Horizontal diaphragms of residential multi storey houses between 1890 and 1960 and their repairs

Tässä diplomityössä on tutkittu välipohjarakenteita vuosina 1890-1960 rakennetuissa kivirakenteisissa asuinkerrostaloissa ja niiden korjaamista erityisesti linjasaneeraushankkeiden yhteydessä. Työn tavoitteena on valmiiden suunnitteluratkaisujen kokoaminen tyypillisiin suunnittelutilanteisiin. Tyypillisten suunnittelutilanteiden kartoittamiseksi tehtiin tapaustutkimuksia eri kohteesta. Välipohjatyypeistä vanhin ja esiintymiseltään harvinaisin on puupalkisto, jota on käytetty ennen vuotta 1905 rakennetuissa asuinkerrostaloissa, joita löytyy vain Helsingin keskustan alueelta. Materiaalina puu on altis lahovaurioille ja rakenteena puupalkistoa ei ole alun perin suunniteltu märkätiloihin. Teräspalkistot ovat tyypillisiä välipohjia vuosien 1905-1915 rakennuksissa. Teräspalkistoon liittyy tavallisesti betoninen alalaatta, jonka paksuus, raudoitus ja kantavuusominaisuudet vaihtelevat. Teräskannattajien ongelma on niiden huono palonkestävyys, erityisesti jos palkki tai sen alalaippa on suojaamaton. Alalaattapalkisto yleistyi vuoteen 1920 mennessä. Työläästi toteutettava rakenne säästi betonia ja terästä. Pitkän aikakautensa ansiosta se on hyvin yleinen rakenne helsinkiläisissä asuinkerrostaloissa. Alalaattapalkiston korvasi massiivilaatta vasta pula-ajan loputtua vuonna 1952. Tapaustutkimusten perusteella tyypillisiä välipohjiin liittyviä suunnittelutilanteita ovat uuden pintalaatan rakentaminen, välipohjatäytteiden vaihtaminen ja erilaiset kantavaan rakenteeseen kohdistuvat korjaukset ja vahvistukset. Korjausrakentamista koskevat määräykset vaativat, että rakenteen ominaisuuksia ei saa heikentää. Ominaisuuksista on huomioitava rakenteellisen kantavuuden lisäksi myös erityisesti äänen- ja paloneristävyysominaisuudet. Palkistorakenteisissa välipohjissa pintalaatta voidaan rakentaa levytyksen varaan ja palkkien kantamaksi tai täytteiden varaan alalaatalle kannatettuna. Täytteiden varaan valaminen vaatii painumatonta täyttöä ja alalaatalle kannattaminen osittain kantavaa alalaattaa. Puupalkistoissa laatta on aina kannatettava suoraan palkeille. Pintalaatta on erotettava täytteistä ja kantavista palkeista esimerkiksi suodatinkankaalla. Massiivilaatan ja ylälaatallisten palkistojen tapauksissa pintalaatta valetaan kantavan betonipinnan tai siihen asennettujen eristeiden päälle. Välipohjien täytöistä vaihdetaan märkätiloissa orgaaniset ja kuivissa tiloissa vaurioituneet täytöt. Märkätiloihin uudet täytteet valitaan kevytsoran, kevytbetonimurskeen ja vaahtolasin väliltä. Teräspalkistoihin sekä täytteen varaan kannatetuille pintalaatoille suositellaan tämän työn pohjalta vaahtolasia. Kantavien rakenteiden vahvistaminen tai korjaaminen vaatii aina tapauskohtaista suunnittelua eikä näistä tilanteista siksi voitu tämän työn puitteissa osoittaa valmiita ratkaisuvaihtoehtoja.This master thesis studies horizontal diaphragms of residential multi storey houses built between 1890 and1960 and repairs of these structures with pipeline renovation projects. The aim of this study is to provide design solutions for typical design situations. To identify the typical design situations case studies were done. In 1890-1960 the floor structured used were timber beams, steel beams, upstand beams and solid concrete slabs. Timber beams are oldest and most rare of these structures and they are used before 1905. In Helsinki houses this old are found only in the centrum. As material wood is vulnerable to rot damage and the structure is not originally designed to support bathrooms. Steel beam structures were built between 1905 and 1915. They are usually combined with concrete slab, which properties vary. Problem with steel beams are their poor fire resistance, especially if the beam or its lower flange is exposed. Upstand beams became common by 1920. As structure it is arduous to build but saves materials. Because of the long period of time, upstand beams are very common structure in Helsinki. It was replaced by solid concrete slabs in 1952 when shortage of materials ended. Based on the case studies typical design situations include construction of a new surface slab, changing the floor fillings and strengthening of the load bearing structure. The renovation regulations require that the properties of the structures must not be weakened. In addition to load bearing capacity these properties include for example sound and fire proofing. In floors with beam structures the new surface slab can be built on either plates supported by the beams or on the fillings supported by the lower slab. The second option requires unyielding fillings and loadbearing lower slab. With timber beams the slab is always supported by the beams and not the fillings. The surface slab should be separated from the fillings and beams by filter cloth or such. With solid slabs and beam structures with upper slabs the surface slab can be constructed on top of the load bearing structure or on insulation layer. Old fillings of the floor structures should be changed if they are damaged or if they are organic in sanitary rooms. For steel beams foam glass is recommended for fillings. Strengthening and repairs of load bearing structures always require case-specific design and therefore within this work no ready solutions can be given