Yleinen seinäelementtien pystyliitosten vaijerilenkkiohje

Betonielementtiteollisuus ry:n elementtijaos on laatinut Yleisen seinäelementtien pystyliitosten vaijerilenkkiohjeen. Ohjekortin laatimiseen on osallistunut asiantuntijaryhmä, jonka aktiivisia jäseniä ovat olleet Tonja Tynys (Peikko), Antti Lääkkö (Semtu), Pasi Salmela (Parma), Janne Kihula (RTT) sekä Kim Johansson (BY). Ohjekortin on kirjoittanut Aki Kemppainen, ja taustalaskelmia on tehnyt Tiago Magnus (Sweco).

Ohjeen tavoitteena on mahdollistaa eri valmistajien samankaltaisten vaijerilenkkituotteiden keskinäinen vaihdettavuus ja ristikkäiskäyttö. Suomessa vallitsevan käytännön mukaan elementtisuunnitelmissa määriteltyjä vaijerilenkkituotteita ei saa vaihtaa toisen valmistajan vastaaviin tuotteisiin ilman suunnittelijan hyväksyntää, eikä eri valmistajien tuotteita ole saanut käyttää keskenään ristiin. Suunnittelija mitoittaa lisäksi vaijerilenkkien määrät saumakohtaisesti suunnitelmissa esitetyn valmistajan kestävyysarvojen perusteella. Koska valmistajien välillä esiintyy eroja kestävyysarvoissa, tämä on vaikeuttanut entisestään teknisesti samankaltaisten vaijerilenkkituotteiden keskinäistä vaihdettavuutta.

Nyt julkaistu vaijerilenkkiohje määrittelee samankaltaisten vaijerilenkkituotteiden mitoitusperiaatteet, yhteensopivuusvaatimukset sekä pystysuuntaisen leikkauskestävyyden V_Rd eri valmistajien välillä. Tämä mahdollistaa vaijerilenkkituotteiden vaihdettavuuden ja ristikkäiskäytön elementtitehtailla ilman rakennesuunnittelijan erillistä hyväksyntää, edellyttäen että vaijerilenkit on merkitty suunnitelmiin vaijerilenkkiohjeen mukaisesti ja käytettävät vaijerilenkkituotteet täyttävät ohjeessa asetetut vaatimukset.

Vaijerilenkkiohje on saatavilla ja ladattavissa Elementtisuunnittelu.fi-sivustolta

Mitä vaijerilenkillä ohjeessa tarkoitetaan?

Vaijerilenkeillä tarkoitetaan yksilenkkisiä vaijerilenkkikoteloita, jotka koostuvat vaarnakotelosta ja sen läpi pujotetusta korkealujuuksisesta teräsvaijerista. Vaijerilenkkejä käytetään betonielementtien pystysuuntaisissa liitoksissa, joissa elementtien välisessä liitoksessa edellytetään leikkausvoiman siirtoa. Ohje käsittelee vaijerilenkkien toimintaa betonielementtien pituussuuntaisen leikkausvoiman siirrossa, eikä siinä tarkastella muita liitostyyppejä tai kuormitustilanteita.

Betonielementtien pystysaumoissa käytettävä elementtiliitostyyppi määritetään saumaan kohdistuvien kuormitusten perusteella. Liitostyyppi on valittava siten, että se kykenee luotettavasti siirtämään liitokseen syntyvät voimat. Elementtiliitoksissa on kuitenkin suositeltavaa suosia standardoituja ja vakioituja liitosratkaisuja, jotta elementtien valmistus säilyy kustannustehokkaana sekä asennusprosessin ennakoitavuus ja elementtiasennuksen sujuvuus voidaan varmistaa.

Käytettävät saumamuodot on esitetty Elementtisuunnittelu.fi-sivustolla julkaistuissa betonielementtien vakioliitospiirustuksissa. Piirustukset ovat saatavilla sekä DWG- että PDF-muodossa.

Vaijerilenkkien mitoitusperiaate

Vaijerilenkkiohjeessa käytetään tanskalaista vaijerilenkkien mitoitusohjetta BEF Bulletin No. 2, joka perustuu Jørgensen H.B.:n, Hoang L.C.:n ja Hagsten L.G.:n tekemiin laajoihin tutkimuksiin. Ohjeen on julkaissut tanskalainen betoniyhdistys, ja sen laatimiseen ovat osallistuneet edellä mainitut tutkijat.

Vaijerilenkkiliitoksen kapasiteetti perustuu sauman leikkauskapasiteettiin, jonka laskentamenetelmä on kehitetty huomioimaan kaksi mahdollista murtomuotoa: suoraleikkausmurto ja diagonaalinen leikkausmurto. Vaijerilenkkiliitosten leikkauskapasiteetti perustuu kokeellisesti havaittuihin murtomekanismeihin. Molemmissa murtotapauksissa vaijerilenkin on oltava liitoksen vahvin osa, jotta liitoksen murtotapa on sitkeä.

Korkealujuusvaijerilenkit ovat erittäin lujia mutta hauraita, eivätkä ne käyttäydy plastisesti. Tämän vuoksi ne voivat katketa äkillisesti ilman ennakkovaroitusta. Mitoituksen lähtökohtana on, että murtuminen tapahtuu ensisijaisesti saumalaastissa eikä vaijerilenkeissä. Näin varmistetaan, että liitoksen murtomekanismi on sitkeä, eli saumassa tapahtuu merkittävää muodonmuutosta ennen murtumista.

Liitoksen toimintaperiaate

Pystysaumaliitoksen pituussuuntainen leikkausvoima jakaantuu sauman kuormitustilanteessa vaarnan vaikutusalueella vinoon puristuskomponenttiin ja vaakasuoraan vetokomponenttiin.

Leikkausvoiman vino puristuskomponentti välittyy vaarnojen muodostamien vaarnojen betoni-betoni-liitos- ja tartuntapintojen välityksellä liitettäville betonielementeille.

Leikkausvoiman vaakakomponentti siirtyy elementin saumaan betonin ja vaijerilenkin suoran osuuden ja puristeholkin tartunnan välityksellä. Leikkausvoiman vaakakomponentti siirtyy elementtien välisessä saumassa vetoliitoksena, jonka muodostavat vastakkaisten elementtien vaijerilenkit. Lenkkien läpi asennetaan harjaterästanko ja koko elementtisauma täytetään huolellisesti saumabetonilla.

Pystyliitoksien voimien määritys

Elementtisaumoihin vaikuttavien voimien määrittäminen voidaan suorittaa joko käsilaskennan menetelmin tai hyödyntämällä rakennelaskentamallia, joka perustuu elementtimenetelmään (FEM). Kuitenkin elementtisaumaan kohdistuva pystysuuntainen leikkausvoima oletetaan jakautuvan kerroksittain yksittäisessä saumassa tasan saumassa olevien vaijerilenkkikoteloparien kesken.

Taulukossa 1 on esitetty yleisesti käytettävän vaijerilenkkikoteloparin pystysuuntainen leikkauskestävyys V_Rd.

Ohjeessa on määritelty myös onnettomuustilanteenpystysuunnainen leikkauskestävyys.

Kuormien jakautuminen rakennelaskentamallissa

Rakennelaskentamallin on vastattava mahdollisimman hyvin rakenteen todellista käyttäytymistä. Elementtiliitokset tulee mallintaa oikein, ja nivel-liitosten momenttijäykkyys on vapautettava, jotta vältetään epärealististen voimien siirtyminen muihin rakenteisiin.

Pysty- ja vaakasaumojen leikkausrasitukset voidaan ottaa suoraan rakennelaskentamallista ja mitoittaa Eurokoodin mukaisesti. Lineaarisessa analyysissä suurimmat leikkausvoimat esiintyvät yleensä noin kolmanneksen korkeudella rakenteen kokonaiskorkeudesta. Saumojen osittainen plastisoituminen voidaan huomioida rasitusten jakautumisessa, mutta täydellistä plastisoitumista ei tule olettaa ilman erillistä analyysiä. Elementtisaumaan kohdistuva pystysuuntainen leikkausvoima oletetaan jakautuvan kerroksittain yksittäisessä saumassa tasan saumassa olevien vaijerilenkkikoteloparien kesken.

Rakennelaskentamallit eivät yleensä huomioi vaiheittaista rakentamista, vaan lisäävät kuormat kerralla valmiille rakenteelle. Tällöin kuormat jakautuvat jäykkyyden perusteella ja keskittyvät jäykempiin osiin, mikä voi poiketa merkittävästi todellisesta tilanteesta. Kerros kerrallaan etenevässä rakentamisessa kuormitukset ja rakenteiden jäykkyydet muuttuvat työn edetessä, ja tämä tulisi huomioida rakennelaskennassa.

Kun vaiheittainen rakentaminen jätetään huomioimatta, pystykuormat (omapaino ja hyötykuormat) voivat aiheuttaa rakenteisiin ylimääräisiä ja epärealistisia rasituksia. Runkoa käsitellään yhtenä kokonaisuutena, mikä voi johtaa muodonmuutoksiin, joissa ylemmät kerrokset ikään kuin riippuvat alemmista. Tämä voi synnyttää ei-toivottuja leikkausvoimia erityisesti jäykistävissä seinissä.

Rakennelaskentamallin tulosten oikea tulkinta edellyttää asiantuntemusta ali ja ylimitoituksen välttämiseksi. Saumatyypeissä tulisi suosia rakenteellisesti selkeitä ja yksinkertaisia ratkaisuja, jotka tukevat tehokasta suunnittelua, valmistusta ja asennusta. Rakennelaskennassa esiintyvät singulariteetit voivat aiheuttaa epärealistisia jännityshuippuja, mutta niiden vaikutuksia voidaan vähentää huolellisella ja tarkoituksenmukaisella mallinnuksella.

Betonielementtien vaijerilenkkipäiden raudoitus

Betonielementtien reuna-alueet, joissa käytetään vaijerilenkkejä, tulee raudoittaa. Liitosta mitoitettaessa on kuitenkin huomioitava, että eurokoodien mukaisilla laskentakaavoilla tarkasteltuna betonielementin reunan kapasiteetti voi tietyissä tilanteissa olla riittävä myös ilman reuna-alueen raudoitusta.

Vaijerilenkkiliitoksen mitoitus on kuitenkin haastavaa. Eurokoodien laskentakaavat perustuvat yksinkertaistettuihin malleihin, jotka eivät kaikilta osin kuvaa vaijerilenkkiliitoksen todellista käyttäytymistä eivätkä ota suoraan huomioon väsyttäviä tai syklisiä kuormia. Vaijerilenkkiliitokselta edellytetään rakenteellista sitkeyttä sekä kuormien uudelleenjakautumiskykyä, eikä näitä ominaisuuksia voida luotettavasti varmistaa raudoittamattomassa betonirakenteessa.

Vaijerilenkkiohjeeseen ollaan kevään 2026 aikana lisäämässä liite 4, jossa annetaan tarkempi ohjeistus betonielementtien reuna-alueiden eli vaijerilenkkien ankkurointialueiden raudoituksesta.

Ohjeistus perustuu Tanskan betonielementtiyhdistyksen keväällä 2026 julkaisemaan ohjeeseen BEF Bulletin No. 8 Wiresløjfers forankringskapacitet i vægkanter.

Käyttö ja rajoitteet

Valmistajalla tulee olla kansallinen tuotehyväksyntä, mikäli tuote ei kuulu CE-merkinnän piiriin. Tuotehyväksyntä voidaan osoittaa tyyppihyväksynnällä, varmennustodistuksella tai rakennuspaikkakohtaisella varmentamisella. Rakennuspaikkakohtaisena varmentamisdokumenttina voidaan käyttää vapaaehtoista tuotesertifikaattia, jonka on myöntänyt kyseisen tuoteryhmän osalta ympäristöministeriön valtuuttama toimielin.

Betonielementtien tuotehyväksyntä edellyttää komponenttien jäljitettävyyttä, mikä korostaa tehtaiden dokumentaation sekä tuotekohtaisten tunnisteiden merkitystä erityisesti tilanteissa, joissa vaijerilenkkituotteiden vaihto ja ristikkäiskäyttö on mahdollista.

Vaijerilenkkejä saa käyttää ainoastaan valmistajien käyttöohjeiden mukaisesti. Yleisesti vaijerilenkkejä ei saa käyttää missään olosuhteissa nosto-osina, kiinnityspisteinä, dynaamisesti kuormitetuissa liitoksissa, momenttijäykissä liitoksissa tukimuurien tai vastaavien maanpainerasitetuissa seinäliitoksissa.

Vaijerilenkkiohje ei mahdollista kahden vierekkäisen vaijerilenkin käyttöä eli yksilenkkisiä vaijerilenkkikoteloita ei saa käyttää ns. tuplavaijerilenkkiliitokseen, koska kyseistä liitosta ei ole kokeellisesti varmennettu ja yksilenkkisen vaijerilenkkikotelon laskentamenetelmä perustuu kokeellisesti varmennettuun mitoitusmalliin.

Miten ohjekorttia käytetään

Suunnittelija määrittelee yleisen vaijerilenkin betonielementtisuunnitelmaan. Saumassa käytettävä vaijerilenkkijako määräytyy saumaan kohdistuvan pystysuuntaisen leikkausvoiman perusteella. Vaijerilenkin vakiopituus 80/100/120 määräytyy käytettävän saumatyypin mukaan. Yleisestä vaijerilenkistä käytetään lyhennettä YVL.

Yleisen vaijerilenkin määrittely

1. Suunnittelija laskee betonielementtisaumoihin kohdistuvat pystysuuntaiset leikkausvoimat.
2. Suunnittelija määrittää saumassa käytettävän vaijerilenkkijaon. Jako perustuu saumaan kohdistuvaan pystysuuntaiseen leikkausvoimaan sekä yleisen vaijerilenkkikoteloparin pystysuuntaiseen leikkauskestävyyteen. Pystysuuntaisen leikkausvoiman oletetaan jakautuvan kerroksittain yksittäisessä saumassa tasaisesti saumassa olevien vaijerilenkkikoteloparien kesken.
3. Vaijerilenkin pituus määräytyy käytettävän saumatyypin mukaan siten, että vaijerilenkin limitys ja asento ovat ohjeistuksen mukaiset.
4. Suunnittelija merkitsee elementtisuunnitelmaan yleisen vaijerilenkin, vaijerilenkkijaon ja vaijerilenkin pituuden, esimerkiksi YVL80k400. Lisäksi elementtipiirustukseen mitoitetaan vaijerilenkkien sijainnit elementin reunoista sekä vaijerilenkkijako.
5. Elementtivalmistaja voi käyttää saumassa yksilenkkistä vaijerilenkkituotetta, joka täyttää vaijerilenkkiohjeen vaatimukset, kun elementtipiirustukseen on merkitty yleinen vaijerilenkki.
6. Vaijerilenkit asennetaan elementtitehtaalla muotteihin vaijerilenkkivalmistajien ohjeiden mukaisesti.

Toteutus työmaalla

Työturvallisuus on keskeistä betonielementtiliitosten suunnittelussa. Liitokset tulee pyrkiä asentamaan rakennuksen sisältä ilman nostoapuvälineitä ja välttää työskentelyä ulkopuolella tai kuiluissa. Nämä periaatteet on esitettävä selkeästi betonielementtiasennussuunnitelmissa.

Suunnittelussa on huomioitava asennusaikaiset kuormitukset, kuten tuuli, toispuoleiset asennukset ja työnaikaiset jäykistysvoimat, jotka voivat poiketa lopullisista kuormituksista. Liitokset toteutetaan kerros kerrallaan kantavan rungon etenemisen mukaan, eikä useamman kerroksen asentaminen työnaikaisella tuennalla ole sallittua.

Ennen seuraavan kerroksen asennusta on varmistettava betonin ja laastien riittävä lujuus, erityisesti kylmissä olosuhteissa ja kapeissa saumoissa. Lujuuden kehitystä voidaan seurata lämpötilaloggereilla. Saumojen toteutuksessa noudatetaan BY65-normeja ja toteutuseritelmää käyttäen olosuhteisiin soveltuvia materiaaleja ja työmenetelmiä.

Saumojen pumppauksen on oltava täysin onnistunut, jotta sauma täyttyy kokonaan betonilla ja toimii rakenteellisesti suunnitellulla tavalla. Tyhjät kohdat heikentävät sauman kestävyyttä. Jos pumppauksen luotettavuudesta on epäilystä, suositellaan vaihtoehtona sauman pystyvalua juotosbetonilla, erityisesti rakenteellisesti haastavissa liitoksissa, kuten T-liitoksissa.

Lisätietoja: Yleinen seinäelementtien pystyliitosten vaijerilenkkiohje on saatavilla ja ladattavissa Elementtisuunnittelu.fi-sivustolta.