Betoni-teräsliittorakenteet

Betoni-teräsliittorakenne muodostuu betonista ja teräsosasta siten, että niiden yhteistoiminta vaikuttaa rakenteen muodonmuutoksiin ja kestävyyteen ja se voidaan ottaa suunnittelussa huomioon. Tavanomaisimpia liittorakenteita ovat I-teräspalkin ja betonilaatan liittopalkki, teräsohutlevyn ja betonin liittolaatta sekä liittopilarit. Liittopalkin toiminta käyttö- ja murtotilassa riippuu eri osien mekaanisista ominaisuuksista ja mitoista sekä osien välisten liittimien mekaanisista ominaisuuksista, mitoista ja lukumäärästä. Liittopalkkien laboratoriokokeissa tavallisimmat murtotavat ovat betonin puristusmurto ja teräspalkin stabiiliuden menetys tuella. Plastisuusteorian mukaisen murtomekanismin muodostuminen edellyttää, että rakenteella on suurimpien taivutusmomenttien kohdalla riittävästi kiertymäkapasiteettia. Tästä syystä suunnittelumenetelmän valinnassa on poikkileikkausluokitus ratkaiseva. Liittopalkkien suunnittelussa on mahdollista käyttää liittimien joustavuuteen perustuvaa osittaista liittovaikutusta. Tällöin liittimien määrä saadaan paremmin vastaamaan rakenteelta todellisessa käytössä tarvittavaa kestävyyttä ja käyttökelpoisuutta. Liittolaattatyypeistä valtaosa on sellaisia, joissa rakenteen murto tapahtuu leikkausmurtona, johon liittyy muotolevyn ja betonin irtoaminen leikkausjänteessä. Tällainen liittolaatta mitoitetaan nykyisin puolikokeellisella kaavalla, jota varten tarvitaan useita täysimittakaavaisia kuormituskokeita. Liittolaatan osien välisen liittovaikutuksen ollessa täydellinen rakenne toimii lähes teräsbetonirakenteen tavoin. Betoni-teräsliittopilarit voivat olla joko raudoittamattomia tai raudoitettuja. Yleensä käytetään raudoitusta. Yleisimmin pilarin teräsosan muoto on I- tai putkiprofiili. Suomessa on tähän mennessä käytetty lähinnä viimeksi mainittua tyyppiä. Pilareiden mitoitus käytännössä tapahtuu periaatteessa teräsrakenteille laadittujen ohjeiden perusteella siten, että pilarin jäykkyysarvot muutetaan vastaamaan todellista rakennetta. Mitoitus perustuu kokeisiin, mutta viime vuosina on kehitetty voimakkaasti myös numeerisia laskentamenetelmiä. Betoni-teräsrunkojärjestelmiä on kehitetty talonrakennustekniikan tarpeisiin lähinnä Yhdysvalloissa ja Kanadassa. Käyttökohteita on jo monia. Arktisissa oloissa oleviin liittorakenteisiin, jotka ovat lähinnä merirakenteita, saattaa kohdistua suuria jääpainekuormia. Eri puolilla maailmaa on kehitetty ja koestettu useita erilaisia liittorakenteisia jäänpaineseiniä. Tähän mennessä laaditut mitoitusmenetelmät ovat pitkälti empiirisiä ja osittain tuotetyyppikohtaisia.Tässä tutkimuksessa ei ole puututtu liittorakenteiden palonkesto-ominaisuuksiin.