Jokainen pylväslato tarvitsee perustuksen. Pylväsrunkoisen rakennuksen (jota kutsutaan myös ”pylväsladoksi” tai ”pylväsrakennukseksi”) perinteinen perustus koostui käsitellyistä pylväistä/pylväistä, jotka upotettiin suoraan maahan. Nykyään on tavallisempaa, että pylväslatojen perustuksena toimii betonilaatta. Se, mikä on oikea perusta pylvästallillesi, riippuu rakennuksen suunnitteluperiaatteista.

Pylvästallin perustuksen suunnittelussa on useita teknisiä näkökohtia – pystysuuntaisten ja sivuttaisten kuormien kestäminen, energiansäästö ja pakkassuojaus. Näemme säännöllisesti halkeilevia betonilaattoja, jotka johtuvat huonosti suunnitelluista perustuksista, joissa pakkassuojausta ei ole otettu asianmukaisesti huomioon suunnittelussa.

Kansainvälinen rakentamismääräyskokoelma (International Building Code) edellyttää, että ”Lukuun ottamatta tapauksia, joissa ei ole muutoin suojattu pakkaselta, rakennusten ja rakenteiden perustukset ja muut pysyvät tukipilarit on suojattava jollakin seuraavista menetelmistä; ulottamalla ne pakkasrajan alapuolelle, rakentamalla ne ASCE 32:n (Design & Design & Constructing of Frost-Protected Shallow Foundations) mukaisesti tai rakentamalla ne massiivisen kallion päälle.” Katsotaanpa, miten nämä vaatimukset täyttyvät käytännössä.

Pylväslatojen säännöstön vaatimukset

1. Pystyttäminen kiinteän kallion päälle

   Pakkasrapautuminen edellyttää vettä, pakkaselle alttiita maita ja pakkaslämpötiloja. Jos poistat minkä tahansa näistä kolmesta tekijästä, et saa pakkasrapautumista aikaan. Rakentaminen kiinteälle kalliolle, hyvin ojitetulle, ei-pakkaselle alttiille pohjamaalle tai pakkasettomassa ilmastossa poistaa pakkassuojauksen tarpeen.

2. Pakkasrajan alapuolelle ulottuminen
   Useimmat pylvästallin rakentajat asettavat käsitellyt pylväät/pylväät 1,5 metrin syvyyteen ulottumaan pakkasrajan alapuolelle. Vaikka pylväiden asettaminen neljän jalan syvyyteen on järkevä oletus – se ei täytä kansainvälisiä rakennusmääräyksiä. Varmistaaksesi, että noudatat IBC:tä, sinun on määritettävä paikkasi pakkasraja. Insinöörin on laskettava pylväiden syvyys maalajin ja jäätymisindeksin perusteella. Vaikka pylväät olisivat pakkasrajan alapuolella, betonilattiat ovat kuitenkin alttiita pakkasrapautumiselle, ja ne on suunniteltava sen mukaisesti.

3. Pakkaselta suojatun matalan perustuksen rakentaminen

   

   Lämmitetyn rakennuksen riittämätön ympäryseristys johtaa halkeiluun alapalkkia pitkin.

   Matalalla perustuksella tarkoitetaan mitä tahansa perustusta, joka on pakkasrajan yläpuolella. Yksi sen eduista on se, että se vaatii vähemmän kaivutöitä ja betonointia kuin pakkasvalli. On yleistymässä, että pylvästallin rakentajat rakentavat pylvästallin betonilaatan tai kaivannon seinän päälle ja kiinnittävät pylväät joko pora- tai märkäkiinnikkeellä. Betonilattiaa pylvästallissa, jossa on upotetut pylväät, käsitellään matalana perustuksena.

   Oikein suunnitellussa matalassa perustuksessa otetaan huomioon lämmönsiirto rakennuksen, ympäristön ja maanpinnan alapuolella olevan maan välillä. Lämmitetyissä rakennuksissa on lämpövirtoja maahan, mikä nostaa maaperän lämpötilaa ja vähentää pakkasvaikutusta. Rakennuksen alapuolelle ja ympärille ulottuva eristys estää maanpinnan alapuolella olevan geotermisen lämmön karkaamisen maanpinnalle. Kuten näet, eristäminen pakkassuojaa varten voi toimia käsi kädessä energiansäästön kanssa.

   Matalan perustuksen suunnittelemiseksi on määritettävä alueesi ilman jäätymisindeksi (AFI). ASCE 32:sta löytyvän yksinkertaistetun menetelmän avulla voit käydä läpi matalan perustuksen eristysvaatimukset. Lämmitetyssä rakennuksessa otetaan huomioon rakennuksen lämpöhäviö. Lämmittämättömässä rakennuksessa turvaudutaan maalämmön säästämiseen. ASCE 32 antaa sinulle vaadittavat pystysuuntaiset eristykset, vaakasuuntaiset eristykset (pitkin seiniä ja kulmia) ja perustusten vähimmäissyvyyden.

   Lämmitetyissä laatoissa vaaditaan laatan alapuolinen eristys, ja se on suuri energiansäästökeino, mutta se rajoittaa lämpövirtausta maahan ja saattaa aiheuttaa tarpeen suuremmalle kehäeristykselle pakkassuojan vuoksi.

Joissakin pylvästallihankkeissa eristys voidaan jättää pois. Koska IBC:ssä sanotaan ”except as otherwise protected from frost” – on harvinaisia tilanteita, jotka pätevät. Tämä edellyttää sen osoittamista, että pakkasvaikutusmahdollisuutta ei ole. Tämä voidaan saavuttaa pienillä, lämmittämättömillä rakennuksilla (< 600 neliöjalkaa), paikkahistorialla, asianmukaisilla maaperäolosuhteilla, ja se voi silti vaatia insinöörin/suunnittelijan hyväksynnän. Kaikissa betonilaatoissa tulisi olla höyrynestoaine pakkasesta riippumatta kosteuden vähentämiseksi.

Jos tämä tuntuu sinusta pelottavalta, se ei ole yllättävää. Pylväsrunkorakentaminen on tehokkain ja kustannustehokkain rakennussuunnittelu nykyaikaisen insinööritaidon kekseliäisyyden ansiosta. Varmistamme, että rakennuksemme on suunniteltu siten, että ne ovat tuuli- ja lumikuormia sekä pakkasvaikutusta koskevien rakennusmääräysten mukaisia. Se ei ole meille pelottavaa. Loppujen lopuksi pidimme esitelmän pakkassuojatuista matalista perustuksista vuoden 2020 National Frame Builder Association -tapahtumassa.

Jos haluat lisätietoja suunnittelumme taustalla olevasta työstä – lue joitakin muita alla olevia artikkeleitamme varmistaaksesi, että noudatat parhaita käytäntöjä. Kun olet valmis aloittamaan projektisi, ota meihin yhteyttä, niin yksi erittäin kokeneista aluepäälliköistämme voi auttaa sinua alkuun. Paras rakennus on suunniteltu rakennus. Rakenna luottavaisin mielin.