Elementtisuunnittelua käytetään rakennushankkeissa, joissa rakennusosat valmistetaan tehtaassa ja asennetaan työmaalla. Se on välttämätöntä teollisuusrakennuksissa, asuinrakennuksissa ja toimistorakennuksissa, kun halutaan nopeuttaa rakentamista ja parantaa laatua. Elementtisuunnittelu eroaa tavallisesta rakennesuunnittelusta erityisvaatimusten ja tuotantoteknisten näkökohtien huomioimisessa.
Mitä elementtisuunnittelu tarkoittaa rakentamisessa?
Elementtisuunnittelu on rakennesuunnittelun erikoistunut osa-alue, jossa betonielementit suunnitellaan tehtaassa valmistettaviksi ja työmaalla asennettaviksi. Se käsittää betonielementtisuunnittelun, jossa huomioidaan sekä elementin valmistus että asennus kokonaisuutena.
Elementtisuunnittelussa on otettava huomioon elementtien valmistus, kuljetus, nosto ja asennus. Suunnittelussa määritellään elementtien mitat, raudoitukset ja liitokset muihin rakenteisiin. Betonirakennesuunnittelun osaaminen on välttämätöntä, sillä elementit toimivat osana rakennuksen kokonaisrakennetta.
Elementtisuunnittelu liittyy kiinteästi kokonaisvaltaiseen rakennesuunnitteluun. Elementit on suunniteltava toimimaan yhdessä paikallavalettujen rakenteiden kanssa. Suunnittelussa käytetään 3D-mallinnusta Tekla Structures -ohjelmistolla ja lujuuslaskentaa FEM-Design 3D Structure -ohjelmistolla, jotta elementtien kantavuus ja toimivuus voidaan varmistaa.
Millaisissa rakennushankkeissa elementtisuunnittelua tarvitaan?
Elementtisuunnittelua tarvitaan erityisesti teollisuusrakennuksissa, halli- ja toimitilarakennuksissa sekä asuinrakentamisessa. Tyypillisesti elementtirakentaminen sopii kohteisiin, joiden koko on 1 000–4 000 neliömetriä, mutta elementtisuunnittelua tehdään jopa 15 000 neliömetrin kohteisiin.
Teollisuusrakennukset hyötyvät elementtirakentamisesta nopeuden ja tarkkuuden vuoksi. Ontelolaatat, TT-laatat ja I-palkit ovat yleisiä elementtejä teollisuuskohteissa. Asuinrakentamisessa elementtisuunnittelua käytetään kerrostaloissa ja rivitaloissa, joissa toistuvia rakenteita on paljon.
Toimistorakennukset ja julkiset rakennukset sopivat hyvin elementtirakentamiseen, kun halutaan tasalaatuisia pintoja ja nopeaa rakentamista. Elementtisuunnittelu on järkevää myös kohteissa, joissa työmaaolosuhteet ovat haastavat tai rakentamisaika on tiukka.
Miten elementtisuunnittelu eroaa tavallisesta rakennesuunnittelusta?
Elementtisuunnittelu eroaa tavallisesta rakennesuunnittelusta siten, että siinä on huomioitava elementin koko elinkaari tehtaasta asennukseen. Perinteisessä paikan päällä tehtävässä betonirakennesuunnittelussa keskitytään lopulliseen rakenteeseen, mutta elementtisuunnittelussa on otettava huomioon myös valmistus-, kuljetus- ja asennusvaiheet.
Elementtisuunnittelussa tarvitaan erityisosaamista esijännitetyistä betonirakenteista. Punossuunnittelu on keskeinen osa elementtisuunnittelua, sillä monet elementit ovat esijännitettyjä. Käytämme punossuunnitteluun omia kehittämiämme ohjelmia, jotka on suunniteltu erityisesti tähän tarkoitukseen.
Liitossuunnittelu on elementtisuunnittelussa kriittisempää kuin tavallisessa rakennesuunnittelussa. Elementtien väliset liitokset on suunniteltava huolellisesti, jotta rakenne toimii yhtenäisenä kokonaisuutena. Myös toleranssit ja asennustarkkuus vaativat suunnittelussa erityistä huomiota.
Milloin rakennushankkeessa kannattaa valita elementtirakentaminen?
Elementtirakentaminen kannattaa valita, kun halutaan nopeuttaa rakentamista, parantaa laatua tai kun työmaaolosuhteet ovat haastavat. Aikataulullisesti elementtirakentaminen on tehokas ratkaisu, sillä elementtien valmistus tapahtuu samanaikaisesti perustustöiden kanssa.
Taloudellisesti elementtirakentaminen on järkevää, kun kohteen koko on riittävä ja rakenteissa on toistuvuutta. Elementtitehdas voi valmistaa rakenteita tehokkaasti ja tasalaatuisesti. Erityisesti talviolosuhteissa elementtirakentaminen tarjoaa merkittäviä etuja, kun betonointia ei tarvitse tehdä pakkasessa.
Teknisesti elementtirakentaminen sopii hyvin kohteisiin, joissa vaaditaan tarkkoja mittatoleransseja ja tasaisia pintoja. Esijännitetyt elementit mahdollistavat suuret jännevälit ilman välitukia. Kun rakennesuunnittelukohteen koko on alle 10 000 neliömetriä ja elementtisuunnittelukohteen koko alle 15 000 neliömetriä, elementtirakentaminen on usein optimaalinen ratkaisu.