Yleistä
Tyypillisesti liikuntasaumaa käytetään betonirakenteissa betonin viruman, kutistuman ja lämpöliikkeiden hallintaan. Jos nämä liikkeet estetään, aiheutuu rakenteisiin ns. pakkovoimia, jotka voivat olla hyvin suuria. Pakkovoiman suuruus riippuu toisaalta rakenteen jäykkyydestä ja siitä kuinka suuri siirtymä ilman suunniteltua liikuntasaumaa rakenteeseen voi syntyä. Jäykkiin rakenteisiin syntyy suurempia voimia ja joustaviin, helposti siirtyviin rakenteisiin pienempiä voimia. Pakkovoimasta (pakkosiirtymästä) rakenteisiin syntyvän voiman voi laskea antamalla rakenteelle pakkovoiman aiheuttaman siirtymän ja laskemalla tästä siirtymästä aiheutuvan voiman. Pakkovoimien ja -siirtymien tarkempaa arviota on käsin hyvin vaikea laskea, koska rakenteiden jäykkyyteen vaikuttaa useampia tekijöitä kuten esim. betonin halkeilu ja viruma sekä tukien joustavuus.
Liikuntasaumoja voidaan käyttää myös rakenteiden värähtelyn katkaisemiseen tai maanjäristyksen aiheuttamien liikkeiden sallimiseen.
Joskus liikuntasauman halutaan siirtävän määrätty voima. Tällöin sauma suunnitellaan toiminnallisesti siten, että ko. voima siirtyy liikuntasauman kautta, mutta muut rasitukset eivät siirry. Tyypillinen tapaus on, että liikuntasauma sallii x-suuntaisen liikkeen, mutta y-suuntainen liike on estetty.
Betonielementtien välisissä liikuntasaumoissa käytetään yleensä neopreeni-teflon rakenteita tai rakennuslaakerituotteita.
Liikuntasauman liike
Liikuntasauman liike lasketaan eurokoodien mukaan. Betonirakenteiden eurokoodeissa SFS-EN 1992-1-1 kohdassa 3.1.4 on esitetty betonin viruman ja kutistuman vaikutuksen määrittäminen. SFS-EN 1992-1-1 liitteessä B annetaan lisäksi opastavia tietoja viruman ja kutistuman määrittämiseksi. Työmaalla tapahtuva betonielementin kutistuman arvo on noin n. 70% lasketusta kutistuman kokonaisarvosta. Esijännitetyillä rakenteilla voidaan karkeasti arvioida asennuksen jälkeen tapahtuvan loppukutistuman ja -viruman olevan yhteensä suuruusluokkaa 3 ‰. Lämpötilan muutos aiheuttaa betonielementiin pituuden muutoksen 0,1‰ / 10 °C.
Liikuntasaumojen tarve
Liikuntasaumavälit suunnitellaan hankekohtaisesti. Eurokoodissa SFS-EN 1992-1-1, kohdassa 2.3.3 löytyy yleisohje liikuntasaumojen tarpeesta.
Suomessa on perinteisesti käytetty seuraavia liikuntasaumavälejä (RIL K132 / by 139 (1990) "Betonielementtien liitosten ja saumojen suunnittelu" s.115):
- jos rakennuksen pituus on yli 60 m on rakennus yleensä aina jaettava liikuntasaumoilla osiin.
- kalliolle perustetuilla rakennuksilla liikuntasaumavälinä on pidetty 30 … 50m
- kantavalle maapohjalle on käytetty 40 … 60 m liikuntasaumaväliä
- paaluperustuksilla on käytetty 40 … 60 m liikuntasaumaväliä
Kylmien rakennusten yhteydessä on arvioitu, että yo. arvot puolitetaan.
Kukin liikuntasaumaväli suunnitellaan toimimaan omana jäykistävänä rakennusosanaan siten, että siinä olevat rakenteet jäykistävät koko liikuntasaumavälin.
Asuinrakennukset (seinäjäykisteiset)
Asuinkerrostalot, joissa on pääasiassa poikittaisia kantavia betonielementtiseiniä sekä porrashuoneen seinäelementit, jaetaan usein kaksi porrashuonetta sisältäviin liikuntasauma-alueisiin. Tämä tarkoittaa tavallisesti 30 m välein olevia liikuntasaumoja, suositeltavana maksimina voidaan pitää 50 m.
Asuinkerrostalon liikuntasauma on paras tehdä kaksinkertaisena seinänä, joiden välissä on asennusväli.
Toimisto- ja liikerakennukset
Rakennusten pohjan lävistäjän suunnassa ehdottomana maksimipituutena voidaan pitää noin 70 m, jolloin liikuntasaumaväli on noin 60 m. Suositeltavaa olisi kuitenkin suunnitella pisimmäksi liikuntasaumaväliksi noin 50 m. Useimmiten myös toimisto- ja liikerakennuksissa on edullisinta suunnitella liikuntasaumat kaksoisrakenteisina, esim. kaksoispilareiden avulla.
Varasto- ja teollisuusrakennukset
Varasto- ja teollisuusrakennuksissa on usein tehokkainta asentaa ala-, väli- ja yläpohjassa elementit neopreenilaakereiden varaan siten, että liikkeet voivat tapahtua hallitusti ilman hallitsemattomia halkeamia. Vastaavilla kohdilla seinissä mahdolliset betoniset sandwich-elementit on kiinnitettävä pilareihin joustavasti. Myös kaksoispilareita voidaan käyttää liikuntasauman toteutuksessa.
Liikuntasaumatyypit
Pysty- ja vaakaliikuntasaumat suositellaan sijoitettavaksi samaan linjaan.
Voimaa siirtämättömät liikuntasaumat
Pinnan tasossa voimaa siirtämättömiksi liikuntasaumoiksi lasketaan teflon-liikuntasaumat. Muita yleisesti käytettyjä, voimaa siirtämättömiä liikuntasaumoja ovat kaksoisrakenteet, esim. kaksoispilarirakenteet liikuntasauman kohdalla ja ulkoseinien ulkokuorien kestoelastiset saumaliitokset.
Voimaa siirtävät liikuntasaumat
Voimaa siirtävät liikuntasaumat siirtävät voimaa yhdessä tai useammassa suunnassa, mutta sallivat samalla liikkeen halutussa suunnassa.
Esim. neopreen-laakerit sallivat pienen liikkeen, mutta siirtävät myös vaakavoimaa. Neopreen-laakerin sallittu liike tulee tarkastaa voimassa olevan kumilevylaakereiden mitoitusohjeen mukaisesti. Pyöröterästappivaarnoilla voidaan siirtää sauman kohdalle tuleva leikkausvoima, mutta kun tappien toinen pää irroitetaan betonista esim. bitumilla, rakenne toimii tappien suunnassa liikuntasaumana, mutta muissa suunnissa voimaa siirtävänä liitoksena.
Erilaiset pulttiliitokset, joiden liitoskappaleissa on soikea reikä voivat toimia liikuntasaumoina reiän suunnassa, mutta muissa suunnissa siirtävät voimia. Myös erilaisia kisko- ja hylsyrakenteita käytetään liikuntasaumoina, jotka sallivat liikkeen yhdessä suunnassa, mutta siirtävät voimaa muissa suunnissa.