Kattoristikko

Kolmiomaisia kattoristikoita.

Kattoristikko eli kattotuoli on vesikaton kannatinrakenne, joka koostuu tyypillisesti kolmio- tai ristikkomuotoon kiinnitetyistä palkeista. Kattoristikot ovat yleensä puuta, suuremmissa kohteissa voidaan käyttää myös metallista hitsattuja kattoristikoita. Kolmiomuoto tekee rakenteesta jäykän kappaleen ja ehkäisee liitoksiin syntyvän taivutusjännityksen.

Perinteisesti puiset kattoristikot on usein valmistettu työmaalla lankuista ja laudoista naulaamalla. 1900-luvun lopulla yleistyneet teollisesti valmistetut NR-ristikot tehdään mitallistetusta lankuista, jotka kiinnitetään naulalevyillä toisiinsa. Yleisin puutavaradimensio naulalevyristikoissa on 42×98/123. Sallitut taipumat tällaisissa kattoristikoissa ovat pieniä.

Vanhimmat kattoristikkotyypit Suomessa

Keskiajalta 1900-luvun alkuun asti puiset kattotuolit niin pieniin kuin suuriinkin rakennuksiin valmistettiin Ruotsissa ja Suomessa järeähköistä mäntyparruista tai harvemmin kuusiparruista. Osat liitettiin toisiinsa tapitetuin tai naulatuin loviliitoksin. Tällaiset kattotuolit, kuten ruotsalainen kattotuoli eli konttikattotuoli ja romaaninen alapaarteellinen kattotuoli, ovat olleet joustavuutensa vuoksi kestäviä myös silloin, kun kattorakenteen alustassa on tapahtunut kohtuullisia muodonmuutoksia. Myös tulipalossa ja lahovauriotilanteissa nämä rakenteet ovat käyttäytyneet edullisella tavalla. Esimerkiksi tulipaloissa keskiaikaisten kirkkojen kiviholvit ovat usein kestäneet palossa keventyneiden kattorakenteiden vähittäisen sortumisen holvien päälle. Kansanrakentamisessa yleisin katon kantava rakenne ei kuitenkaan ollut ennen 1900-lukua kattotuolien muodostama rakenne vaan hirsirakennusten vuoliaiskatto.

Kattoristikkotyyppejä

1. Normaali harjaristikko
2. Saksiristikko
3. Pulpettiristikko
4. Palkkiristikko
5. Kehäristikko
6. Vinosauvainen käyttöullakkoristikko
7. Suorasauvainen käyttöullakkoristikko
8. T-saksiristikko
9. Mansardiristikko
10. Erikoisristikko

Ristikon muuttujat

• Kuormat (yläpaarre-, alapaarre-, tuuli-, lumi-, rakennekuorma...)
• Ristikkotyyppi
• Alapaarteen pituus
• Räystään pituudet
• Kattokaltevuus tai harjakorkeus
• Tukikorkeus
• Tuen leveys
• Kappalemäärä
• Kannatinjako
• Katemateriaali
• Mahdollisen välituen paikka
• Huonetilan mitat (kehä- ja mansardiristikot)

Lisäksi muuttujina voivat olla räystään muoto/koko, yläpohjaeristeen paksuus, yläpuolisten kulkusiltojen paikat, seinän yläpään rakenne, räystäiden maalaus jne.

Kattoristikon suunnittelu

Kattoristikot suunnitellaan Eurocode 5:n mukaan. Suunnittelu tehdään lähes poikkeuksetta tähän tarkoitukseen suunnitellulla tietokoneohjelmalla ja valmistetaan tehtaassa. Ristikot suunnitellaan hyvin tarkkaan ja niissä ei ole juurikaan ylimääräistä kantokykyä (suunnittelussa käytetään vähintään 1,6-kertaista kuormaa). Ristikot suunnitellaan ottamaan vastaan vain pystysuoria voimia, muut kattoon kohdistuvat voimat otetaan vastaan yläpohjan levytyksillä ja vinositeillä. Ristikoiden suunnitteluun kuuluu olennaisena osana myös ristikoiden tuenta ristikon suuntaa poikkisuuntaan. Näitä niin sanottuja vinositeitä voidaan tarvita itse ristikoiden tuentaan tai rakennuksen kokonaisjäykistämiseen (jolloin ne määrää rakennuksen rakennesuunnittelija rakennesuunnitelmassa). 11. maaliskuuta 2010 Teuvalla romahti tuotantotila ristikoiden tuentojen puuttumisesta johtuen, vaikka ne oli ristikkosuunnittelussa määrätty asennettavaksi.

Kattoristikon säilytys

Kattotuoleja asennetaan.

Irtaaltaan kattoristikot ovat suhteellisen heikkoja ja niitä tuleekin säilyttää ja käsitellä suurta varovaisuutta noudattaen. Ristikot pitää tukea niin, että taipumia ei synny eikä vaaraa kaatumiselle ole. Kattoristikot tulee suojata säältä, koska niissä käytetty puutavara on uunikuivattua ja menettää kantokykyään, jos sen kosteus lisääntyy.

Puisen kattoristikon edut ja haitat

Puinen kattoristikko on edullinen vaihtoehto alle 20 metrin jänneväleillä, sen ylittävissä jänneväleissä liimapuupalkit, teräspalkit tai teräsristikot tulevat edullisemmaksi. Myös kattotyypin muutoksella voidaan rakenne saada taloudellisemmaksi. Navetoissa ja muissa syövyttäviä kaasuja tuottavissa laitoksissa metalliset naulalevyt syöpyvät ja menettävät lujuuttaan ajan mittaan.

Paloristikko

Nykymääräykset vaativat rakenteilta riittävän pitkää kestoa palotilanteessa, jotta rakennuksen evakuointi voitaisiin toteuttaa turvallisesti ilman romahtamisen vaaraa. Keinoina käytetään esimerkiksi palokyllästämistä, naulalevyjen suojausta kuumuudelta, kolminkertaisia ristikoita ja saumattomia alapaarteita. Kolminkertaisten ristikoiden ideana on se, että kaksi reunimmaista ristikkoa suojaavat keskellä olevaa ristikkoa (naulalevyt ovat vain ristikon sivulla), joka kantaa yksin koko kuorman. Saumattomassa alapaarteessa ideana on se, että alapaarre on korkea ja kykenee yksin kantamaan rakenteen koko painon lyhytaikaisesti. Massiivinen (liimapuu tai LVL) palaa maksimissaan 0,7 mm/min, joten esimerkiksi 42 mm paksusta puusta on 10 min palon aloituksesta jäljellä 28 mm ja 122 mm korkeasta lankusta 108 mm ja loppu puuaines on edelleen hyvässä kantokyvyssä.

Lähteet

• Huttunen, Marko & al.: Sipoon vanhankirkon kattorakenne, keskiaikaisen kattorakenteen historiallinen ja tekninen selvitys. Arkkitehtuurin julkaisuja 2008/96, TKK 2008.

Aiheesta muualla

• Kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Kattoristikko Wikimedia Commonsissa