Esivalmistettujen kattoelementtien hyödyntäminen osana puurakenteisten hallien jäykistystä

Esivalmistettujen kattoelementtien käyttö puurunkoisten hallien rakentamisessa on ny­kyään hyvin sujuvaa ja kustannustehokasta. Tyypillisesti kattoelementit suunnitellaan siten, että ne toimivat myös stabiliteettitukina pääkannattimille. Tässä tutkimuksessa käsitellään suun­nit­telumenetelmää, jossa kattoelementit suunniteltaisiin siten, että ne toimisivat osana koko rakennuksen jäykistysjärjestelmää perinteisten mastopilarien rinnalla. Vastaavaa suun­nit­te­lu­me­ne­telmää on käytetty jo pitkään teräsrunkoisissa hallirakennuksissa, ja tässä artikkelissa me­ne­tel­mää muokataan puurakentamisen erityispiirteet huomioiden soveltumaan myös puurunkoisille hal­li­rakennuksille. Artikkelissa tarkastellaan puuhallin pitkää sivua vastaan kohdistuvaa vaa­ka­kuor­maa, jota voidaan pitää jäykistyslaskelmien perustapauksena. Katon levyjäykistys toteu­te­taan puurunkojen jäykistyksessä yleisesti käytetyllä kipsilevyllä, joka on ruuvattu puurunkoon. Saa­duista tuloksista nähdään, että katon levyvaikutuksella on suuri vaikutus pilarien vaa­ka­kuor­miin sekä katon vaakasiirtymiin. Pilareiden vaakakuormitukset ja nurjahduspituudet pienenevät huo­mattavasti verrattuna tapaukseen, jossa mastopilarit yksin ottaisivat vastaan rakennukseen koh­distuvat vaakakuormat. Kun katon levyjäykistys otetaan mitoituksessa huomioon, kehä­pi­la­rei­den nurjahduspituudet pienenevät jopa 47 prosenttia verrattuna pelkkään mastojäykistykseen. Tulokset ovat vastaavia kuin on saatu teräsrunkoisten hallien laskelmissa. Esitetty menetelmä antaa pe­rus­teet puurunkoisten hallien kehittyneempään ja todellisuutta paremmin vastaavaan taloudelliseen mi­toitukseen jopa ilman lisäkustannuksia verrattuna nykyiseen käytäntöön.