreunaan tulevalla U-haalla esimerkiksi E7 B600KX k600.
- Elementin ja anturan välissä suositellaan käytettäväksi 30 mm:n asennusvaraa (Kuva 3.4).
- Lämmöneristeen alareunaan tehdään vedenpoisto. Vedenpoistoreiät Ø20 k1500.
Edelliset mitat ja materiaalit on valittu seuraavien rajojen puitteissa
- Sisäkuoren rasitusluokka XC3. Betonipeitteen nimellisarvo = 30 mm, sallittu mittapoikkeama = 10 mm.
- Ulkokuoren rasitusluokka XC3,4 ja XF1. Betonipeitteen nimellisarvo = 35 mm, sallittu mittapoikkeama = 10 mm B500B (A500HW)
- Suunniteltu käyttöikä on 50 vuotta.
Taulukossa 3.1 on esitetty sokkelielementtien suosituskokoja ja määritetty niiden yläpuolelle soveltuvia ulkoseinätyyppejä. Ensisijaisesti sokkelin ja seinäelementin sisäpinnat pidetään samassa tasossa. Tarvittaessa sisäpinnat voidaan sijoittaa eri tasoon, mutta tällöin tulee huomioida, että seinien kuorien kuormitus siirtyy sokkelien kuorille ja elementtien välinen tappi-kololiitos voidaan toteuttaa.
Mikäli halutaan poiketa esimerkkien raja-arvoista, tulee suunnittelijan tarkistaa paksuudet tapauskohtaisesti. Pääsääntöisesti pyritään muuttamaan sisäkuoren paksuutta, mikäli se on mahdollista.
Esimerkkejä poikkeamista, jotka tulee ottaa huomioon suunnittelussa
- Pidempi käyttöikä tai rasitusluokka on erilainen; Tarkistetaan täyttyvätkö raudoituksen suojaetäisyydet ja tarvitaanko betonin ominaisuuksia muuttaa.
- Ulkokuoren paksuutena käytetään ohuempaa kuorta, esim. työmaalla asennettavan luonnonkivilaattapinnan takia; Käytetään ruostumatonta raudoitusta.
- Vakiokokoja korkeammat elementit; Tarkistetaan ansaiden riittävyys.
- Suuret kuormitukset; Tarkistetaan raudoitukset ja paksunnetaan kuoria tarvittaessa.
- Välillinen tuenta pilarianturoiden päältä; Elementti suunnitellaan toimimaan palkkina. Tarvittaessa suunnitellaan jatkuvan palkin raudoitus.
Puolilämpimien rakennusten ja polyuretaanilla eristettyjen sandwich-seinien eristepaksuus on pienempi kuin edellisessä taulukossa esitettyjen seinien eristepaksuus. Tällaisissa tapauksissa suositeltava eristepaksuus sokkelielementille on 120 mm. Puolilämpimien rakennusten sokkelielementeissä käytetään EPS–eristettä. Polyuretaanilla eristettyjen sandwich-elementtiseinien yhteydessä on perusteltua käyttää polyuretaania myös sokkelielementeissä. Taulukossa 3.2 on esitetty esimerkit kyseisistä sokkelielementeistä ja niiden yläpuolelle soveltuvista seinärakenteista.
Elementtien maksimipituudet
- Sokkelielementin suositeltava maksimipituus betonipintaisella elementillä on 8-9m. Valmistajakohtaisesti on mahdollista valmistaa pidempiä elementtejä. Pidempien elementtien käyttö on aina sovittava tapauskohtaisesti.
- Luonnonkivilaattapintaisella elementillä ulkokuoren suositeltava maksimipituus on 3,5m. Sisäkuori voidaan tehdä pidempänä (esim. 7m) ja elementin ulkokuoreen tehdään katkaisu keskelle.
Alapohjapalkit
Alapohjapalkkielementtejä käytetään yleensä tuulettuvien, kantavien alapohjien yhteydessä rakennuksen keskialueilla. Palkit ovat yleensä suorakaidepalkkeja. Tarvittaessa voidaan järjestää laataston ja palkin välille liittovaikutus.
Palkin mittojen valintaan vaikuttaa alapohjalta tuleva kuormitus ja alapohjan laataston tukipintojen vaatimukset. Taloudellisinta on valita palkkien mitat yleisten palkkien mittasuositusten mukaan.
Ontelolaattasokkeli
Ontelolaattasokkelia valmistetaan joko eristämättömänä tai eristettynä. Ontelolaattasokkelia käytetään yleisimmin paalutetuissa pientalo- ja rivitalokohteissa. Ontelolaattasokkeleilla on mahdollisuus päästä jopa 12 m jänneväleihin.
Sokkelielementit valmistetaan liukuvalutekniikalla. Elementit varustetaan tehtaalla vesirei’illä, jotka estävät veden kerääntymisen onteloihin.
Kuvassa 3.6 on esitetty ontelolaattasokkelin elementtityypit. Nurkissa käytetään erillistä nurkkapalaa tai nurkat muotitetaan ja valetaan työmaalla.
Lopullisen elementtien suunnittelun tekee valmistajan suunnittelija. Kohteen rakennesuunnittelijan tehtäviin kuuluu
- Sopivan sokkelityypin valinta
- Perustamistavan sekä antura- tai paalujaon määrittäminen
- Kuormitusten määrittäminen sokkelielementeille
- Sokkelielementtien kapasiteetin tarkistaminen kuormituskäyrästöiltä
- Yksityiskohtaisten mittapiirustusten tekeminen tasoista, sekä niihin liittyvien detaljien piirtäminen
- Sokkelielementtien mittapiirustusten tekeminen
- Elementtikaavion ja elementtiluettelon tekeminen
- Elementtien asennussuunnitelman laatiminen
Sokkelin kuorielementit
Sokkelin kuorielementtejä käytetään yleisimmin kellarillisissa rakennuksissa, koska näkyvää ulkokuorta ei ole edullista viedä tällaisissa rakennuksissa perustuksille asti. Lisäksi vesieristys saadaan oikeaan paikkaan, kantavan kuoren ulkopintaan. Sokkelikuori kannatetaan yleensä konsoleilla kellarin seinäelementistä. Yleensä kannatukseen käytetään ruostumattomia teräsputkia tai T-teräsprofiileja (Kuva 3.7). Elementin taakse jätetään asennusvara >20 mm. Eristepaksuus kuorielementin alueella määräytyy yläpuolisen seinän paksuuden mukaan.
Elementin korkeus valitaan maanpinnan korkeuden ja yläpuolisen sauman sijainnin perusteella. Alareuna pyritään sijoittamaan vähintään 300 mm maanpinnan alapuolelle. Elementin korkeuden mitoituksessa pyritään käyttämään 3M-kerrannaista mitoitusta.
Sokkelin kuorielementin suositeltava minimipaksuus on 90 mm. Kuoren paksuus valitaan elementin pituuden mukaan. Kuoren raudoitus suunnitellaan tapauskohtaisesti. Betonipintaisen kuorielementin yleinen, suositeltava maksimipituus on 6 m. Luonnonkivilaattapintaisella (Esim. graniittilaatat) kuorielementillä suositeltava maksimipituus on 3,5 m.