Designing steel framed buildings for reuse : a case study

Abstract

Aim of this thesis was to design a solution for steel framed hall building that would maximize reuse possibilities for steel components in the end of building’s life cycle. Primarily, thesis was analyzing steel reuse from technical point of view aiming to develop solutions that overcome challenges in reuse. Research method in this thesis was carried out in two phases. First phase was theoretical part, where steel reuse was introduced by literature review. Second phase in the research was designing of case project. Designing was done with heuristic methods. Aim of designing phase was to gather structural solutions that improve steel reuse based on literature review made in theoretical part.

Main observation in this thesis was that universal reuse designing increases capital investment significantly compared to traditional designing. Therefore, many solutions presented in this thesis were not economically viable in present markets. However, it was possible to include several solutions improving reuse to case project even with minor extra investment. Main principles from design for deconstruction like regularity, generality and simplicity increase reuse possibilities significantly without increasing capital investment too high.

Tämän diplomityön tavoitteena oli suunnitella teräsrunkoiselle hallirakennukselle toimiva rakenneratkaisu, jolla pystytään maksimoimaan rakennuksen teräsosien uudelleenkäyttömahdollisuudet elinkaaren päässä. Työn tarkoituksena oli ensisijaisesti miettiä uudelleenkäyttöä teknisestä näkökulmasta ja keksiä ratkaisuja uudelleenkäyttöä rajoittaviin tekijöihin. Tutkimuksen ratkaisumenetelmä toteutettiin kaksivaiheisena. Ensimmäinen vaihe oli teoreettinen osuus, jossa tutustuttiin teräksen uudelleenkäyttöön kirjallisuuskatsauksen avulla. Ratkaisumenetelmän toisena vaiheena oli case-kohteen suunnittelu, joka toteutettiin heuristisin metodein. Suunnitteluvaiheeseen pyrittiin keräämään teoreettisen osuuden perusteella osien uudelleenkäyttöä parantavia ratkaisuja.

Työn merkittävin havainto oli, että uudelleenkäytön universaali suunnittelu vaatii merkittävästi suuremman alkuinvestoinnin verrattuna tavanomaiseen rakennesuunnitteluun. Tästä syystä monet työssä esitetyt ratkaisut eivät olleet taloudellisesti kannattavia nykyisessä markkinatilanteessa. Toisaalta jo pienellä lisäinvestoinnilla saatiin sisällytettyä case-projektiin useita uudelleenkäyttöä parantavia ratkaisuja. Purettavuuden suunnittelun perusperiaatteet, kuten yleisyys, säännöllisyys ja yksinkertaisuus parantavat uudelleenkäyttömahdollisuuksia merkittävästi, mutta eivät nosta alkuinvestointia liian korkeaksi.