Ontelolaatat

Ontelolaattojen valmistustekniikka

Ontelolaatat ovat esijännitettyjä laattaelementtejä, joita on kevennetty laatan pituussuunnassa kulkevilla onteloilla. Ontelolaattojen valmistukseen käytetään C40/50-C70/85 lujuuden omaavaa betonia. Laatat valetaan liukuvaluna pitkien teräksisten valupetien päälle. Valussa käytetään jäykkää betonimassaa. Valukoneen muotoilema ja tiivistämä laatta säilyttää alustalla muotonsa ilman erillisiä muottilaitoja.

Ontelolaattojen punossuunnittelussa tarvittavat lähtötiedot

• Seuraamusluokka (CC1, CC2 tai CC3)
• Suunnittelukäyttöikä
• Rasitusluokka
• Palonkestoaikavaatimus
• Kuormat:
• pysyvät kuormat ilman ontelolaatan omapainoa
• muuttuvan kuorman kuormaluokka (A, B, C…)
• Kuormissa on esitettävä neliökuormat ja keskittyneet kuormat, kuten tiilisenä ja pilarikuormat

• Ontelolaattojen geometriatiedot, tukipituudet sekä tuen tyyppi (seinä tai palkki)
• Ontelolaattoja tukevien palkkien tiedot (dimensiot, teräspalkkien levypaksuudet jne.)
• Ontelolaataston rakennetyypit ja mahdollisen pintalaatan tiedot raudoituksineen. Rakennetyypistä tulee selvitä pintalaatan ja ontelolaatan mahdollinen tahaton tai tarkoituksellinen liittotoiminta.

Ontelolaattojen tyypit

Onteloiden korkeus, määrä ja muoto vaihtelevat ontelolaatan korkeuden mukaan. Ontelolaattojen valmistuspaksuudet ovat 150, 200, 265, 320, 370, 400 ja 500 mm (Kuva 7.2). Ontelolaattojen vakioleveys on 1200 mm. Ontelolaattoja käyttämällä on mahdollista päästä aina 20 metrin jänneväleihin asti.  Taulukossa 1 on esitetty ontelolaattojen painot. Ontelolaattojen painot vaihtelevat hiukan valmistajan mukaan. Taulukossa 1 esitetyt painot valittu profiileittain painavimman mukaan.

 Taulukko 1.

Ontelolaattatunnukset

Ontelolaatan tunnus on O. Tunnuksen eteen ja/tai taakse lisätään tarkentavia tietoja. Tarkentavat tiedot on aina lisättävä laattatunnukseen O.

O = Perusontelolaatta, palonkestoaikavaatimus enintään R60 tai R30, mikäli laatta on alle 200 mm paksu

OK = Kolottu ontelolaatta, kylpyhuoneontelolaatta

EO = Alapinnastaan tehtaalla eristetty ontelolaatta

15O = Ontelolaatta palonkestoaikavaatimuksella R90

2O = Ontelolaatta palonkestoaikavaatimuksella R120

Esimerkkejä ontelolaattatunnuksista

O27 = 265 mm paksu ontelolaatta, palonkestoaikavaatimuksella REI60

O37K = 370 mm paksu kolo-ontelolaatta, palonkestoaikavaatimuksella REI60

15O32 = 320 mm paksu ontelolaatta, palonkestoaikavaatimuksella REI90

EO20 = 200 mm paksu alapinnastaan tehtaalla eristetty ontelolaatta

2O37K = 370 mm paksu kolo-ontelolaatta, palonkestoaikavaatimuksella REI120

Ontelolaattojen käyttökohteet

Käytettävä laattatyyppi valitaan pääasiassa kantavuuden perusteella. Asuinrakennuksissa tärkeä valintakriteeri on myös ääneneristys.

O15 Laattatyypin käyttö on harvinaista. Soveltuu käytettäväksi pientalojen ala-, väli- ja yläpohjissa. Keveytensä ansiosta laattatyyppiä voidaan käyttää myös pienten hallimaisten rakennusten yläpohjissa.

O20 Laattatyyppi on yleisin pientaloissa käytettävä ontelolaattatyyppi. Se soveltuu käytettäväksi pientalojen ala-, väli- ja yläpohjissa. Laattatyyppiä voidaan käyttää ns. kololaattojen tilalla kylpyhuoneissa. Tällöin kallistukset tehdään päälle valettavassa pintalaatassa. Myös tätä tyyppiä käytetään teollisuushallien vesikattorakenteena.

O27 Laattatyyppiä käytetään yleisesti rivitalojen ja asuinkerrostalojen yläpohjissa. Laattatyyppiä voidaan käyttää rivitalojen välipohjissa, silloin kun huoneistojen välisen seinän paksuus on 240 mm, tai huoneistojen välinen seinä on kaksinkertainen betoniseinä.  Laattatyyppiä käytetään myös asuinkerrostalojen ja rivitalojen alapohjissa. Asuinkerrostalojen välipohjissa laattatyyppiä voidaan käyttää, jos yläpuolelle asennetaan askelääneneristys ja vähintään 50 mm paksu pintabetonilaatta.

O32 Laattatyyppi on yleisin ja suositeltavin laattatyyppi toimistorakennuksissa. Asuinkerrostalojen välipohjissa laattatyyppiä käytetään silloin, kun yläpuolelle tehdään kelluva lattia, tai lisä-ääneneristys laatan alapuolelle.

O37 Laattatyyppiä käytetään yleisimmin asuinrakennusten ala- ja välipohjissa. Laattatyyppi täyttää asuinrakennusten ääneneristysvaatimukset normaalilla välipohjan rakenteella, jossa ontelolaatan päälle tulee tasoite, lattiapinnan joustava alusmateriaali ja lattiapinnoite, esim. laminaatti.

O40 Laattatyyppiä käytetään pitkillä jänneväleillä toimisto- ja liikerakennusten ala- ja välipohjissa. Laattatyyppi soveltuu hyvän kantokykynsä ansiosta myös käytettäväksi teollisuus- ja varastorakennusten ala- ja välipohjissa.

Laattatyyppiä käytetään raskaasti kuormitettujen liike-, teollisuus- ja varastorakennusten ala- ja välipohjissa. Pitkän maksimijännemitan ansiosta laattatyyppiä voidaan käyttää myös kevyesti kuormitetuissa pysäköintitaloissa, pihakansissa ja silloissa.

O50 Laattatyyppiä käytetään pitkillä jänneväleillä tai raskaasti kuormitetuilla teollisuus- ja varastorakennusten ala- ja välipohjissa sekä asuinrakennusten pihakansissa ja silloissa. Pihakansissa, joita kuormittaa pelastusajoneuvon tukijalkakuormia tai kuormaluokan G mukaiset akselikuormat, tulee lähtökohtaisesti käyttää O50 laattatyyppiä riittävän leikkauskestävyyden varmistamiseksi.

Kavennetut laatat

Ontelolaatastot pyritään suunnittelemaan siten, että ehjiä 1200 mm leveitä laattoja on mahdollisimman paljon. Kavennetut laatat sahataan ehjistä laatoista tehtaalla. Kavennetuista laatoista pyritään hyödyntämään molemmat laattapuoliskot. Kavennetussa laatassa tulee olla aina vähintään kaksi kannasta (yksi ehjä ontelo). Kavennetusta reunasta puuttuu alareunan viiste, joten kavennettu laatta kannattaa sijoittaa ulkonäkösyistä laattakentän reunaan tai seinän viereen. Kavennetuissa laatoissa on aina nostolenkit. Ks. suositusleveydet ontelolaattojen suunnitteluohjeesta.
Ontelolaattojen rei'itys

Ks. rei'itykset ontelolaattojen suunnitteluohjeesta.

Ulokeontelolaatat

Ontelolaatoilla voidaan toteuttaa ulokkeita, esimerkiksi parvekkeiden tai erkkereiden kohdalla. Tällöin käytetään yläpunoslaattaa, jossa tehtaalla laatan yläpintaan sijoitetaan tarvittava punostus. Lyhyet ulokkeet voidaan toteuttaa myös tehtaalla tai työmaalla tehtävällä yläpinnan lisäraudoituksella. Työmaalla tehtävä raudoitus asennetaan laattojen saumoihin ja pintabetoniin. Pintabetoniin ja saumoihin sijoitettava lisäraudoitus tulee ankkuroida laatastoon.

Eristetyt ontelolaatat

Alapohjassa käytettäviin ontelolaattoihin voidaan tehtaalla kiinnittää eristys. Eristettyjä alapohjalaattoja voidaan valmistaa kaikista ontelolaattojen perustyypeistä. Lämpimien rakennusten ryömintätilallisissa alapohjissa käytetään esim. 170 mm paksua polystyreenieristettä (λ_design=0.031 W/mK), joka täyttää lämmöneristysvaatimuksen U=0,17 W/m2K.  Puolilämpimissä tiloissa käytetään vastaavasti esim. 110 mm paksua eristettä (λdesign=0.031 W/mK), joka täyttää lämmöneristysvaatimuksen U=0,26 W/m2K. Myös muita alapohjan ryömintätilaan soveltuvia eristeitä voidaan käyttää. Eristepaksuudet valitaan valmistajan ohjeiden mukaan.

 Taulukko 2. Ontelolaatan lämmönvastuksia

 Ontelolaattojen lämmönvastus voidaan laskea SFS 7016 kaavalla (7.1)

Rc=0.35*(h+0.25)

jossa
Rc on laattojen lämmönvastus (ilman pintavastuksia), [m²K/W]
h on ontelolaattaelementtien kokonaispaksuus

Kylpyhuonelaatat

Asuinrakennusten kylpyhuoneiden kallistusvaluja ja talotekniikan asennusta varten on kehitetty ontelolaattatyypit, joihin voidaan tehdä syvennyksiä. Kylpyhuonelaattoja valmistetaan 265, 320 ja 370 mm korkeista ontelolaatoista. Kuvassa 2 on esitetty kylpyhuonelaattojen perustyypit. Kylpyhuonelaattoja kutsutaan myös kololaatoiksi. Ks. myös SFS-EN 7016:2021 ohjeistus kololaattojen valmistuksen yksityiskohdista.

Syvennyksen leveys laatan poikkisuunnassa on 1200 mm tai 600 mm ja syvennyksen korkeus vaihtelee laattakohtaisesti. Pituussuunnassa syvennys voi sijaita laatan päässä tai keskellä ja pituusmitta on vapaasti valittavissa. Syvennyksen suositeltava maksimipituus on 3 m. Lyhyissä laatoissa syvennys voi olla pidempi. Tällöin kannattaa tarkistaa toteutettavuus valmistajan suunnittelun ohjauksesta. Syvennyksellä on merkittävä vaikutus ontelolaatan kantokykyyn. Taulukossa 3 on esitetty kololaattojen perustyypit, niiden mitat ja maksimijännevälit.

Taulukko 3.

 Vaihtoehtoisesti kylpyhuoneiden kohdan kallistuksia ja talotekniikan asennusta varten voidaan laatastoon sijoittaa matalampia ontelolaattoja. Matalampien ontelolaattojen päälle tehdään pintavalu, jolla laataston yläpinta ja kallistukset saadaan haluttuun korkeusasemaan.

Laattalattia ontelolaataston päällä

Ontelolaatasto on joustava ja taipuisa rakenne. Kun sen päälle tehdään laatoitettu lattia joko betonimosaiikki- tai keraamisista laatoista, on rakenteen eläminen otettava huomioon. Laatasto saa kuormista tukilinjoilla kiertymän, jonka laatoitus ja sen saumarakenne joutuvat kestämään. Lattiapinnan halkeilu voidaan estää hyvällä suunnittelulla sijoittamalla laatoituksen liikuntasaumat tukilinjoille.
Laatasto taipuisien tukien (palkkien) päällä

Ontelolaataston tukeutuessa palkkien päälle, palkki ja laatasto muodostavat saumavalujen kovettumisen jälkeen liittorakenteen. Liittorakenne muodostuu aina, vaikka laskennallisesti liittovaikutusta ei hyödynnettäisikään. Sileiden teräspalkkien osalta liittovaikutus voi olla vähäinen, mutta liittovaikutus on otettava huomioon ontelolaataston leikkauskapasiteetissa. Liittovaikutus vähentää ontelolaatan leikkauskapasiteettia. Ontelolaataston toimintaa taipuisalla tuella on käsitelty yksityiskohtaisemmin betoninormikortissa nro: 18EC.

Päärakennesuunnittelijan on valittava palkki ja laattadimensiot siten, että rakenne on toteutuskelpoinen tavanomaisilla rakenneratkaisuilla. Yhteistoiminnan voi tarkastaa esim. tällä sivustolta olevalla Flexibl ohjelmalla.

Alla olevassa taulukossa on esitetty yleisimmät liittotoiminnan vaikutukset ontelolaatan leikkauskestävyyteen.

Ontelolaattasuunnittelusta vastaavien suunnittelijoiden vastuunjako

Päärakennesuunnittelija

Päärakennesuunnittelijan on tarkastettava rungon toteutuskelpoisuus vähintään seuraavin osin:

• Riittävät ontelolaatta- ja palkkidimensiot.
• Ontelolaataston leikkauskestävyys peruskuormien lisäksi myös keskittyneille kuormille (viiva- ja pistekuormat).
• Tarkastettava suurten reikien vaikutukset.
• Ontelolaataston leikkauskestävyys liikkuville pistekuormille (akselikuormat). Akseli-/pistekuormat on sijoitettava tuen viereen lähelle ontelolaatan päätä (noin ontelolaatan korkeuden etäisyydelle laatan päästä).
• Ontelolaataston leikkauskestävyys on varmistettava etukäteislaskelmin esim. vapaasti ladattavissa olevalla Felxibl ohjelmalla siten, että ontelolaatasto voidaan toteuttaa tavanomaisin tuotantomenetelmin. Tavanomainen tuotantomenetelmä tarkoittaa normaalilujuusbetonia C50/60, tavanomaisia 50 mm tulppia tai syviä tulppia (tulpan syvyys on enintään ontelolaatan ontelon korkeus).
• Mikäli laatasto suunnitellaan toteutettavaksi korkealujuusbetonilla, niin siitä on erikseen mainittava rakennesuunnitelmissa.
• Mikäli laatasto suunnitellaan toteutettavaksi ns. "raskailla/järeillä" profiileilla (esim. O50R), niin siitä on erikseen mainittava rakennesuunnitelmissa.
• Mikäli palkkeihin tukeutuvalla ontelolaatastolla on rakenteellisesti toimiva pintalaatta, tulee päärakennesuunnitelijan esittää periaatesuunnitelma pintalaatan ankkuroimisesta palkkeihin. Tieto ankkuroimistarpeesta on toimitettava palkkien ja ontelolaattojen tuoteosasuunnittelijoille.

 Teräs- tai teräsbetonipalkkien tuoteosasuunnittelija

Palkkien tuoteosasuunnittelijan on tarkastettava:

• Riittävät palkkidimensiot (teräspalkeissa myös levyvahvuudet).
• Ontelolaataston leikkauskestävyys peruskuormien lisäksi myös keskittyneille kuormille (viiva- ja pistekuormat).
• Tarkastettava suurten reikien vaikutukset.
• Ontelolaataston leikkauskestävyys liikkuville pistekuormille (akselikuormat). Akseli/pistekuormat on sijoitettava palkin tuen viereen lähelle ontelolaatan päätä (noin ontelolaatan korkeuden etäisyydelle laatan päästä).
• Ontelolaataston leikkauskestävyys on varmistettava etukäteislaskelmin esim. vapaasti ladattavissa olevalla Felxibl ohjelmalla siten, että ontelolaatasto voidaan toteuttaa tavanomaisin tuotantomenetelmin. Tavanomainen tuotantomenetelmä tarkoittaa normaalilujuusbetonia C50/60, tavanomaisia 50 mm tulppia tai syviä tulppia (tulpan syvyys on enintään ontelolaatan ontelon korkeus).

Ontelolaataston punossuunnittelija

Ontelolaataston punossuunnittelija laatii lopulliset ontelolaattojen punossuunnitelmat, määrittää mahdollisesti tarvittavat syvät tulpat ja tarvittavan pintalaatan raudoituksen. Ontelolaatat on asennettava tasopiirustuksilla, joihin on siirretty punossuunnittelijan suunnitelmien sisältämät tiedot.

Rungon esisuunnitteluvaiheessa muut suunnittelijat voivat konsultoida kohteen ontelolaattojen punossuunnittelijaa, mikäli eivät muuten pysty varmistamaan kohteen toteutuskelpoisuutta. Kohteen toteutuskelpoisuus on varmistettava ennen punossuunnitteluvaihetta!

Kantokykykäyrästöjen yleiset perusteet

 
Kantokykykäyrät perustuvat yleensä seuraaviin olettamuksiin:

• Betoni C50/60
• Punokset st 1640/1860
• Alkujännitys 900…1100 N/mm2
• Palonkestoaika R60
• Seuraamusluokka CC2
• Rasitusluokka XC1
  • Vaativammissa rasitusluokissa vaaditaan yleensä noin 1…3 punosta käyrästössä ilmoitettua enemmän.
• Kuormaluokka tapauskohtaisesti.
• Kuormat ovat ominaisarvoja ilman laatan omapainoa.
• Pysyvän ja muuttuvan kuorman suhde:
  • Pysyvää kuormaa 15%
  • Muuttuvaa kuormaa 85%
• Materiaaliosavarmuuskertoimet
  • Betoni g_c=1.35 (tai 1.5)
  • Punokset g_p=1.1 (tai 1.15)

Keskittyneet kuormat

Pistekuormille on määriteltävä niitä vastaava ”tasainen korvauskuorma”, joka antaa pistekuormaa vastaavan leikkausvoiman ja taivutusmomentin. Tämän jälkeen sopiva laattaprofiili voidaan määrittää kantokykykäyrästöjen avulla:

Momentti

p_k=(8*M_k/L²)/1.2m, missä M_k=pistekuorman aiheuttama momentti ja L=laatan jänneväli

Leikkausvoima

p_k=(2*V_k/L)/1.2m, missä      V_k=pistekuorman aiheuttama leikkausvoima ja L=laatan jänneväli