Deformation control of post-tensioned concrete slabs in buildings

Tämä diplomityö käsittelee pysäköintilaitoksen jälkijännitetyn välipohjan muodonmuutosten hallintaa ja laskentaa. Työssä kuvataan jälkijännitetyn välipohjan pakkomuodonmuutosten aiheuttajat, niiden suuruudet ja laskentakaavat eurokoodin SFS-EN 1992-1-1 mukaan. Jälkijännitetyn rakenteen suunnittelu rajataan usein laatan alapintaan, jolloin alapuolisten tukirakenteiden suunnittelu jää jännepunossuunnittelun ulkopuolelle. Suunnittelussa tulee kuitenkin huomioida liittyvät alapuoliset rakenteet. Laatan pakkomuodonmuutoksista ei saa aiheutua niille kohtuuttomia rasituksia tai halkeilua. Työssä tutkitaan lisäksi vaihtoehtoisia tapoja jälkijännitettyjen rakenteiden muodonmuutosten hallintaan, kuten jäykistävien rakenteiden ja jännepunosten sijoittelua, erilaisia saumoja, rakennuksen lohkomista sekä laakerointeja. Diplomityössä tarkastellaan myös muodonmuutosten vaikutusta liittyviin rakenteisiin ja jännevoimiin. Eri muodonmuutosten suuruutta ja vaikutusaikoja verrataan lopuksi esimerkkilaskennan kautta kylmälle ja lämpimälle pysäköintilaitokselle. Tarkasteltavat välipohjatyypit ovat palkki- ja pilarilaatta. Tarkoituksena on hyödyntää saatuja muodonmuutosten arvoja irrotusaikojen ja liikuntasauma-alueiden kokojen määrittämiseen. Tulokset osoittavat, ettei jälkijännitetyn välipohjan rakennetyypillä ole suurta vaikutusta pakkomuodonmuutosten suuruuteen tai kehittymiseen ajan myötä. Niin palkki- kuin pilarilaatalle kutistuman, viruman ja kimmoisen puristuman aiheuttamien muodonmuutosten suhteelliset osuudet olivat lähes identtiset. Suurin ero laskentamallien välille syntyi ympäristöolosuhteista, etenkin lämpötilanvaihtelusta. Lämpöliikkeen aiheuttama muodonmuutos voi olla rakentamisvaiheessa huomattavan suuri kylmän pysäköintilaitoksen välipohjalle, jos lämpöliike pääsee tapahtumaan rajoituksetta.This master’s thesis examines the effects and calculation of forced deformations in post-tensioned slabs for parking structures. The scope of this study is to define the causes, effects and calculation formulas according to Eurocode SFS-EN 1992-1-1 for forced deformations in post-tensioned slabs. The design scope of post-tensioned structures typically includes the bottom of slabs and possible slide bearings, but excludes supports like columns and walls. Deformations of the post-tensioned slab are not allowed to cause unrea-sonable stress and movement or even cracking to the supporting structures. A study on alternative methods to control deformations in post-tensioned slabs is also conducted in this thesis. These alternative methods include the positioning of columns and walls, positioning of tendons and anchorage zones, usage of joints and slide bearings. Additionally, the effect of deformations on post-tensioning forces and supporting structures is examined in this thesis. At the end of the study, the magnitude and time-dependent change of deformations are compared through calculations between different struc-tures and environmental conditions. The structures compared are two-way slabs and one-way slabs with beams. The purpose of this comparison is to use the values obtained for the different deformations to determine suitable release-times for joints and to determine the requirement or placement of movement joints. The results indicate that the structural type of slab does not greatly affect the magnitude or time-dependent changes of deformations. For one-way slabs and two-way slabs, the percentages of total deformations (shrinkage, creep and compression) are almost identical. The biggest difference between the calculation models were caused by environmental conditions, more specifically the temperature change. The magnitude of the thermal movement in concrete is significant during the construction stage of slabs, when temper-ature changes are unrestrained