Óravázlat. emeletráépítés miatt - erıtani körülmények (statikai váz) változása (pl. pillérritkítás, falkiváltás)

Átírás

1 Tartószerkezetek megerısítése, átalakítása Elıadás BMGE Hidak és Szerkezetek Tanszéke Kmf. 16. Elıadó: Iványi János okl. szerkezetépítı mérnök EUROPA-Mérnök, a Magyar Mérnöki Kamara tagja vezetı tervezı, építési szakértı Óravázlat 1. A megerısítések, átalakítások szükségessége - a szerkezeteken építés közben, használat során megjelenı, megállapítható hibák kijavítása A hibák: -általában repedések formájában jelennek meg. - alapozási hibák -gerenda túlterhelés oszlop túlterhelés - az épülettel szemben támasztott igények módosítása - a megvalósulás során - lakás iroda üzlet(raktár) - mőhely - használat során - mint elıbbi -+ megtámasztások ritkítása - tulajdonos (funkció) változás során - burkolatcsere, megtámasztások ritkítása, födémlyukasztás, homlokzati beavatkozás - a szerkezetet érı erıhatások megváltozása - szabványok változása pl. MSZ EN (megnövekednek a terhek és a bizt. tényezık) - az építési körülmények változása - pl. talajvízháztartás megváltozása -talajvíz felduzzasztás -metróépítés -mélygarázs építés - melléépítés - terhelésváltozás - igény szerint iroda könyvtár (irattár) TÜK (páncélszekrények lapostetın pl. klímagépek elhelyezése emeletráépítés miatt - erıtani körülmények (statikai váz) változása (pl. pillérritkítás, falkiváltás) az épület tartószerkezetei gépkönyvének szükségessége: az évi LXXVIII. tv. (Az épített környezet alakításáról és védelmérıl az ún. Építési törvény) IV. fejezet 54 (2.) bek. A tulajdonos köteles az építmény állapotát állékonyságát a jogszabályokban meghatározott esetekben és módon idıszakonként felülvizsgáltatni és a jó mőszaki állapothoz szükséges munkálatokat elvégeztetni. C:\Documents and Settings\Molnar A\Dokumentumok\! Tanszék\Szerkezetek_megerositese\Tartszerk megerısítéseelıad doc

2 2 2. Szerkezettörténeti áttekintés - épületszerkezetek a XIX.szd. második feléig - alapozás kı-, tégla-, tégla-kı vegyes sávalapok (pontalapok) - alapvetıen kı-, tégla-, tégla-kı vegyes falazatú függ. szerkezetek, (ún. robosztus szerkezetek) téglaboltozatú födémek, csapos gerendafödémek (közbensı födémként is) - történeti fedélszékek (általában keményfa) -sík, meredek tetık, eredetileg zsindelyfedéshez cserepezésre csak késıbb tértek át, ill. tőzveszély miatt csak késıbb alkalmaztak cserépfedést (általában kazettás) sík zárófödém fölött, a tetıtérben csak ácsszerkezet, beépítésrıl nincs szó - ún. barokk (max.45 o )fedélszék (már közéfér a csehsüveg boltozat) fıállások, mellékállások cseréptetık Helyreállítás, megerısítés szinte kizárólag a Kulturális Örökségvédemi Hivatal felügyelete mellett! - épületszerkezetek a XIX.szd. második felétıl a II. világháború végéig. -elıbbieken túl megjelenik az öntöttvas (oszlopként) és (a nagy vasútépítési hullám levonultával, kihasználandó a vasöntödék kapacitását) az acél (általában acélgerendás födémként) - vb. szerkezetek önállóan és merev acélbetéttel - sőrőbordás födémek (födémtéglák tömeges változatával) - hulladékanyagok felhasználása (Mátrai födém) - bauxitbeton szerkezetek - dermeszetett betonok gipszzsaluk közötti vékony sőrőbordás födémek odafigyelni! betontakarás, megfelelı betonminıség! - épületszerkezetek a XX. szd. második felében ( ig) - iparosított építési módok (tömeges építési igény) - elıregyártott gerendák, béléstestek (esetenként még feszített F, G gerendák is) - helyszíni el.gy. elemek, elıregyártott fedélszék (acél, vb.) - födémpallók - blokkos építési rendszer - vázas építési rendszer - panelos ép. rendszer lakóépületek (házgyárak) - közösségi épületek (pl. vázpanel) - ún. vegyes építési rendszerek (pl. öntöttfalas alagútzsaluzatos függıleges szerkezetek mon., vagy el. gy. paneles födémek, a hıszigetelés érekében házgyári falpanelek, de ezek teherbíró szerepének kihasználása nélkül - háttérbe szorul a tégla, mint teherhordó szerkezet, alapvetıen mint vázkitöltı anyagot használják. - különösen az 50-es években elıtérbe kerül az építıiparban a hulladékfelhasználás (pl. Csepel Csillagtelep pernyebeton), majd kohósalak, martinsalak stb.

3 3 - épületszerkezetek az 1990-es évektıl - a hagyományos építési módszerek reneszánsza -kis szintszámok (max. 3-4 esetén) - naponta új építıanyagok, építési módszerek (általában egyedi igényeket kielégítve) - a monolit vb. szerkezetek ismételt tömeges megjelenése. A korszerő zsaluzási rendszerek pl. PERI, MEVA stb. gyakorlatilag mindent tudnak - a vázas szerkezetek térhódítása (lehetıleg síkfödém oszlopokkal falakkal alátámasztva) - ismét az elıregyártás betörése a zsaluhéj megtakarítása érdekében, kéregpanel (TRIGON, SZEBETON, Wienerberger) falak: kétoldali kéregzsaluk - monolit jellegő el.gy. szerkezetek POROTHERM ger. + béléstest, Mesterfödém, FRÜHWALD stb. Természetesen az életképes vázszerkezetek megmaradnak (BVM-TIP, ill. utódja a FERROBETON katalógus szerinti vázszerkezeti elemek, ASA csarnokok, a különbözı acélszerkezetek, mint könnyőszerkezetes csarnokok, egyedi tervként 3. A szerkezet megerısítések és átalakítások sajátos statikai megközelítése 3.1. Elıkészítı munkák. Adatgyőjtés: - ha lehetségesek, az eredeti szerkezeti tervek beszerzése - a meglévı tartószerkezet -építési idejének, építési szokásának megismerése (ha az építés idején már méretezési szabványok rendelkezésre álltak, azzal együtt tıl már rendeletileg szabályozták a szerkezetek méretezését. Ennek címe: Építési Szabályzat Budapest fı- és székváros területén 1892.) - szerkezeti rendszerének megismerése - a szerkezet használatának, korábbi szerkezeti beavatkozásoknak megismerése (lakók elmondása, korábbi szakvélemények az épület gépkönyvének megismerése) - az általánostól eltérı hatások kutatása, felismerése külsı jelekbıl (talajvízháztartás megváltozása 7 szők és 7 bı esztendı, esetleges földrengés, szomszédos telken mélygarázs építése stb.) Az építtetıi (beruházói) szándék szerkezetileg lehetıség szerint egyértelmő- meghatározása funkcionálisan alaprajzilag terhelési igények szempontjából Szerkezeti vizsgálat, szakvélemény készítése - állagmeghatározó szakvélemény (szemrevételezés, tapasztalat alapján) - részletes szakvélemény a lehetséges megoldási javaslatokkal - roncsolásos, roncsolás mentes anyagvizsgálatokkal - próbaterheléssel

4 A meglévı állapot vizsgálata - 80 évesnél régebbi épületeknél jogszabály követeli meg, ennél fiatalabb épületeknél mindenképpen célszerő legalább az érintett szerkezet környezetére - ha nincs szakvélemény, feltárások készíttetése a szükséges helyeken - geometriai méretek felvétele (vigyázat a mért méretek általában vakolt méretek ) - anyagminıségek feltételezése: -szemrevételezéssel (fa, beton) -véshetıség alapján (beton, tégla) a beépített betonacél felülete (bordázottsága) alapján - az építés korának ismeretében - egyszerő eszközökkel való vizsgálat alapján (tégla, habarcs) - Schmidt kalapáccsal minısítve magmintavétellel, roncsolásmentes vizsgálattal minısítve - tapasztalatok, egyszerő módszerek alapján - a terhek felvétele: - a felmérések alapján súlyelemzéssel - közelítıleg - feltárások készí(ttet)ése, azok kiértékelése - az érintett épületrész (szerkezet) erıjátékának, igénybevételének meghatározása (pl. boltív kiváltásánál az abban fellépı belsı erık meghatározása)

5 5 A födémeken alulról jellegzetes repedés képek (hálós repedés: valószínő a fafödém) Ha nincs szakvélemény: A nádszövet 8 10 év alatt az ép fafödémrıl is leválik partvisnyél kopogtatás sisak, munkaruha, arcvédı maszk Padlásfödém feltáráshoz sisak, munkaruha Pl. gyalogsági ásó Kalapács, vésı Ahol jellemzı, de a legkevésbé zavaró (ezt mindenképpen csináltassuk!) - közbülsı födém lakók zavarása - pince Egyszerősített anyagminıség meghatározások: Beton: megvésve kiesnek a kavicsszemcsék: max. B 140 (σ bh = 0,7 kn/m 2 ) (C 12) megvésve a kavics törik el: : B 200 (σ bh = 1,0 kn/m 2 ) (C 16) egyszerősített vizsgálatnál ennél jobb minıséget nem tételezünk fel) Betonacél sima vas: B (σ ah = 21 kn/m 2 ) Bordás vas: min. B (a bordázat alakjából ítélve B (a B csak tıl általános) tégla: hegyes szerszám 45 o -os beszúrásával 4-5 mm T mm T mm T 100 csak karcolható T 140 habarcs: (a falazat belsejébıl) - világos könnyen fúrható morzsolható H 4 (H5) -világosszürke nehezen fúrható nehezen H10 - szürke, alig fúrható, nem morzsolható H 25 (H30) Acél: általában A.38 σ ah 20 kn/m 2 (min. 16 kn/cm 2 ) (A túl rozsdás acéltól nem kell megijedni. A leveles rozsda leverése után megfúrni, a furatot megtisztítva a fémtiszta méretet lemérve összehasonlítani a táblázati értékkel) Ami eltört, eltört! A maradék jó szerkezetet kell vizsgálni! A szerkezet minısítése (az MI alapján) - megfelelı - tőrhetı - veszélyes (nagyon vigyázni arra, mikor mondjuk ki az életveszélyes állapotot!)

6 6 A megoldási lehetıségek számbavétele - megerısítés - az adott szerkezeti részek cseréje - az egész épület lebontása és újjáépítése Ha lehetséges a megoldási módok egyeztetése a várható kivitelezıkkel (szerkezetegyeztetés) Fontos tényezı: a felvonulás, a bennlakás, az általában szők felvonulási terület figyelembevétele. A választott megoldásnak megfelelı statikai váz megválasztásával statikai számítás készítése, és ebbıl a statikai kiviteli tervek készítése (általában nem lehet teljes! Az átalakítások, megerısítések tervezése fokozott tervezıi mővezetést igényel!) 3.3. Az új állapot vizsgálata - geometriai viszonyok pontosítása - a kiváltó (megerısítı) szerkezet méretezése - erıjáték (statikai váz) felvétele - a keresztmetszetek méretezése - a megmaradó szerkezetekre jutó igénybevételek meghatározása, a szerkezet ellenırzése A 30-as 40-es években sokszor épültek téglatakarékos falak. hıszigetelési megoldás címén (salak, kovaföld kitöltéssel, vagy egyszerően csak üreggel!) Nem lehet pontosan mérni, a téglakötéstıl függı méreteket vegyük figyelembe! Vigyázzunk a téglapillérek vésés utáni méreteinek meghatározásával A pillérek határterhelésének meghatározásánál a csökkentı tényezıket figyelembe kell venni! - a megmaradó szerkezetek esetleges megerısítésének szükségessége, annak tervezése (ügyelni kell a merevségek biztosítására is! különösen nagyobb nyílások kiváltásánál, árkádosításnál) 3.4. Átmeneti állapotok vizsgálata - az ideiglenes szerkezetet is vizsgálni kell! Az átalakítás minden fázisában a szerkezet állékony legyen! (Átmenetileg pl. a falak kihajlási hossza megnıhet!) - az átalakítási, megerısítési munkák hatása a szomszédos építményekre 4.A különbözı szerkezetfajták megerısítése és átalakítása 4.1. Alapozások, lábazati falak megerısítése és átalakítása - alapozási hibákra utaló jellegzetes repedésformák - talajmechanikai szakvélemény készíttetése alapfeltárásokkal - lábazati talpkoszorú készítése (az alapozási mélységig, alapszélesítés is egyben!)

7 7 - alapmélyítés pincefal alatti alapoknál a pincefödémet is figyelembe kell venni! Pl. boltozatokból vízszintes erık is keletkeznek. - mikrocölöpözés - talajszilárdítás - oldalirányú kitérés megakadályozása (szádfalazás) - talajcölöpök készítése (Jet-Grouting) - injektálás (talajminıség függı!) Együtt kezelni, ill tervezni a talajvíz hatásával (általában a falak is vizesednek. Az alapmegerısítés ne gátolja a lábazati falak szellızését lélegzı vakolat) 4.2. Falak és pillérek megerısítése és átalakítása - támfalak megerısítése a szivárgók felülvizsgálatával, ill. utólagos kiépítésével együtt. (talajmechanikai szakvéleménnyel együtt). Pl. sarkantyúfallal - tégla-, kı-, vegyes falazatok megerısítése - repedésvarrással - hagyományosan pl. vb. vagy acél koszorúval - (BRUTT HELICAL) BRUTT SEVER módszerrel - teherbírási elégtelenség esetén bevésett vb. pillérekkel (vigyázat! zsugorodás utólagos kiékelés, vagy duzzadó cement injektálás) - köpenyezés (pilléreknél acél nincs együttdolgozás - vb. elvileg együttdolgozó (a vb. rászorul az eredeti pillérekre ) - falkiváltások készítése Vigyázat: a kiváltás feletti szerkezetek megrepedhetnek l/300-nál kisebb lehajlást ne engedjünk meg. (Javaslom az l/500 feltétel önhatalmú felvételét) - újrafalazás 4.3. Födémek megerısítése, átalakítása - fafödémek- faanyagvédelmi szakvélemény után - csapos gerendafödém - felfüggesztés - egyes gerendák cseréje - gerendavégek kiváltása - rábetonozás (építési nedvességet eltávolítani.) - borított gerendafödém - szelvények megerısítése (kétoldalt) felülrıl felszerelt pótlásokkal palló) csapok csavarok kiosztása -szerkesztés - kıszerkezetek (általában függıfolyosók, lépcsık) megerısítése (kıvarrás) - boltozott téglafödémek megerısítése -(BRUTT HELICAL) BRUTT SEVER módszerrel -tehermentesítéssel - acélgerendás födémek megerısítése -öszvérszerkezetként - vb. szerkezető födémek megerısítése - elıregyártott gerendás födémek megerısítése -öszvértartóként - Gerenda megerısítések

8 8 - aláfeszítéssel - felragasztott (dübelezett) -acélszalaggal -szénszalaggal (SIKA) 4.4. Tetıszerkezetek átalakítása, megerısítése - tetıtér kihasználása nélkül - tetıtér kihasználása mellett - eredeti állapot erıjátéka (pl. kötıgerendás fedélszék) - új állapot vizsgálata - födémre támaszt - csak a kötıgerendát vágják el. Irodalomjegyzék: Szabványok, elıírások: - MSZ Szabványsorozat (2001.jan.1-tıl csak a szerzıdı felek kapcsolatában lesz kötelezı) - M Épületek megépült teherhordó szerkezeteinek erıtani vizsgálata - HSZ (ÉMI) Építmények beépített tartószerkezetei teherbírásának vizsgálata próbaterheléssel - HSZ 201/1-71 (ÉMI) A beton vizsgálata N tipusú, Schmidt-féle kalapáccsal - Régi méretezési elıírások ( ) BUVÁTI Kiadvány Tervezési segédletek: - TS FÉ 10/ 1-4 Utólagos vízszigetelések - TS FÉ 1 Régi épületek teherhordó szerkezeteinek vizsgálata FÉ 2 Régi épületek erıtani számításához szükséges táblázatok FÉ 3 Régi épületek talajmechanikai és alapozási vizsgálata FÉ 4 Régi épületek függıleges teherhordó szerkezetei FÉ 5 Régi épületek vízszintes teherhordó szerkezetei FÉ 6 Régi épületek egyéb teherhordó szerkezetei (lépcsık, függıfolyosók, erkélyek, tetık) FÉ 7 Födémek megerısítése és cseréje Épületfenntartási útmutató 27. Függıfolyosók lıttbetonos megerısítésének tervezése 29. Függıfolyosók felújítása, a tartószerkezetek megerısítésével, vagy cseréjével Tervezési segédlet a Brutt Helical épületszerkezet megerısítı rendszer alkalmazásához (GEO ) A Mérnöki Kamara kiskönyvtára - Tartószerkezeti Tagozat - Tervezési Segédlet sorozat TT TS1 Téglákból falazott szerkezetek statikai vizsgálata és megerısítése (Dr. Dulácska Endre 1998) TT TS2 Meglévı lakóépületek tartószerkezetei (Mentesné-Zöld Sarolta- 1998)

9 9 Kiadványok (Szakkönyvek): Mentesné Zöld Sarolta: Építési hibák Mohácsy László: Tartószerkezetek átalakítása (Mőszaki Könyvkiadó Bp.1978) dr. Breuer György: Gyakorlati szerkezettervezés I.-II. (Mőszaki Könyvkiadó Bp.1973) Dános Hir: Tatarozási zsebkönyv (Mőszaki Könyvkiadó Bp.1976) Magasépítık Kézikönyve (fıszerk: Gáspár Zoltán) ( ÉTK Bp. 1980) Kardos Valkó: Építıipari Kézikönyv (Mőszaki Könyvkiadó Bp. 1973, de az 1962-es kiadás is!) Verlag-Dashöfer: Építési hibák A Z-ig

10 10 Példák: - mőemléképület felújítása - alapozás megerısítés (alapszélesítéssel, együttdolgozó tüskézéssel, elektronikus víztelenítéssel, lélegzı vakolattal) - falak bontása, újraépítése - különbözı födémek bontás gombafej nélküli lemez ideiglenes kitámasztás fontossága, állékonyság biztosítás - acélszerkezetekkel kombinált fa fedélszék - új épület egy fdszt-ig lebontott gyárépület helyén - teherbíró talajt megkeresni, elıtömöríteni - szomszédos megmaradt épület védelme (dúcolás, fal-ill. akna) - dilatáció képzés - pillérkiváltás mon. vb. gerendával (ideiglenes aládúcolás fontossága) - építés közben megrepedt vb. pillér megerısítése, példa gombafej próbaterhelése (elkerülendı a felesleges megerısítéseket) - csehsüveg boltozatú födémeket megtámasztó boltöv kiváltása, a kiváltás fázisrajzai, és a megvalósult szerkezet fotója - pillér gerenda kapcsolat törésének javítása - pillérköpenyre helyezett acélgerenda - konzolok egyensúlyozása - CLASP épület egyedi szerkezetének törése (acélszerkezet repedése) és aláfogása - belvárosi bérház közbensı födémének cseréje POROTHERM rendszerő födémmel - a feltárások fontossága - egymáshoz kiékelt csapos gerendák - a kibontott födém helyén a falak merevségének biztosítása - a födémekbe visszakötni a falkötı ácskapcsokat - belvárosi lakóház megerısítése, felújítása - megrepedt lépcsıházi fıfalak összevarrása - szétégett, különbözı anyagú pillérek újrafalazása - poroszsüveg boltozatú födém megerısítése (öszvérszerkezet) - hiányzó koszorúk pótlása (BRUTT SEVER módszerrel) -12 x 12 m-es monolit vb. gerendarács megerısítése - építés közben már megerısítették - beázás - aláfeszítés, a hiányzó fıvasak pótlása - feltárások fontossága - csapos gerendafödém és tıle független kötıgerendás fedélszék megerısítése (a padlásteret hosszútávon sem kívánják beépíteni) mintadokumentáció az intenzív tervezıi mővezetésre.

11 11 - villaépület csapos gerendafödémének cseréje, kötıgerendás fedélszék kiváltása - acélgerenda merev betétes (zsaluzattartó) vb. lemez - zsaluzattartók kialakítása - fedélszék fıállása melletti U szelvényő acélkeret - hiba, ami, nem hiba (UNIVÁZ típuscsomópont elvakolva) - lehajlott födém feletti válaszfalak jellemzı repedései, javítási mód - ún. parasztbarokk templom csehsüveg boltozatú födéme, a megtámasztó boltövek szétcsúszása a ferde kengyelek lazulása miatt megerısítés függesztımővel. Repedésvarrás BRUTT SEVER módszerrel - volt ipari, ill.- raktárépület megerısítése és bıvítése (köpenyezés, öszvérszerkezet) - falkiváltás pilléresítéssel - hiányzó nyomatéki vasalás pótlása utólag elhelyezett laposvasakkal. Lehorgonyzás a tartóvégen! - irodaépület felújítása, födémcsere, ideiglenes aláfogás kitámasztása a faltıbe, téglapillér acélköpenyezése - habarcs nélküli rakott kı pincefal megtámasztása torkrétozása - esettanulmány egy belvárosi ház felújítása kapcsán (alábetonozáskor süllyedés, pincefalak vb. köpenyezése, téglapillér acél köpenyezése, falak ideiglenes kitámasztása, mőemléki fıpárkány megerısítése, elrepedt kıkonzol utólagos megerısítése)