Sandwich-kattoelementtien käyttö

Janne Tähtikunnas (janne.tahtikunnastryry.fi), 10.5.2017

Sandwich-elementtien käyttö hallimaisten rakennusten kattoelementtinä aiheuttaa huolta alalla. Suunnittelutoimistoista on oltu Teräsrakenneyhdistykseen yhteydessä koskien riittämättömästi suunnitelluista ja toteutetuista sandwich-elementeistä kattorakenteissa. Hyvin suunnitellut ja huolellisesti asennetut kantavat sandwich-katto-elementit ovat turvallisia käyttää.

Huoli kohdentuu erityisesti tapauksiin, joissa kattoelementtinä toimivan sandwich-elementin on oletettu puutteellisin laskelmin ja ilman riittäviä asennusohjeita toimivan kantavana rakenteena. Hankkeeseen ryhtyvältä ei odoteta tuntemusta rakenteen vaatimusten osalta, mutta hankkeeseen palkattujen pätevien suunnittelijoiden (pääsuunnittelija, rakennesuunnittelija) tulee osata käyttämiensä kantavien rakenteiden vaatimukset.

TRY:n tietoon on tullut kohteissa havaittuja sandwich-katto-elementteihin kohdentuneita puutteita, joilla on suuri vaikutus rakennuksen rakenteelliseen turvallisuuteen.

Esimerkiksi seuraavia:

1.  Kaltevaan tasoon asennettavan sandwich-kattoelementin ulkoisesta kuormasta tulevan katon pinnan suuntaisen voimakomponentin pois jättäminen kestävyyslaskelmista. Tämä johtaa puutteelliseen mitoitukseen elementin mitoituksen, orren poikittaiskestävyyden ja orren liitosten osalta.
2. Sandwich-kattoelementtiä tukevien kevytorsien kiinnitys sandwich-katto-elementtiin on puutteellinen ja siten kevytorren kiepahdustuenta ei vastaa rakennelaskelmissa oletuksena olevaa tuentaa.
3. Sandwich-elementtiä kannattelevat katto-orret toimivat usein katon pääkannattajien nurjahdustukina, ja puutteellisesti suunniteltuna ne aiheuttavat rakenteellisen riskin koko rakennuksen vakaudelle.
4. Levyjäykisteenä toimiakseen sandwich-elementeillä ei ole vakiintuneita suunnitteluohjeita ja toteutustapoja.  

Sandwich-elementtien toiminta orren tukena on esitetty ECCS:n julkaisussa European Recommendations on the Stabilization of Steel Structures by Sandwich Panels sekä näiden mitoitus on tarkoitus sisällyttää myös eurooppalaisiin mitoitusstandardeihin.

Kuva. Sandwich-elementin käyttötapoja kattoelementtinä 

Näiden rakennusten osalta rakennusvalvonnan on aina mahdollista edellyttää kolmannen osapuolen tarkastus (erityismenettely MRL 150 c § mukaan). Erityismenettelyssä rakennusvalvonnalle osoitetaan erityismenettelyn suorittavan henkilön kelpoisuus. Hyvänä ohjenuorana tässä on, että tarkastajalla on suunnittelijan pätevyys vähintään samaan vaativuusluokkaan kuin tarkastettava rakennus ja tarkastajalla on vankka osoitettu kokemus myös sandwich-kattoelementtien mitoittamisesta sekä itse-kantavina että kantavina rakenneosina.

Kantavat sandwich-kattoelementit voivat olla riskirakenteita, mikäli niiden rakennesuunnitelmissa on puutteita ja asennusohjeet ovat puutteelliset. Vastuulliset toimijat osaavat suunnitella nämä tuotteet siten, että ne toimivat katon kantavina rakenteina sekä antavat ohjeet asennusta varten tai tarvittaessa suosittelevat muita kohteeseen soveltuvia rakenneratkaisuja. Tuoteosakauppojen osalta rajapinnat tulee pystyä määrittelemään siten, että se ei jätä avoimeksi kenelle kuuluu rakennuksen kokonaisjäykistyksen suunnittelu.

Lisäksi sandwich-elementtien käyttöön kattorakenteena liittyy muitakin ominaisuuksia kuin kantavuuteen liittyvät, joita tässä ei ole käsitelty.