Miten korkeaprofiilisen, parhaalla rannikkosijainnilla olevan asuinrakennuksen suunnittelu eteni perhevetoisella pitkän linjan insinööritoimistolla? 14-kerroksinen tornitalo, Jätkän Kruunu, on poikkeuksellinen arkkitehtoninen hanke vanhalla satama-alueella Jätkäsaaressa. Kohde koostuu 113 asunnosta, joiden koko vaihtelee 30.5–123.5 neliön välillä. Erityispiirteinä ovat parvekkeet, piha-alueet, kattoterassit sekä merinäköalat. Ylin kerros tarjoaa asukkaille sauna-, harraste- ja työtilat.
Kohteen ominaispiirteitä:
Erikokoisia asuntoja jokaiseen asuintarpeeseen.
Erinomaiset yhteiskäyttötilat vapaa-aikaan, etätyöhön ja tapahtumiin.
Sijaitsee Jätkäsaaren länsipuolella, joka on elinvoimainen ja moderni asuinalue lähellä tulevaisuuden liike- ja kokoontumisalueita.
Hyvät yhteydet julkiseen liikenteeseen, shoppailuun ja oppilaitoksiin.
Energiatehokas A-tason luokitus aurinkokennojärjestelmän avulla.
Tornitalorungon analysointiin ja rakenteiden mitoitukseen on käytetty FEM Design ohjelmaa
Runkoratkaisu: paikallavaluholvit- ja elementtirakenteiden yhdistelmä.
Rakennesuunnittelu: EJT Rakennusinsinöörit Oy
Arkkitehti: Huttunen-Lipasti Arkkitehdit Oy
Projektin yleiskuva. Kuva:Huttunen-Lipasti Arkkitehdit Oy
Haastavat asiat: vaakasuuntaisten kuormien jakautuminen, liitososien mitoitus ja betonin halkeilun huomiointi
Vaakasuuntaisten kuormien jakautuminen oli yksi EJT:n insinöörien ratkaistavista haasteista.
“Suurin haaste suunnittelussa oli vaakasuuntaisten kuormien jakautuminen rungossa. Erityisesti keväällä ja talvella yleisien puuskaisten rannikkotuulten kuormien siirto perustuksille vaati nerokkaita ratkaisuja, sanoo Joonas Jaakkola, Ins.(YAMK), Projekti-Insinööri, EJT Rakennusinsinöörit Oy.”
Tornitalon lattian kuormakaavio. Kuva: EJT
Projektin Tekla-malli. 6-kerroksinen matala osa ja 14-kerroksinen tornitalo. Kohde on osin paaluperusteinen. Kuva: EJT
“Luotimme FEM-Designin kuormansiirtoalgoritmeihin ja reunaliitosten hallintaan vaakakuormien jakautumisen haasteen ratkaisemiseksi. Teimme paljon erilaisia analyysejä varmistaaksemme, että jokainen rakenneosa pystyi välittämään sille lasketut kuormat. Käytimme tuulikuormien laskennassa maastoluokkaa 0, sillä kohde sijaitse meren rannalla,” kertoo Joonas Jaakkola.
Arkkitehtonisia yksityiskohtia sisältävän rungon stabiliteetin varmistamiseksi kiinnitettiin erityistä huomioita rakenneosien suunnitteluun. Erityisesti seinien, pilarien ja laattojen mitoitus vaati tarkkaa suunnittelua.
“Keskeistä oli FEM Design ohjelman kyky mallintaa monimutkaisia rakenneosia tarkasti. Tarkka FEM analyysimalli mahdollisti jännityskeskittymien ja kuormankanto-ominaisuuksien tutkimisen rakenteiden kriittisissä liitoksissa. Tämä detaljitason tarkkuus mahdollisti raudoitusten optimoinnin ja auttoi meitä varmistumaan siitä, että jokainen rakenne- ja liitososa varmasti kestää niille kohdistuvat kuormat” sanoo Joonas Jaakkola.
EJT:n insinöörit keskittyivät myös betonin halkeilun analysointiin vaakakuormien jakautumisen ja rakenneosien mitoituksen ohella.
“Betonin halkeilun huomiointi oli erittäin tärkeä osa-alue, ottaen huomioon rakennuksen korkeuden. Varmistaaksemme mukavuus-, sivuttaissiirtymä- ja värähtelykriteerien täyttymisen otimme käyttöön turvallisella puolella olevan menetelmän kolminkertaistaa elastiset halkeilemattomat muodonmuutokset varmistaaksemme turvallisuuden ja hyvän laadun. Betonin halkeilunhallinta toteutettiin ohjelmiston ja käsinlaskennan avulla. FEM Designin halkeiluanalyysin työkalu tarjosi meille arvokasta tietoa mahdollisista alueista, mihin voisi tulla halkeamia ja kuinka suuria ne ovat. Tulokset varmistettiin käsinlaskennan avulla, jotta pystyimme luottamaan, että ohjelmiston antamat tulokset ovat konservatiivisia ja suunnittelunormien mukaisia.” sanoo Joonas Jaakkola.
Kohteesta tehtiin kaksi erillistä laskentamallia, yksi torniosasta ja toinen matalammasta osasta. Tähän päädyttiin, koska rakennuksilla oli eri seuraamusluokat, jotka vaikuttavat kuormitusyhdistelmien yhdistelykertoimiin. Lisäksi rakennuksien välissä oli liikuntasauma, joka salli vaakasuuntaisen liikkeen rakennusten välillä.
FEM Design mallit 6-kerroksisesta ontelolaatoista koostuvasta osasta, ja 14-kerroksisesta PV-laatoista ja elementtiseinistä koostuvasta torniosasta. Kuva: EJT
Miksi he valitsivat FEM Design:in tähän projektiin
“FEM-Designin valintaan vaikutti tuntemuksemme vastaavista laskentaohjelmistoista ja FEM-Designin tunnettavuus betonirakenteiden suunnittelusta ja erityisesti elementtirakennusten mallinnusmahdollisuuksista. Emme valinneet FEM-Design ohjelmaa minkään yksittäisen ominaisuuden vuoksi, mutta huomasimme nopeasti sen potentiaalin tämänkaltaisten projektien suunnittelussa. Joonaksella on aiempaa kokemusta Dlubalin RFEM ohjelmistosta samankaltaisissa projekteissa ja hän pystyi helposti käyttämään FEM-Designiä, vaikka tämä olikin yksi hänen ensimmäisistä projekteistaan ohjelmalla” sanoo Marko Haikarainen, Ins.AMK, projektipäällikkö.
FEM-Designin vahvuudet ja hyödyt
FEM Designin betonirakenteiden mitoituksen käyttäjäystävälliset ominaisuudet, etenkin laattojen ja seinien raudoitus auttoivat insinööritiimiä saavuttamaan tarvittavan tarkkuuden. Näillä ominaisuuksilla olikin tärkeä osa projektin onnistumisessa.
Ohjelmiston FEM analyysiominaisuudet mahdollistivat betonirakenteiden tarkan mallintamisen, niin koko rungon kuin yksittäisten rakenneosien osalta. Sen avulla EJT:n insinöörit pystyivät simuloimaan todellisia kuormitusskenaarioita, arvioimaan jännitysten jakautumista ja optimoimaan raudoitteita. Lisäksi ohjelmiston epälineaariset analyysiominaisuudet olivat hyödyllisiä arvioitaessa rakenteiden käyttäytymistä vaihtelevissa kuormitusolosuhteissa. Pystyimme myös nopeasti ja tehokkaasti mitoittamaan laatat vastaamaan MRT:n ja KRT:n vaatimuksia.
“Kaikista merkittävin ominaisuus olikin FEM Designin joustavuus. Tämän joustavuuden avulla pystyimme nopeasti muokkaamaan raudoituksia ja rakenneosien ominaisuuksia. Se antoi ketteryyttä vastata projektin uniikkeihin vaatimuksiin. Yleisesti ottaen mallinuksen helppous oli tuottavuuden kannalta avainasemassa tämänkaltaisen ison projektin kanssa.” lisää Marko Haikarainen.
Tornitalon FEM-Design mallin kattokerros. Kuva: EJT
“Kyky tehdä muutoksia reaaliajassa suunnitteluparametreihin ja nähdä niiden vaikutus rakenteiden käyttäytymiseen nopeutti suunnitteluprosessia. Hyödynsimme FEM Designin joustavuutta tutkiaksemme useita mitoitustilanteita tehokkaasti muokkaamalla rakenteiden ominaisuuksia ja tekemällä iteratiivista laskentaa. Tämä iteratiivinen lähestymistapa takasi, että lopullinen tulos oli rakenteellisesti pätevä sekä optimoitu materiaalin ja rakentamisen tehokkuuden suhteen.” päättää Marko Haikarainen
Asiakkaasta:
EJT on suomalainen insinööritoimisto yli 30 vuoden kokemuksella. He taitavat niin korjaus- kuin uudisrakentamisen projektit yli tuhannen tehdyn projektit kokemuksella. Yrityksen erityisosaaminen on asuinrakennusten rakennesuunnittelussa ja heidät tunnetaan hyvästä työn laadusta.
Luota FEM-Designiin betonirakenteidesi suunnitteluohjelmistona.
FEM Designistä saat tehokkaan työkalun paikallavalu- ja elementtirakenteiden mitoitukseen. Teitpä sitten suunnittelua 2D tai 3D näkymässä, suunnitteluprosessi on nopeaa ja suoraviivaista FEM Designillä. EJT:n insinöörit käyttivät betonirakenteiden mitoitusmoduulia tehokkaasti Jätkän Kruunu projektissa.
Lue lisää FEM Designin betonirakenteiden mitoitus moduulista tästä. Oletko innokas kokeilemaan olisiko FEM Design sinun betonirakenteiden mitoitusohjelmisto?
