Teräsrakenteiden käyttöikäsuunnittelu

Translated title of the contribution: Service life design of steel structures

Tapio Leino, Eva Häkkä-Rönnholm, Jyri Nieminen, Heli Koukkari, Jouni Hieta, Erkki Vesikari, Jouko Törnqvist

Research output: Book/ReportReportProfessional

1 Citation (Scopus)

Abstract

Teräksestä valmistettujen rakenteiden ja tuotteiden käyttöikä ei ole ollut kovin merkittävä ongelma, mikä johtuu pääasiassa teräksen käytön lyhyestä historiasta talonrakennuksessa. Terästä on kuitenkin jo pitkän aikaa käytetty melko suurina ainepaksuuksina teollisuus- ja siltarakenteissa. Viime aikoina terästä on alettu käyttää yhä enemmän katto- ja ulkoseinäverhoilussa ja muissa erikoistuotteissa, kuten maa- ja vesirakenteissa, sekä ns. talorakenteissa, kuten palkeissa, pilareissa, perustuksissa, väliseinissä, parveke- ja julkisivurakenteissa, ja rakennusten välipohjissa esim. liittorakenteina. Rakennusten ennustettava käyttöikä on nousemassa puheenaiheeksi rakenteiden suunnittelussa ja rakennustuotteiden markkinoinnissa, missä ympäristövaatimukset ja kunnossapidon ennustettavuus ovat takuiden ja rakennustuoteajattelun takia lisääntymässä. Teräsrakenteiden suunnitteluohjeissa B7 rakenteiden pitkäaikaistoimivuutta on käsitelty lähinnä niiden kestävyyden kannalta, jolloin teräksen korroosio on mielletty lähes ainoaksi asiaan vaikuttavaksi tekijäksi. Rakenteiden toimivuus niiden käyttöiän aikana riippuu kuitenkin lähes yhtä paljon monista muista seikoista, joista pienimpiä ei suinkaan ole ihmisen oman toiminnan tai siihen mahdollisesti liittyvän huolimattomuuden muodostama uhka rakenteille. Teräsrakennetuotteiden myyntiin liittyvän teknisen neuvonnan helpottamiseksi tässä tutkimuksessa selvitettiin teräsrakenteiden käyttöiän ennustamista ja siihen vaikuttavia seikkoja kolmen eri rakennustuoteryhmän osalta. Nämä ovat ulkoseinäverhoilutuotteet, maa- ja vesirakenteet ja liittorakenteet. Tässä tutkimuksessa päädyttiin käyttöiän suun-nittelussa teräsrakenteiden suunnitteluohjeen B7 suojausmenettelyjen tai korroosiovaran sijasta kolmeen päästrategiaan, joita voidaan soveltaa ko. rakennustuotteelta yleisesti vaadittavan käyttöiän, käyttöympäristön ja olosuhteiden mukaan. Strategiat ovat: Ennakoituun käyttöikään perustuva menettely, jota sovelletaan lähinnä ohutlevyistä tehdyille melko lyhyen käyttöiän tuotteille, kuten pinnoitetuiile seinä- ja kattopaneeleille ja levyille, joille ei tehdä muuta suojausta kuin ehkä muovipinnoitus ja joiden tuleva käyttöikä tulee siksi voida arvioida luotettavasti jo niitä myytäessä ja toimitettaessa, Suojausmenettely (useita suojaustapoja), jota sovelletaan lähinnä erikoisempiin olo-suhteisiin toimitettaville terästuotteille, jotka saattavat olla tehtyjä joko ohutlevyistä tai paksummasta materiaalista, mutta joilta kuitenkin odotetaan selvästi pitempiä käyttöikiä, Käyttöikämitoitus, jota on syytä soveltaa suunnittelumenetelmänä lähinnä paksum-masta teräsmateriaalista valmistetuille tuotteille, joilta odotetaan kyseisissä tai muuttuvissa olosuhteissa pitkää käyttöikää, jota valvotaan ja tuetaan esimerkiksi kunnossapidon menetelmin. Rakenteen tai tuotteen ennakoitu käyttöikä on laskettavissa, mikäli tunnetaan riittävän hyvin tuotteen ns. vertailukäyttöikä sekä sen tuotteen asennus- ja käyttöolosuhteista riippuvat korjauskertoimet. Laskentakaava esitettiin standardiluonnoksessa ISO/CD 15686-1, mutta siihen liittyvien kertoimien arvoista on olemassa vasta hyvin vähän tutkimustietoa. Tässä tutkimuksessa ko. menettelyä pyrittiin tarkentamaan tutkimuksessa mukana olleiden terästuoteryhmien osalta.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages130
ISBN (Electronic)951-38-5409-4
ISBN (Print)951-38-5408-6
Publication statusPublished - 1998
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

NameVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
PublisherVTT
No.1937
ISSN (Print)1235-0605
ISSN (Electronic)1455-0865

Fingerprint

Oman
durability
steel
Olla

Keywords

  • steels
  • steel construction
  • steel structures
  • service life
  • steel piles
  • thin plate steels
  • composite structures
  • coatings

Cite this

Leino, T., Häkkä-Rönnholm, E., Nieminen, J., Koukkari, H., Hieta, J., Vesikari, E., & Törnqvist, J. (1998). Teräsrakenteiden käyttöikäsuunnittelu. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 1937
Leino, Tapio ; Häkkä-Rönnholm, Eva ; Nieminen, Jyri ; Koukkari, Heli ; Hieta, Jouni ; Vesikari, Erkki ; Törnqvist, Jouko. / Teräsrakenteiden käyttöikäsuunnittelu. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1998. 130 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1937).
@book{3c3474ccb7fc409ab2485a50ddbad80a,
title = "Ter{\"a}srakenteiden k{\"a}ytt{\"o}ik{\"a}suunnittelu",
abstract = "Ter{\"a}ksest{\"a} valmistettujen rakenteiden ja tuotteiden k{\"a}ytt{\"o}ik{\"a} ei ole ollut kovin merkitt{\"a}v{\"a} ongelma, mik{\"a} johtuu p{\"a}{\"a}asiassa ter{\"a}ksen k{\"a}yt{\"o}n lyhyest{\"a} historiasta talonrakennuksessa. Ter{\"a}st{\"a} on kuitenkin jo pitk{\"a}n aikaa k{\"a}ytetty melko suurina ainepaksuuksina teollisuus- ja siltarakenteissa. Viime aikoina ter{\"a}st{\"a} on alettu k{\"a}ytt{\"a}{\"a} yh{\"a} enemm{\"a}n katto- ja ulkosein{\"a}verhoilussa ja muissa erikoistuotteissa, kuten maa- ja vesirakenteissa, sek{\"a} ns. talorakenteissa, kuten palkeissa, pilareissa, perustuksissa, v{\"a}liseiniss{\"a}, parveke- ja julkisivurakenteissa, ja rakennusten v{\"a}lipohjissa esim. liittorakenteina. Rakennusten ennustettava k{\"a}ytt{\"o}ik{\"a} on nousemassa puheenaiheeksi rakenteiden suunnittelussa ja rakennustuotteiden markkinoinnissa, miss{\"a} ymp{\"a}rist{\"o}vaatimukset ja kunnossapidon ennustettavuus ovat takuiden ja rakennustuoteajattelun takia lis{\"a}{\"a}ntym{\"a}ss{\"a}. Ter{\"a}srakenteiden suunnitteluohjeissa B7 rakenteiden pitk{\"a}aikaistoimivuutta on k{\"a}sitelty l{\"a}hinn{\"a} niiden kest{\"a}vyyden kannalta, jolloin ter{\"a}ksen korroosio on mielletty l{\"a}hes ainoaksi asiaan vaikuttavaksi tekij{\"a}ksi. Rakenteiden toimivuus niiden k{\"a}ytt{\"o}i{\"a}n aikana riippuu kuitenkin l{\"a}hes yht{\"a} paljon monista muista seikoista, joista pienimpi{\"a} ei suinkaan ole ihmisen oman toiminnan tai siihen mahdollisesti liittyv{\"a}n huolimattomuuden muodostama uhka rakenteille. Ter{\"a}srakennetuotteiden myyntiin liittyv{\"a}n teknisen neuvonnan helpottamiseksi t{\"a}ss{\"a} tutkimuksessa selvitettiin ter{\"a}srakenteiden k{\"a}ytt{\"o}i{\"a}n ennustamista ja siihen vaikuttavia seikkoja kolmen eri rakennustuoteryhm{\"a}n osalta. N{\"a}m{\"a} ovat ulkosein{\"a}verhoilutuotteet, maa- ja vesirakenteet ja liittorakenteet. T{\"a}ss{\"a} tutkimuksessa p{\"a}{\"a}dyttiin k{\"a}ytt{\"o}i{\"a}n suun-nittelussa ter{\"a}srakenteiden suunnitteluohjeen B7 suojausmenettelyjen tai korroosiovaran sijasta kolmeen p{\"a}{\"a}strategiaan, joita voidaan soveltaa ko. rakennustuotteelta yleisesti vaadittavan k{\"a}ytt{\"o}i{\"a}n, k{\"a}ytt{\"o}ymp{\"a}rist{\"o}n ja olosuhteiden mukaan. Strategiat ovat: Ennakoituun k{\"a}ytt{\"o}ik{\"a}{\"a}n perustuva menettely, jota sovelletaan l{\"a}hinn{\"a} ohutlevyist{\"a} tehdyille melko lyhyen k{\"a}ytt{\"o}i{\"a}n tuotteille, kuten pinnoitetuiile sein{\"a}- ja kattopaneeleille ja levyille, joille ei tehd{\"a} muuta suojausta kuin ehk{\"a} muovipinnoitus ja joiden tuleva k{\"a}ytt{\"o}ik{\"a} tulee siksi voida arvioida luotettavasti jo niit{\"a} myyt{\"a}ess{\"a} ja toimitettaessa, Suojausmenettely (useita suojaustapoja), jota sovelletaan l{\"a}hinn{\"a} erikoisempiin olo-suhteisiin toimitettaville ter{\"a}stuotteille, jotka saattavat olla tehtyj{\"a} joko ohutlevyist{\"a} tai paksummasta materiaalista, mutta joilta kuitenkin odotetaan selv{\"a}sti pitempi{\"a} k{\"a}ytt{\"o}iki{\"a}, K{\"a}ytt{\"o}ik{\"a}mitoitus, jota on syyt{\"a} soveltaa suunnittelumenetelm{\"a}n{\"a} l{\"a}hinn{\"a} paksum-masta ter{\"a}smateriaalista valmistetuille tuotteille, joilta odotetaan kyseisiss{\"a} tai muuttuvissa olosuhteissa pitk{\"a}{\"a} k{\"a}ytt{\"o}ik{\"a}{\"a}, jota valvotaan ja tuetaan esimerkiksi kunnossapidon menetelmin. Rakenteen tai tuotteen ennakoitu k{\"a}ytt{\"o}ik{\"a} on laskettavissa, mik{\"a}li tunnetaan riitt{\"a}v{\"a}n hyvin tuotteen ns. vertailuk{\"a}ytt{\"o}ik{\"a} sek{\"a} sen tuotteen asennus- ja k{\"a}ytt{\"o}olosuhteista riippuvat korjauskertoimet. Laskentakaava esitettiin standardiluonnoksessa ISO/CD 15686-1, mutta siihen liittyvien kertoimien arvoista on olemassa vasta hyvin v{\"a}h{\"a}n tutkimustietoa. T{\"a}ss{\"a} tutkimuksessa ko. menettely{\"a} pyrittiin tarkentamaan tutkimuksessa mukana olleiden ter{\"a}stuoteryhmien osalta.",
keywords = "steels, steel construction, steel structures, service life, steel piles, thin plate steels, composite structures, coatings",
author = "Tapio Leino and Eva H{\"a}kk{\"a}-R{\"o}nnholm and Jyri Nieminen and Heli Koukkari and Jouni Hieta and Erkki Vesikari and Jouko T{\"o}rnqvist",
note = "Project code: R8SU00476",
year = "1998",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-5408-6",
series = "VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "1937",
address = "Finland",

}

Leino, T, Häkkä-Rönnholm, E, Nieminen, J, Koukkari, H, Hieta, J, Vesikari, E & Törnqvist, J 1998, Teräsrakenteiden käyttöikäsuunnittelu. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, no. 1937, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Teräsrakenteiden käyttöikäsuunnittelu. / Leino, Tapio; Häkkä-Rönnholm, Eva; Nieminen, Jyri; Koukkari, Heli; Hieta, Jouni; Vesikari, Erkki; Törnqvist, Jouko.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1998. 130 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1937).

Research output: Book/ReportReportProfessional

TY - BOOK

T1 - Teräsrakenteiden käyttöikäsuunnittelu

AU - Leino, Tapio

AU - Häkkä-Rönnholm, Eva

AU - Nieminen, Jyri

AU - Koukkari, Heli

AU - Hieta, Jouni

AU - Vesikari, Erkki

AU - Törnqvist, Jouko

N1 - Project code: R8SU00476

PY - 1998

Y1 - 1998

N2 - Teräksestä valmistettujen rakenteiden ja tuotteiden käyttöikä ei ole ollut kovin merkittävä ongelma, mikä johtuu pääasiassa teräksen käytön lyhyestä historiasta talonrakennuksessa. Terästä on kuitenkin jo pitkän aikaa käytetty melko suurina ainepaksuuksina teollisuus- ja siltarakenteissa. Viime aikoina terästä on alettu käyttää yhä enemmän katto- ja ulkoseinäverhoilussa ja muissa erikoistuotteissa, kuten maa- ja vesirakenteissa, sekä ns. talorakenteissa, kuten palkeissa, pilareissa, perustuksissa, väliseinissä, parveke- ja julkisivurakenteissa, ja rakennusten välipohjissa esim. liittorakenteina. Rakennusten ennustettava käyttöikä on nousemassa puheenaiheeksi rakenteiden suunnittelussa ja rakennustuotteiden markkinoinnissa, missä ympäristövaatimukset ja kunnossapidon ennustettavuus ovat takuiden ja rakennustuoteajattelun takia lisääntymässä. Teräsrakenteiden suunnitteluohjeissa B7 rakenteiden pitkäaikaistoimivuutta on käsitelty lähinnä niiden kestävyyden kannalta, jolloin teräksen korroosio on mielletty lähes ainoaksi asiaan vaikuttavaksi tekijäksi. Rakenteiden toimivuus niiden käyttöiän aikana riippuu kuitenkin lähes yhtä paljon monista muista seikoista, joista pienimpiä ei suinkaan ole ihmisen oman toiminnan tai siihen mahdollisesti liittyvän huolimattomuuden muodostama uhka rakenteille. Teräsrakennetuotteiden myyntiin liittyvän teknisen neuvonnan helpottamiseksi tässä tutkimuksessa selvitettiin teräsrakenteiden käyttöiän ennustamista ja siihen vaikuttavia seikkoja kolmen eri rakennustuoteryhmän osalta. Nämä ovat ulkoseinäverhoilutuotteet, maa- ja vesirakenteet ja liittorakenteet. Tässä tutkimuksessa päädyttiin käyttöiän suun-nittelussa teräsrakenteiden suunnitteluohjeen B7 suojausmenettelyjen tai korroosiovaran sijasta kolmeen päästrategiaan, joita voidaan soveltaa ko. rakennustuotteelta yleisesti vaadittavan käyttöiän, käyttöympäristön ja olosuhteiden mukaan. Strategiat ovat: Ennakoituun käyttöikään perustuva menettely, jota sovelletaan lähinnä ohutlevyistä tehdyille melko lyhyen käyttöiän tuotteille, kuten pinnoitetuiile seinä- ja kattopaneeleille ja levyille, joille ei tehdä muuta suojausta kuin ehkä muovipinnoitus ja joiden tuleva käyttöikä tulee siksi voida arvioida luotettavasti jo niitä myytäessä ja toimitettaessa, Suojausmenettely (useita suojaustapoja), jota sovelletaan lähinnä erikoisempiin olo-suhteisiin toimitettaville terästuotteille, jotka saattavat olla tehtyjä joko ohutlevyistä tai paksummasta materiaalista, mutta joilta kuitenkin odotetaan selvästi pitempiä käyttöikiä, Käyttöikämitoitus, jota on syytä soveltaa suunnittelumenetelmänä lähinnä paksum-masta teräsmateriaalista valmistetuille tuotteille, joilta odotetaan kyseisissä tai muuttuvissa olosuhteissa pitkää käyttöikää, jota valvotaan ja tuetaan esimerkiksi kunnossapidon menetelmin. Rakenteen tai tuotteen ennakoitu käyttöikä on laskettavissa, mikäli tunnetaan riittävän hyvin tuotteen ns. vertailukäyttöikä sekä sen tuotteen asennus- ja käyttöolosuhteista riippuvat korjauskertoimet. Laskentakaava esitettiin standardiluonnoksessa ISO/CD 15686-1, mutta siihen liittyvien kertoimien arvoista on olemassa vasta hyvin vähän tutkimustietoa. Tässä tutkimuksessa ko. menettelyä pyrittiin tarkentamaan tutkimuksessa mukana olleiden terästuoteryhmien osalta.

AB - Teräksestä valmistettujen rakenteiden ja tuotteiden käyttöikä ei ole ollut kovin merkittävä ongelma, mikä johtuu pääasiassa teräksen käytön lyhyestä historiasta talonrakennuksessa. Terästä on kuitenkin jo pitkän aikaa käytetty melko suurina ainepaksuuksina teollisuus- ja siltarakenteissa. Viime aikoina terästä on alettu käyttää yhä enemmän katto- ja ulkoseinäverhoilussa ja muissa erikoistuotteissa, kuten maa- ja vesirakenteissa, sekä ns. talorakenteissa, kuten palkeissa, pilareissa, perustuksissa, väliseinissä, parveke- ja julkisivurakenteissa, ja rakennusten välipohjissa esim. liittorakenteina. Rakennusten ennustettava käyttöikä on nousemassa puheenaiheeksi rakenteiden suunnittelussa ja rakennustuotteiden markkinoinnissa, missä ympäristövaatimukset ja kunnossapidon ennustettavuus ovat takuiden ja rakennustuoteajattelun takia lisääntymässä. Teräsrakenteiden suunnitteluohjeissa B7 rakenteiden pitkäaikaistoimivuutta on käsitelty lähinnä niiden kestävyyden kannalta, jolloin teräksen korroosio on mielletty lähes ainoaksi asiaan vaikuttavaksi tekijäksi. Rakenteiden toimivuus niiden käyttöiän aikana riippuu kuitenkin lähes yhtä paljon monista muista seikoista, joista pienimpiä ei suinkaan ole ihmisen oman toiminnan tai siihen mahdollisesti liittyvän huolimattomuuden muodostama uhka rakenteille. Teräsrakennetuotteiden myyntiin liittyvän teknisen neuvonnan helpottamiseksi tässä tutkimuksessa selvitettiin teräsrakenteiden käyttöiän ennustamista ja siihen vaikuttavia seikkoja kolmen eri rakennustuoteryhmän osalta. Nämä ovat ulkoseinäverhoilutuotteet, maa- ja vesirakenteet ja liittorakenteet. Tässä tutkimuksessa päädyttiin käyttöiän suun-nittelussa teräsrakenteiden suunnitteluohjeen B7 suojausmenettelyjen tai korroosiovaran sijasta kolmeen päästrategiaan, joita voidaan soveltaa ko. rakennustuotteelta yleisesti vaadittavan käyttöiän, käyttöympäristön ja olosuhteiden mukaan. Strategiat ovat: Ennakoituun käyttöikään perustuva menettely, jota sovelletaan lähinnä ohutlevyistä tehdyille melko lyhyen käyttöiän tuotteille, kuten pinnoitetuiile seinä- ja kattopaneeleille ja levyille, joille ei tehdä muuta suojausta kuin ehkä muovipinnoitus ja joiden tuleva käyttöikä tulee siksi voida arvioida luotettavasti jo niitä myytäessä ja toimitettaessa, Suojausmenettely (useita suojaustapoja), jota sovelletaan lähinnä erikoisempiin olo-suhteisiin toimitettaville terästuotteille, jotka saattavat olla tehtyjä joko ohutlevyistä tai paksummasta materiaalista, mutta joilta kuitenkin odotetaan selvästi pitempiä käyttöikiä, Käyttöikämitoitus, jota on syytä soveltaa suunnittelumenetelmänä lähinnä paksum-masta teräsmateriaalista valmistetuille tuotteille, joilta odotetaan kyseisissä tai muuttuvissa olosuhteissa pitkää käyttöikää, jota valvotaan ja tuetaan esimerkiksi kunnossapidon menetelmin. Rakenteen tai tuotteen ennakoitu käyttöikä on laskettavissa, mikäli tunnetaan riittävän hyvin tuotteen ns. vertailukäyttöikä sekä sen tuotteen asennus- ja käyttöolosuhteista riippuvat korjauskertoimet. Laskentakaava esitettiin standardiluonnoksessa ISO/CD 15686-1, mutta siihen liittyvien kertoimien arvoista on olemassa vasta hyvin vähän tutkimustietoa. Tässä tutkimuksessa ko. menettelyä pyrittiin tarkentamaan tutkimuksessa mukana olleiden terästuoteryhmien osalta.

KW - steels

KW - steel construction

KW - steel structures

KW - service life

KW - steel piles

KW - thin plate steels

KW - composite structures

KW - coatings

M3 - Report

SN - 951-38-5408-6

T3 - VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes

BT - Teräsrakenteiden käyttöikäsuunnittelu

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Leino T, Häkkä-Rönnholm E, Nieminen J, Koukkari H, Hieta J, Vesikari E et al. Teräsrakenteiden käyttöikäsuunnittelu. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1998. 130 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1937).