Kiinnityksien suunnittelu ontelolaattoihin

Suurta suosiota saavuttanut HUS3 betoniruuvi on siirtynyt syrjään uuden ja entistä tehokkaamman HUS4 betoniruuviankkurin myötä. Vuoden 2022 alussa markkinoille tullut HUS4 betoniruuvi on suunniteltu ja kehitetty erityisesti asiakaspalautteen perusteella. Ruuviankkuriportfolio on nyt entistä laajempi (mm. M12 ja M16 koot, ulkokierteinen A-versio) ja asennettavuus aikaisempaakin nopeampaa uusitun muodon ja kierteen ansiosta. Suorituskyvystä ei kuitenkaan ole tingitty, sillä HUS4 tarjoaa merkittäviä parannuksia erityisesti ontelolaattakiinnityksiin.

Ontelolaatta on esijännitetty laattaelementti, jota hyvin usein käytetään betonirunkoisissa rakennuksissa ala-, väli- ja yläpohjissa. Laatan koko on tyypillisesti 1200x12000, mutta niiden paksuus saattaa vaihdella hyvinkin paljon riippuen minkälaiseen kohteeseen tai jopa mihin rakennuksen osaan ontelolaatta on tulossa. Perinteisesti suunniteltaessa raskaampia kiinnityksiä ontelolaattaan, kiinnityksen kohdalle tehdään onteloon täyttövalu, jotta rakenteesta saadaan vahvempi ja pystytään paremmin hyödyntämään valitun ankkurin kapasiteetti. Ylimääräisenä työvaiheena tämä vie aikaa ja on työlästä tehdä. Joissain tapauksissa voidaan ankkuroida myös ontelolaatan saumoihin, mutta tämä rajoittaa paljon sitä, mihin kiinnityksiä voidaan tehdä.

Kiinnityksien suunnittelun lähtökohtana onkin, että ankkuroinnit tehdään onteloiden kohdalle, jotta laatan pituussuunnassa kulkevia punoksia ei vaurioiteta. Ihanteellisessa tilanteessa ankkuroinnit tehdään suoraan onteloon ilman erillisiä täyttövaluja, jolloin ankkurin kapasiteettiin vaikuttaa suoraan ontelon vahvuus eli kannaksen paksuus ontelon kohdalla. Tyypillisesti materiaalivahvuus ontelon kohdalla on 30-50 mm. Ankkurointipisteiden määrän ja ankkurien kapasiteetin suunnittelun kannalta onkin tärkeää tuntea ontelon kannaksen paksuus, joka vaihtelee ontelon mallin, muodon ja laatan paksuuden mukaan.  

HUS4 betoniruuvilta löytyy edeltäjänsä tavoin ETA-hyväksyntä mm. halkeilleeseen betoniin, seismisiin C1 luokan olosuhteisiin ja uudelleen käytettävyyteen. ETA-hyväksynnän tuote saa eurooppalaisen arviointiasiakirjan EAD:n ohjaamana ja tätä voidaankin ajatella tuotteen arviointimenetelmänä tai ”testausstandardina”. Ontelolaattakiinnityksien osalta asiaa mutkistaa hieman se, että EAD tuntee ontelolaatan ainoastaan sarjakiinnityksien osalta. Esimerkiksi HUS3-6 ja HKD ankkureilla on ETA-hyväksyntä sarjakiinnityksiin ontelolaatassa, mutta monesti kiinnityksiä suunnitellessa kiinnostaa erityisesti yksittäisen ankkurin kapasiteetti. Hilti on ratkaissut asian suorittamalla vaativan EAD mukaisen testaussarjan HUS4 betoniruuveille ontelolaatassa ja nämä tulokset löytyvät uudesta Hilti Technical Datasta.

HUS4 betoniruuveista on testattu tuttuun tapaan koon 8 ja 10 ankkurit, joille löytyy kapasiteettiarvot C30/37 ja C45/55 -lujuisissa ontelolaatoissa. Aikaisempien HUS3 8 ja 10 koon betoniruuvien kapasiteetti rajoittui 30 mm vahvuisessa ontelossa 1,3 kilonewtoniin. Suurempia kapasiteetteja pystyttiin määrittämään ainoastaan vetokokeilla. Uuden HUS4 betoniruuvin testauksissa kapasiteetteja saatiin parannettua niin veto- kuin leikkausarvoille 30 mm, 35 mm ja 40 mm vahvuisille onteloille. Esimerkiksi HUS4 M8 -betoniruuviankkurin suunnitteluarvo vaihtelee ontelon vahvuudesta ja betonin lujuudesta riippuen vedolle välillä 1,3–4,8kN ja leikkaukselle välillä 1,3–9,3kN, mitkä ovat moninkertaisia aikaisempiin suunnitteluarvoihin verrattuna

Erilaiset väliaikaiset kiinnitykset kuten elementtituennat ovat varsin tyypillinen sovellus betoniruuviankkureille, mikä on myös otettu huomioon HUS4 ruuviankkurin ontelolaattatesteissä. Uuden ruuviankkurin koon 10, 12 ja 14 ankkurit on testattu väliaikaisiin kiinnityksiin ontelolaattojen yläpinnassa eli ankkuri voidaan asentaa onteloiden väliin ja uudelleen käyttää (varmistus tarkistusholkilla D=8-10-14). Kapasiteettiarvot löytyvät kussakin koossa kolmella eri asennussyvyydellä C30/37 ja C45/55 -lujuisiin ontelolaattoihin. Esimerkiksi C30/37 -lujaan laattaan asennettuna HUS4-H 12 betoniruuville saadaan 80 mm upotussyvyydellä suunnitteluarvona vetoa 16 kN ja leikkausta 18,8 kN. Puolestaan HUS4-H 14 -ankkurilla vastaavat kapasiteettiarvot C45/55 -lujassa laatassa, 115 mm upotussyvyydellä, ovat 30,7 kN ja 24,7 kN.