Dr. Fá trai György: Magasé píté stan

Átírás

1 Dr. Fá trai György: Magasé píté stan

2 SZÉCHENYI ISTVÁ N EGYETEM Tá voktatá si tagozat 1995 Irta.: Dr. Fá trai György fõ iskolai docens Széchenyi István Fõ iskola Mû szaki szerkesztõ : Fodor Lá szló fõ iskolai docens Széchenyi István Fõ iskola 2

3 Minden jog fenntartva, beleértve a sokszorosítás,a nyilvános elõ adás, a rádió és televízió adás, valamint a fordítás jogát, az egyes fejezeteket illetõ en is. 3

4 Tartalomjegyzé k Bevezetés A tantárgy anyaga ( III. félév ) A feldolgozandó irodalom A kö telezõ en elõ írt irodalom Az ajánlott irodalom A felhasznált irodalom Kö vetelmények A vizsgára bocsátás feltételei A vizsgáztatás mó dszere Ú tmutató, kiegészítések a feldolgozáshoz Alapfogalmak A magasépítés szerkezetei Az építési rendszer A szerkezeti rendszer Magasépítési szerkezetek és kö rnyezetük kapcsolata Az épületfizika szerepe...18 Hõ védelem Páravédelem Zajvédelem, hanggátlás Az építési modul Ellenõ rzõ kérdések, feladatok a 4.1 fejezet anyagához Alapozások...24 Síkalapozások Mélyalapozások Síkalapozások...29 A sávalapok A pontalapok Gerenda és gerendarács alapok Lemezalapok Külö nleges síkalapok Mélyalapozások...34 Süllyesztett alapok Cö lö palapok Résfal alapok Ellenõ rzõ kérdések, feladatok a 4.2 fejezet anyagához Víz elleni szigetelések Az épületet támadó nedvességokozó k és hatásaik A nedvesség elleni védelem lehetõ ségei A vízszigetelések fajtái Ellenõ rzõ kérdések, feladatok a 4.3 fejezet anyagához Teherhordó falak Kézi falazó elemekbõ l épített falak...51 Természetes kö vekbõ l épített falak Tö mö r égetett agyagtégla falazatok Ü reges, nö velt méretû, kerámia falazó elemes falak Beton és kö nnyübeton elemes falazatok Vegyes falak Zsaluzó elemes, félmonolit falak Ö ntö tt (monolit) falak...56 Táblás zsaluzások

5 Alagút (tér-) zsaluzatos építés Csúszó zsaluzatos építés Elõ regyártott falak...63 Blokkos építés Panelos építés Pincefalak...68 Tö mö rfalas épületek pincefalai Vázas épületek pincefalai Lábazati falak Ellenõ rzõ kérdések, feladatok a 4.4 fejezet anyagához Koszorúk és kiváltó k Koszorúk Kiváltó k Ellenõ rzõ kérdések, feladatok a 4.5 fejezet anyagához Kémények és szellõ zõ k Kémények...83 Falazott (orosz)kémények...84 Kö zponti fû tések kéményei...86 Gyû jtõ kémények Elõ regyártott elemes kéményrendszerek Gyárkémények Szellõ zõ k

6 Bevezeté s Az emberi tevékenységek mesterséges színtereinek megalkotására az építészet a tudomány, a mû vészet és a technika eszkö zeit használja. Az épületekben megtestesülõ komplex téralkotó tevékenység a magasé píté s. A magasé píté stan az épületek szerkezeteinek létrehozására irányuló konstruálási és technoló giai ismereteken túlmenõ en, ezek használati, fenntartási kérdéseivel is foglalkozik. A lapszélen feltüntetett idézetek forrása: Andrea Palladio: Né gy könyv az é píté szetrõ l. Velence, A magasépítési folyamatok - kö lcsö nhatásban a természetes és a megépített kö rnyezettel - a megvaló sulás mellett az épületek " életciklusainak " ( felújítás, átalakítás, rehabilitáció ) és " halálának " ( bontás, újrahasznosítás ) kö rében zajlanak. A tantárgy ismeretanyaga a tervezõ -, kivitelezõ -, üzemeltetõ -, karbantartó szakemberek számára egyaránt nélkülö zhetetlen úgy az ipari gyakorlat, mint a management és az építésigazgatás területein. Ez az Ú tmutatóa magasépítés szerteágazó, széleskö rû ismeretanyagában való tájékozó dást kívánja elõ segíteni a szerkezetek rendszerezett ismertetésével; az egyes szerkezetfajtákkal szemben támasztott követelmé nyek megfogalmazásával; a legfontosabb elvi szerkezetvá ltozatok bemutatásával; a fõ szerkeszté si elvek felállításával; és gyakorlati pé ldá kkal. A tantárgy tananyagát a kö telezõ en elõ írt ábragyû jtemény jelen Ú tmutató ban hivatkozott ábralapjai és az Ú tmutató ezekhez kapcsoló dó kiegészítései képezik. Az ajánlott irodalom tanulmányozása az ismeretek nö velésére és elmélyítésére szolgál. Az ismeretek birtokbavételét a szö veges anyagrészek logikus, tömör összefoglalá si képessége mellett az ábraanyag méretarányos szabadké zi vá zlatokban tö rténõ felidézése bizonyíthatja a tanulási folyamatban és a számonkérés során is. Az elsajátított tananyag alkalmazására, begyakorlására, és a tudásszint felmérésére nyújt lehetõ séget az elõírt feladatok, megoldása, és az ellenõ rzõ ké rdé sek megválaszolása. 1. A tantárgy anyaga ( III. fé lé v ) A tantárgy féléves anyaga a kö vetkező fő témakö rö kre, fejezetekre osztható : 6

7 1.1 Alapfogalmak 1.2 Alapozások 1.3 Víz elleni szigetelések 1.4 Teherhordó falak 1.5 Koszorúk és kiváltó k A további fejezetek a tantárgy IV. és V. félévi anyagában szerepelnek. Tö bbek kö zö tt, a térelhatároló falszerkezetek, a válaszfalak, a felületképzések, burkolatok, a váz-, és csarnokszerkezetek, a fö démek és a padló burkolatok, álmennyezetek, a lépcsõ k, a magas-, és lapostetõ k, szerkezete, szigetelése (illetve héjalása), az építési segédszerkezetek, az építési munkahely berendezése, épületei, építményei, stb.... konstrukció s kérdéseivel, építésével, fenntartásával, átalakítási-, szanálási-, bontási kö rülményeivel foglalkozunk. A tárgy épít az Á brázoló geometria és a Mechanika c. tantárgyak ismereteire és szorosan kapcsoló dik az É pítõ anyagok c. tárgyhoz, de ö sszefügg a Geodézia és a Geotechnika c. tárgyakban tanultak, tanulandó k nagy részével is, és megalapozza a Magasépítõ speciális stúdium tárgyait. (É pületszerkezetek /szerkezettervezés/, É pülettervezés, É pítési segédszerkezetek /tervezése/, É pítési technoló giák ) 7

8 2. A feldolgozandóirodalom Az 1. pont alatti tananyag a szakirodalomban megtalálható, abbó l elsajátítható. A fõ iskolai profilnak és képzési szintnek megfelelõ en az Ú tmutató egy fõ iskolai ábragyû jtemény feldolgozását segíti elõ. ( A tananyag ismeretbõ vítésére, begyakorlására, elmélyítésére más 2.1 A kö telező en elő írt irodalom Dr. Koppány Attila : É PÜ LETSZERKEZETEK TERVEZÉ SE tanulmányi segédlet Hivatkozások: (S/oldalszám-ábralapszám) 2.2 Az ajánlott irodalom Dr. Gábor László : É pületszerkezettan I-II. Tankö nyvkiadó, Bp. Koppány Attila: É pületszerkezettan I. NOVADAT, A felhasznált irodalom Dr. Gábor László : É pületszerkezettan I-IV. Tankö nyvkiadó, Bp. Bruzsa László : É pületszerkezetek (ábraanyag) Tankö nyvkiadó, Bp. Dr. Széll László : Magasépítéstan I-II. Tankö nyvkiadó, Bp. Dr. Széll László : É pítéstechnoló gia I. Tankö nyvkiadó, Bp. Lévai Jenõ : É pületszerkezetek I-II. Tankö nyvkiadó, Bp. Dr. Talló s Elemér- Dr.Koppány Attila: É pületszerkezetek Tankö nyvkiadó, Bp. Koppány Attila: É pületszerkezettan I. NOVADAT, 1994 Reményi Tibor: É pítési modulrendszer Dr. Fekete Iván: Bp É pületfizika kézikö nyv Mû szaki kö nyvkiadó, Bp. Dr. Karácson Sándor: É pületszerkezetek. Á bragyû jtemény I-II. Tankö nyvkiadó, Bp. 8

9 Péli Jó zsef: Dr. Fátrai Gyö rgy: Vízszigetelõ munka Mû szaki kö nyvkiadó, Bp É pítéstechnoló gia. Á bragyû jtemény I-II SZIF, Gyõ r 9

10 3. Kö vetelmé nyek A tantárgy elismerésének feltétele: legalább elégséges eredményű vizsga letétele A vizsgára bocsátás felté telei A vizsgára az a hallgató jelentkezhet aki : Az útmutatások és kiegészítések alapján, és az ajánlott irodalmak segítségével a tananyagot feldolgozza, vagyis a fejezetenként elõ írt kérdéssorokat szabadké zi vá zlatok segítségével írá sban megválaszolja, és a feladatokat megoldja. A feldolgozás dokumentumait és a gyû jtö tt anyagok másolatait, A4 formátumú lapokon, lefû zve, fejezetenként rendezve kell legkésõ bb a vizsga elõ tt ké t hé ttel leadni! Az a hallgató vizsgázhat akinek minden egyes fejezetre kidolgozott anyaga legalá bb elé gsé ges minõ sítést kap. A szabadké zi vázlatokat ceruzával, de arányosan, a vonalak párhuzamosságára, merõ legességére ügyelve kell elkészíteni! A metszett szerkezetré szeket vastagabb vonallal kö rítve, anyagjelölé ssel ellátva ábrázoljuk! A feldolgozandó irodalomban alkalmazott grafikus anyagjelö lés mellett színezést is használhatunk. A legfontosabb szerkezeti anyagok kö zelítõ színjelei a kö vetkezõ k lehetnek: talaj - sö tétbarna, beton - világoszö ld, vasbeton - sö tét (kró moxid) zö ld, fémek - kék, kerámia - piros, hõ szigetelõ anyagok - narancssárga, stb. Egyéni jelö lések alkalmazása esetén készítsünk jelmagyarázatot! Az ábrákat lássuk el magyará zófeliratokkal, méretekkel (szabvány, vagy egyéni - de olvasható - "nyomtatott" betû típusok egyaránt használható k) A vázolási készség birtokában a mérnö k kommunikáció s lehetõ ségei kitágulnak, ismeretszerzési-, átadási eszkö ztára bõ vül. Az írásos válaszokat rö vid, pontokba tö mö rített felsorolásokkal, egyszerû kerek mondatokkal adjuk meg! A szö veget olvasható an, kézzel, vagy gépelve (esetleg szö vegszerkesztõ vel) is írhatjuk A vizsgáztatás módszere A vizsgán két, a hallgató által kihúzott alfejezet (pl ) ismeretanyagát kell rö vid felkészülési idõ ( perc) után, rö viden, komplexen, helyszínen készített rajzos vázlatok segítségével ö sszefoglalni. 10

11 4. Ú tmutató, kiegé szíté sek a feldolgozáshoz 4.1 Alapfogalmak A magasé píté s szerkezetei A magasépítésben használt szerkezeteket é pü letszerkezeteknek nevezzük. A külö nféle, úgynevezett szerkezeti anyagokbó l külö nbö ző rendeltetésű épületek létrehozása céljábó l funkciójuk szerint az alábbi szerkezeteket alkalmazzuk: Teherhordó szerkezetek Térelhatároló szerkezetek Felszerelõ (szakipari) szerkezetek É pületgépészeti célú szerkezetek Az épületszerkezetek az egyes funkció kat (feladatokat) külö n-külö n vagy egyesítve is elláthatják, ezért beszélhetünk egyesített, ill. szé tvá lasztott funkció jú szerkezetekrõ l. Például a hagyományos tö mö r falak teherhordó és térelhatároló funkció kat is elláthatnak egyben, míg a vázas szerkezetû külsõ falak estében a terhek hordása a váz, a hõ - és hangszigetelt térelhatárolás pedig a kitö ltõ falazat feladata. A funkcionális felosztáson belül a legfontosabb szerkezetcsoportok (szerkezetfajták vagy szerkezeti alrendszerek) az alábbiak: Teherhordószerkezetek: alapozások falszerkezetek vázszerkezetek fö démek tetõ szerkezetek lépcsõ k térbeli teherhordó szerkezetek Té relhatá rolószerkezetek: homlokzati térelhatároló ( nem teherhordó ) falak válaszfalak, térelválasztó szerkezetek - álmennyezetek kettõ s padló k nem teherhordó térlefedések Felszerelõ ( szakipari ) szerkezetek 11

12 szigetelések ( víz-, nedvesség-, pára-, hõ -, hangszigetelés ) fedélhéjazatok nyílászáró szerkezetek falburkolatok padló burkolatok É pü letgé pé szeti cé lú szerkezetek vízellátás csatornázás energiaellátás ( elektromos, gáz, egyéb ) informatikai rendszerek ( telefon, médiák, PC, biztonsági ber.stb) hõ háztartási berendezések ( fû tés, hû tés, klíma, stb. ) felvonó k stb. A felsorolt szerkezetek alkalmazásának alapvetõ célja az épület rendeltetésének megfelelõ té ralkotá s. Az egyes szerkezetek a kon-struá lá s é s megvalósítá s során kialakított szerves egységben alkotják az épület logikus szerkezeti rendjé t Az é píté si rendszer Az egyes épületek elõ állítását szolgáló szerkezeti megoldások, építési technoló giák, és építésszervezési mó dszerek ö sszességét építési rendszernek nevezzük. Egy-egy építési rendszer meghatározott térstruktúrájú, de külö nbö zõ méretû és alaprajzú, és eltérõ igényszintû épületek építését teszi lehetõ vé. Az építési rendszer zá rt, vagy nyitott aszerint, hogy más rendszer elemeit képes-e befogadni illetve saját elemeit más rendszerekbe exportálni. Az építési technológiá k a szerkezeti anyagokbó l félgyártmányok, épületelemek, épületszerkezetek (alrendszerek, komponensek, szerkezetrészek, szerkezeti elemek) elõ állítására szolgáló munkafolyamatok (szállítási, tárolási, mozgatási, anyagalakítási, beépítési mû veletsorok) végrehajtási mó dozatait, kö rülményeit és ésszerû sorrendjét határozzák meg. Az építési rendszer hatékony alkalmazását integrált információ s, vezetési, és irányítási szervezé si rendszer teszi lehetõ vé a mû kö dtetõ szervezetek (tervezõ, beruházó, gyártó, készletezõ, kivitelezõ ) számára. Egy-egy építési feladathoz rendelt építési rendszer kiválasztását az alábbi kérdéssor megválaszolása segítheti: Egyedi tervezésû, vagy sorozatban készíthetõ, esetleg tipizálható az épület? Az építés idõ tartamának van-e gazdasági jelentõ sége? (pl.: a korábbi üzem behelyezés hoz-e hasznot?) 12

13 Van-e igény késõ bbi változtatásokra ( átalakítás, bõ vítés )? A rendelkezésre álló kivitelezõ szervezetek milyen építésmó dok alkalmazására képesek? Az adott feladat a helyszíni és elõ regyártási munkák milyen arányával oldható meg optimálisan? Milyen gépesítési lehetõ ségek hasznosítható k? A természetes folyamatok idõ tartamának csö kkentése lehetséges, illetve gazdaságos-e? (a bevitt építési nedvesség csö kkentése pl. szerelõ jellegû technoló giákkal, érlelési eljárások alkalmazása, téliesítés stb.) A szerkezeti rendszer Adott építési rendszerben létrehozott épület teherhordó és térelhatároló szerkezeteibõ l kialakított szerkezeti rendszer igazodik az épület térigényeihez, figyelembe veszi az erõ tani adottságokat, lehetõ ségeket és kö vetelményeket. Az építési hierachiában elfoglalt helyük szerint a szerkezeti rendszereket alrendszerek, az alrendszereket komponensek, a komponenseket szerkezetrészek, a szerkezetrészeket szerkezeti elemek alkotják. A szerkezeti elemeket alkatrészekbõ l (félgyártmányok) és szerkezeti anyagokbó l állítják elõ. A szerkezeti anyag tehát kö zvetlenül szerkezeti elem elõ állítására szolgáló természetes anyag (pl. kõ ), vagy (építõ anyag) ipari termék Szemléltetésül álljon itt az alábbi példa: Rendszer: maga az épület ö sszes szerkezetével Alrendszer: a kö zbensõ komplex (teljes ) fö dém Komponensek: a teherhordó fö dém ( nyersfö dém ), a padló rétegrend ( tö bb rétegû szerk.) Szerkezetrészek: hangszigetelõ réteg Szerkezeti elemek: fó liába csomagolt hangszigetelõ tábla Alkatrészek: védõ fó lia, ásványgyapot tábla, ( szerkezeti anyagok ) homokterítés Anyagok: laza ásványgyapot, mû gyanta É pületeinket a kö vetkezõ szerkezeti rendszerek alkalmazásával hozhatjuk létre: Tömörfalas szerkezeti rendszer A rendszer jellemzõ je, hogy a terek függõ leges elhatátárolására, és részben osztására a teherhordó falszerkezetek (úgynevezett felmenõ, vagy fõ falak) szolgálnak. Jellemzõ alaprajzi elrendezések: hosszfalas, harántfalas, vegyes, félvázas (átmeneti megoldás) Alkalmazott (szerkezeti) anyagok: fö ld, vályog, agyag, tö mö r égetett agyagtégla, vázkerámia falazó blokk, 13

14 vegyes anyagú kézi falazó elemek, kõ, kõ +tégla, vegyes falazó anyagok, beton, vasbeton, kö nnyû beton, kis-, kö zép-, és nagyblokkok kö nnyübetonbó l, elõ falazott téglablokk, vegyes anyagú panel elem A tö mö rfalas szerkezeti rendszerû épületek hagyomá nyos változatai: kõ fal - boltozat - fafö dém téglafal - téglaboltozat - acélgerendás vagy vasbeton fö dém beton vagy vasbetonfal - monolit vasbeton fö dém (egyedi zsaluzató kkal készítve) A tömörfalas szerkezeti rendszerû é pü letek korszerû építésmó djai: ö ntö ttfalas építési eljárások (célzsaluzatokkal, pl.: csúszó -zsaluzás) nagyméretû, kézi falazó elemek, kö nnyû gerendák, béléstestek használata (pl.: vázkerámia elemes szerkezetek ) elõ regyártott (daruval mozgatható ) nagyelemek alkalmazása (blokkos és panelos építésmó dok) Vá zas szerkezeti rendszer A vázas szerkezeti rendszerû épületekben a teherhordó vázelemekre épített térelhatároló, térosztó és térlefedõ szerkezetek alkotják a kívánt térstruktúrát. Az általában lineáris vázelemek húzott-nyomott rudak, vagy ö sszetett igénybevételû (hajlított, nyírt, külpontosan terhelt) gerendák illetve vázpillérek (oszlopok) lehetnek. A vázat ív- és keretszerkezetek, valamint térbeli rácsozat is képezheti. A vízszintes térosztó - lefedõ szerkezeteknek gyakran függõ leges teherhordó és vízszintes merevítõ szerepük is van (fö démek, tetõ szerkezetek). Jellemzõ alaprajzi elrendezések: hosszváz, harántváz, vegyes-, és egyesített váz Alkalmazott ( szerkezeti ) anyagok: fa, kő, tégla, beton, monolit (helyszínen zsaluzatba ö ntö tt) vagy előregyártott vasbeton, acél, alumínium, műanyag, stb. A vázas szerkezeti rendszerû épületek hagyomá nyos változatai: hagyományos favázas szerkezet monolit vasbeton pillér-gerenda váz - monolit vasbeton fö dém melegen hengerelt acélszelvényekbõ l alakított pillér-gerenda váz - monolit vasbeton fö dém (merev acélbetétekkel ) 14

15 A vázas szerkezeti rendszerû épületek korszerû változatai: tö bbszö r felhasználható (cél) zsaluzatos, ö ntö tt építésmó ddal készített pillérváz monolit vasbeton lemezfö dém ( pl.: gombafö dém ) csúszó szsaluzással épített belsõ (merevítõ ) mag vasbeton vagy acél vázszerkezet vb (vasbeton) fö dém elõ regyártott elemekbõ l készített vasbeton vázszerkezet e.gy. (elõ regyártott) palló s vb fö dém e. gy. vb falpanel tö bbszintes vázoszlopok a térszínen e.gy. vb vagy acélszerkezetű fö démek (csoportos fö démemelési eljárással a végleges fö démszintekre emelve) elõ regyártott elemekbõ l szerelt kö nnyû acélváz bennmaradó, együttdolgozó zsaluzású (pl.: acél trapézlemez) vb fö dém 15

16 Té rbeli é s komplex ( többfunkciós ) szerkezeti rendszerek lemezmû vek: vékonyfalú hajtogatott, illetve redőzö tt ( általában vb ) síklemezek héjszerkezetek: vékonyfalú íves síkbafejthető vagy torzfelületű ( elsősorban vb ) szerkezetek térrácsok: rúdelemekből (acél, alumínium, fa, műanyag) helyszínen szerelt, vagy mezőkben előregyártott szerkezetek függesztett szerkezetek: peremtartó kbó l, függesztő-, és feszítőkábelekből álló tartó szerkezetek kö nnyű térlefedéssel túlnyomásos szerkezetek légnyomással felfújt egyrétegű sátrak, vagy kétrétegű, pneumatikus túlnyomású felületszerkezetek műszaki textíliábó l készítve térelemes rendszerek: e.gy. nehéz vasbeton dobozelemek, ill. kö nnyű vázas térelemek csoportja, egymásra, vagy vázszerkezetbe építve Magasé píté si szerkezetek é s kö rnyezetü k kapcsolata Az épület és (makro-) kö rnyezete kö lcsö nhatásban van. Az épületen belül, mint a szerkezetek (mikro-) kö rnyezetében szintén érvényesül a hatás-ellenhatás elve. Az épületszerkezeteket érő hatásokat az alábbiak szerint csoportosíthatjuk: Külsõ erõ hatá sok: szélnyomás és szélszívás (szélterhek) fö ldnyomás talajvíznyomás hó terhek Belsõ erõ hatá sok: ö nsúly (a saját tö meg és a " hordott " szerkezetek tö megének hatásai ) hasznos terhek (a rendeltetésszerû használat hatásai) gátolt elmozdulásokbó l származó érõ k (hõ okozta, és egyéb térfogatváltozások, egyenlõ tlen süllyedések, stb. hatásai) Egyé b hatá sok 16

17 kü lönleges erõ hatá sok: dinamikus hatások (az épület kö rüli forgalom, építési munkák, stb. kö vetkezményei); földrengés; tûzhatásra fellépõ erõ k (pl.: acélszerkezetek kihajlását, kivetõ dését okozhatják) nedvesítõ hatá sok: a légkö ri csapadék hatása; a talajban lévõ víz nedvesítõ hatásai (talajvíz, talajnedvesség, talajpára); a használati és az üzemi vizek nedvesítõ hatásai; a belsõ légtér páraterhelésébõ l származó páradiffúzió (páravándorlás) és páralecsapó dás hõ hatá sok: a külsõ hõmérséklet ciklikus (napi, évi) változásainak, és a külsõ - belsõ hõ mérsékletkülö nbség hatása; (speciális formája, a fagyhatás külö nö sen nedves anyagok, szerkezetek esetén veszélyes); a tû z hõ - gyújtó -, és égetõ hatása ké miai hatá sok: a légkö r és a csapadék vegyi hatásai (füstgázok, savas esõ k, stb.); a talajban lévõ víz kémiai hatásai; a használati és üzemi vizek kémiai hatásai hanghatá sok: külsõ és belsõ hangforrások által keltett lég és/vagy testhangok formájában terjedõ rezgések hatásai fé nyhatá sok: ( pl.: az UV / ultraviola / tartomány hatása ) sugá rzá sok biológiai hatá sok: a talaj és a légkö r hatásai; férgek, rágcsáló k, növényi kártevõ k, mikroorganizmusok Az épület és szerkezeteinek kö rnyezetükre, kö ztük az emberre gyakorolt hatásainak figyelembevétele a kö rnyezetbarát építésmó dok és az "emberbarát" épületszerkezetek kialakulásához vezettek. Ilyen épületek és szerkezetek létrehozható k: természetes anyagok alkalmazásával; az emberi egészségre káros anyagok (mérgezõ, sugárzó ) és hatásaik kiküszö bö lésével; egészséges lakó kö rnyezet kialakításával (pl.: bioházak, zö ldterület visszapó tlás, zö ldtetõ k, tetõ kertek, zö ldhomlokzatok, stb. ); energiatakarékos és energiatudatos tervezéssel (fokozott hõ védelem, "tiszta" (nem fosszilis) energiaforrások alkalmazása (napházak, biogáz, szélenergia), kis energiatartalmú (építés-fenntartás-bontás során is)és vagy újra hasznosítható anyagok, szerkezetek felhasználása ) érzékszervi-, lelki-, és erkö lcsi szempontok figyelembe vételével (szép, "lélegzõ ", melegtapintású, hangszigetelt, hõ hídmentes (nem penészesedõ ), élettartamra méretezett és ö sszehangolt szerkezetek építése). 17

18 Az é pü letfizika szerepe A fizika tudományának speciális területe az épületekben, azok helyiségeiben, és szerkezeteiben természetes úton lejátszó dó (épület-) fizikai folyamatok vizsgálata. Az épületfizika azokat a folyamatokat és jelenségeket kutatja, amelyek mû kö d(tetés)éhez tudatos emberi beavatkozással termelt energia nem szükséges, így a hõ -, a pá ra-, a levegõ -, a termé szetes fé ny-, és a hang keletkezésének, terjedésének és forgalmának feltételeit, kö rülményeit. A magasépítés területén megoldandó épületfizikai feladatokat az épületekkel és szerkezeteikkel szemben támasztott azon kö vetelmény határozza meg, hogy funkció iknak károsodás nélkül feleljenek meg, és biztosítsák (használatuk teljes idõ tartamára) a tartó s emberi jelenlét egészséges kö rülményeit. Fentieknek megfelelõ en tehát az épületfizika hõ - é s pá ra (elleni) vé delemmel, levegõ forgalommal (szellõ zé s, szellõ zteté s), zaj (elleni) vé delemmel (szû kebben: hanggá tlá s), a termé szetes megvilá gítá ssal, és az épületfizikai hatások komplexitásával foglalkozó fejezetei fontosak a magasépítési gyakorlat számára is. Az alábbiakban a legfontosabb alapfogalmakat és szempontokat foglaljuk rö viden ö ssze. Hővé delem A hõ hatások elleni védelem, és az épületek rendeltetés szerint megkívánt belsõ hõ mérséklete folyamatos biztosításának eszkö ze az energiaigényes fû tés, ill. hû tés mellett a hatékony hõ szigetelé s. A hõ vándorlás telepítési (tájolás, nö vényzet), építészeti (hõ igény szerint differenciált helyiségcsoportosítás, zárt alaprajzi és tö megalakítás), és szerkezetalakítási (árnyékoló k, fényvisszaverõ felületek, nagy hõ tehetlenségû szerkezetek, hulladékhõ hasznosító k) megoldásokkal is jelentõ sen csö kkenthetõ. A jó hõ védelem megteremti és fenntartja az épület energia- és kö ltségtakarékos hõ egyensúlyát. A hõ védelem és a hõ szigetelés szempontjábó l kritikus szerkezetek: a homlokzatok a zárófödémek (padlásfö démek, lapostetõ k, loggia födémek, hõszigetelt magastetõ k) felülrõ l hû lõ szerkezetek a pince- és árkádfö démek (alulró l hû lõ szerkezetek) homlokzati nyílászáró k homlokzati kiváltó k, áthidaló k, koszorúk, teherhordó vázszakaszok a homlokzatokhoz kapcsoló dó teherhordó szerkezetek a külö nbö zõ használati, üzemi hõ mérsékletû helyiségek kö zö tti térelválasztó szerkezetek (válaszfalak, kö zbensõ fö démek) 18

19 - kémények, szellõ zõ k, gépészeti csatornák, aknák határoló szerkezetei A hõ szigetelés mó dját, és szükséges mértékét a szabvány (MSZ) elõ írásainak figyelembevételével tervezik, általános épületfizikai, (pl.: hõ áramsû rû ség, hõ átadási tényezõ ) anyag-, (pl.: hõ vezetési tényezõ, fajlagos hõ elnyelési tényezõ ) szerkezeti-, (pl.:hõ átbocsátási tényezõ ) és a zárt térre vonatkozó (pl.:hõ fokmodulus) A jó, vagy elfogadható hõ szigetelésû határfelületeket szerkezeti-, illetve geometriai okokbó l jó hõ vezetõ tulajdonságú, illetve fajlagosan nagy hõ leadó felületû szakaszok, úgynevezett hõ hidak szakítják meg. A hõ hídak - bár a hõ háztartást csak kisebb mértékben rontják - páralecsapó dásokhoz, penészgombák életfeltételeinek megteremtéséhez vezethetnek. Pá ravé delem Az épületek belsõ tereiben pára képzõ dik. A külsõ - és a belsõ tér légállapotátó l (hõ mérséklet, nyomás, páratartalom) függ, hogy a vízgõ z egy része a hidegebb határfelületeken lecsapó dike, más része a páraáteresztõ (poró zus) határoló szerkezetekbe vagy/és azokon áthatol (diffundál). A páravédelem feladata az ily mó don kialakuló nedvesíté s megelõ zé se illetve hatá sá nak mé rsé klé se. A határfelületek lehû lését a határoló szerkezetek jó hõ szigetelé se csö kkenti. A páradús és nyomás alatt lévõ (magas relatív nedvességtartalmú) levegõ páratartalmát bezárás helyett hatékonyabb nyomáskiegyenlítéssel (a páraáteresztõ rétegek ö sszehangolt sorolásával, kiszellõ ztetéssel ) elvezetni. Mindenképpen meg kell akadályozni a hõ szigetelõ anyagok átnedvesedését a harmatpont alatti hõ mérsékleten kicsapó dó párátó l (további lehû lést és újabb nedvességakkumuláció t okozhat). Más szerkezeti anyagok esetén is károsodásokhoz vezet, ha a diffúzió a fagypont alatti hõ mérsékletû ( fagy-)zó nában zajlik. Zajvé delem, hanggá tlá s A nö vekvõ zajterhelés hatásainak mérséklése az épületek használati értékét jelentõ s mértékben emelheti. A keletkezõ zajokat leghatásosabb mó don a forrásnál (pl.: hangelnyelõ alapozások, hangszigetelõ burkolatok, izolált kö rülépítés) lehet csökkenteni építészetiszerkezeti eszkö zö kkel. A kibocsátott zajok ellen a kö rültekintõ város-, és területrendezés ( akusztikai szempontokat is figyelembevevõ ö vezeti felosztás védõ sávokkal; autó pályák, vasutak, légifolyosó k vonalvezetése; stb.), helyes telepítés ( védõ zó nák, védõ távolságok ), harmonikus belsõ elrendezés ( zajszintenkénti funkcionális csoportosítás, a zajforrásokra figyelmet fordító elhelyezés ) és a zajok kö zvetlen terjedé sét fékezõ, akadályozó hanggá tlá s nyújt védelmet. A hangok terjedése a levegõ, és a szilárd testek kö zegében zajlik A lé ghanggá tlá s mértéke a léghang terjedési útjába állított (akusztikus ) térelhatároló -választó szerkezet egységnyi felületének tö megével arányos. (a vastag, nehéz falak jó léghanggátló tulajdonságúak) A szilárd testekben átadó dó hangrezgések ( testhangok ) terjedését a kö zvetítõ szerkezet rétegeltségének nö velésével, eltérõ akusztikus tulajdonságú rétegek beépítésével ( akár bezárt légréteg formájában ) gá tolhatjuk. 19

20 A szilárd épületszerkezetek csatlakozási pontjai, vonalai, felületei jó l kö zvetítik a hangokat, hanghidakat, kerü lõ utas hangvezeté st létrehozva, ezért itt hanglá gy kapcsolatokat kell alkalmazni Az é píté si modul Az építés tö rténete során mindig voltak tö rekvések az épületek és alkotó elemeik méreteinek, arányainak racionális, vagy misztikus ihletésû logikai rendszerbe foglalására. A mai építési gyakorlatban is szû kség van egy ö sszehasonlító méretrendszer alkalmazására elsõ sorban az iparosított, nagyfokú elõ regyártási hányaddal dolgozó építési rendszerek és mó dok alkalmazási területein. A méretkoordinált elemek és termékek térbeli elhelyezésére, kapcsolataik rendezésére szolgál a há romdimenziós modulhá ló. (általában derékszö gû /ortogonális-parallel/ rendszert használunk, de létezik ferdeszö gû, és centrális háló zat is) A modulrendszer alapegysége az alapmodul (M) amely Euró pában 10 cm-ben rö gzített hosszúságú szakasz (modulsík-osztáskö z). A gyakorlatban tö bbszö rö zö tt, úgynevezett multimodul osztású háló kat is használunk. Kö zismert multimodulsor a: 3 M, 6 M, 9M, 12M, 15M,..., 30M,..., 60M,... méretsorozat, amelyet elsõ dleges (primér) szerkezetek tervezése, háló zatba illesztése során használunk. A másod-, és harmadrendû elemekhez képzett (tö bbszö rö s vagy tö rt) modultávolságú szekunder, és tercier háló zatok képezhetõ k. z épület jellegétõ l, építésmó djátó l és szerkezeti rendszerétõ l függõ en külö nbö zõ, a 4-1. ábra szerinti struktúrájú modulháló kat alkalmazhatjuk: "az épületbe munkát és mesterségbeli tudást kell fektetni. hogy az elrendezés szé pen mé retezett és ará nyos legyen" 20

21 4.1. á bra tengelyraszteres (folyamatos) háló k; (kö zvetlen elemsoroláshoz ) megszakított, vagy szalagraszteres háló k; (betételemes soroláshoz) kombinált, vagy vegyes raszterû háló k A 4-2. ábra is segít a legfontosabb alapfogalmak megértésében: modulméret: az alap illetve a képzett modulok tö bbszö rö se vagy tö rtrésze modul méretlépcsõ : modulméretû méretkülö nbség betét (semleges zó na): a koordinált modulháló t megszakító - párhuzamos modulsíkokkal határolt - térkö z diszlokált elemek (betét, dilatáció s hézag, stb.) számára 21

22 szerkezeti méret: elemek, szerkezetrészek, berendezések elõ írt elhelyezési ( beépítési ) hézaggal csö kkentett mérete méretkategó riák: koordinált méretek, szerkezeti méretek, hézag illetve betétméretek Ellenő rző ké rdé sek, feladatok a 4.1 fejezet anyagához 1. Milyen szerkezetek és szerkezetcsoportok használatosak a magasépítés területén? 2. Mit értünk az épületszerkezetek funkcionális szerepén, milyen magasépítési folyamatok részesei? 3. Mi a szerkezetalakítás alapvetõ célja? 4. Mi az építési rendszer, és mire szolgál? 5. Mi a technoló giai ismeretek és a szervezési mó dszerek szerepe az építésben? 6. É rtékelje az építési rendszer nyitottságát! 7. Melyek az építési rendszer megválasztásának legfontosabb szempontjai? 8. Mit értünk az épületek szerkezeti rendszerének fogalmán? 9. Ismertesse a szerkezethierarchiát példákkal szemléltetve! 10. Milyen szerkezeti rendszerû épületeket ismer? Gyû jtsö n építészettö rténeti és jelenkori példákat! 11. A különbö zõ szerkezeti rendszerek alkalmazásának milyen korszerû sítési lehetõ ségei vannak? Nevezzen meg ilyen építésmó dokat! 12. Milyen a térbeli és a komplex szerkezet? 13. Ismertesse a magas épületeket és szerkezeteiket érõ erõ hatásokat! Becsülje meg a hatások nagyságrendjét kn/m -ben (1, 10, 100,...? )! 22

23 4.2. á bra 15. Milyen elemekre bontható a szerkezet-épület-kö rnyezet hatás-ellenhatás rendszere? 16. Mutasson be kö rnyezetbarát építésmó dokat! 17. Milyen az "emberbarát" épületszerkezet? 18. Mivel foglalkozik az épületfizika tudományága? 19. Melyek a hõ védelem feladatai és eszkö zei? 20. Ismertesse a hõ szigetelés szempontjábó l kritikus szerkezeteket! 21. Mi a hõ híd? Mutasson be példákat! Keressen megoldásokat a megszû ntetésre! 22. Milyen hatások ellen, és hogyan keres megoldásokat a páravédelem? 23. Á llítsa fel a páravédelmi feladatok fontossági sorrendjét! 24. Mi a hanggátlás szerepe a zajvédelemben? 25. Ismertesse a hanggátlás szerkezeti lehetõ ségeit! Nevezzen meg ilyen szerkezeteket! 26. Mi az úgynevezett hanglágy kapcsolatok lényege és szerepe? 23

24 27. Mi az építési modul szerepe és jelentõ sége? 28. Mutassa be a modulkoordináció legfontosabb alapfogalmainak magyarázatát vázlatos ábrákon! 29. Rendeljen külö nféle szerkezeti rendszerben, külö nféle építésmó dokkal megvaló sítandó épületekhez modul háló zatokat! 4.2. Alapozások Az épületek (és építmények) alapozása felveszi a kö zvetve és kö zvetlenül átadó ö sszes terheket (ld.: 4.1.4) é s á thá rítja az altalajra. Az alapozásokkal szemben támasztott követelmé nyek: statikai á llé konysá g ( süllyedés, elcsúszás, billenés, stb. ellen ) ká ros feszü ltsé gek kialakulásának megelõ zése az épület ö sszes szerkezeteiben és az altalajban "az ö sszes hibák kö zö tt, amiket építkezés kö zben el lehet kö vetni, éppen az alapozásban meglevõ k a legveszélyesebbek: mert az egész épület romlá sá t elõ idé zik, és nagy nehézségek árán sem küszö bö lhetõ k ki" ellená llóké pessé g járulékos hatásokkal ( ld.: ) szemben a fenti követelmények hatékony, de gazdasá gos kielégítése helyes anyag-, szerkezet-, és alapozási mó d választással Az alapozás az épület és a talaj kö zö tti kapcsolatot teremti meg, ezért anyaga, szerkezete, készítésmó dja egyfelõ l az épület tulajdonságaitó l, másfelõ l a talajviszonyoktó l függõ en más és más lehet. Alapozást befolyásoló legfontosabb é pü letjellemzõ k: az épület méretei, arányai - a terhelés mértéke az alaprajz és a tö meg tagoltsága - a terhelések eloszlása az épület szerkezeti rendszere - a teherátadás mó dja (vonalmenti, pontszerû, síkfelületen eloszló, stb.) a tartó szerkezet statikai erõ játékának jellemzõ i ( szabadságfokok, mozgásérzékenység ) A talajviszonyok alapozásra ható jellemzõ i: fizikai jellemzõ k kémiai jellemzõ k talajrétegzõ dés talajvízviszonyok Az alapozási mó d megválasztásakor figyelembeveendõ egyéb fontos szempontok: a helyszín (esetleg kedvezõ tlen) adottságai (pl.:alábányászottság, üregeltség, csúszásveszély, belvíz ) az épület gazdasági értéke, tervezett élettartama, 24

25 az építési idõ lerö vidítésének jelentõ sége a gépesíthetõ ség, a prefabrikáció s (elõ regyártási) fok, a téliesíthetõ ség függvényében a lehetséges kivitelezõ k szakmai felkészültsége, technoló giai felszereltsége, kapacitása A talajok tulajdonságainak meghatározására szolgáló mó dszerek ismertetése és a terhelt talajok viselkedésének vizsgálata a Geotechnika c. tantárgy feladata. A terhelt talajréteg mélységi helyzetének és az épület-altalaj kö zö tti teherkö zvetítés mó djának függvényében beszélhetünk: síkalapozá si mó dokró l (a felszinkö zeli teherhordó réteg síkfelületen eloszló kö zvetlen terhelést kap - síkbeli feszültségi állapot alakul ki), és mé lyalapozá si mó dokró l (a mélyebben fekvõ teherhordó réteg - kö zvetítõ elemek által terhelt - általában térbeli feszültségi állapot jö n létre) Külö nféle szerkezeti anyagokbó l az alkalmazott építéstechnoló gia szerint helyszínen ké szített, és elõ regyá rtott elemekbõ l ö sszeállított alapozási szerkezetek építhetõ k. A leggyakoribb alapozási megoldások a kö vetetkezõ k: Síkalapozá sok sávalapozás (4-3. ábra) pontalapozás (4-4. ábra) (talp-, szoliter-, tö mb-, kehely-, papucsalapok) gerenda ( szalag )- és gerendarács alapozás (4-5., 4-6. ábrák) lemezalapozás ( 4-7. ábra ) külö nleges síkalapozások (héj-, ék-, árbó c-, stb. alapozások) 25

26 4.3. á bra 4.4. á bra 26

27 4-5. á bra 4-6. á bra 27

28 4-7. á bra Mé lyalapozá sok kút- ( 4-8. ábra ), és szekrényalapozás (süllyesztett alapozások ) cö lö palapozás (4-9. ábra) résfalas alapozás 4-8. á bra 28

29 4-9. á bra Síkalapozások A síkalapozás egyszerû, gazdaságos és célszerû mó dszer. Síkalapozást lehet készíteni, ha a felszínkö zelben kellõ vastagságú teherbíró talajréteg van, a várható süllyedéskülö nbségek az épületre nem károsak, a felszínkö zeli réteg(-ek) teherbírása csekély ugyan, de az épület viszonylag kö nnyû, a mélyebb alaptö mb tö bbletterhe kicsi, a terhek nagyobb területen elosztható k, a talajcsere, javítás vagy szilárdítás gazdaságos. Az alapsík minimális mélységét a teherbíró rétegek helyzete mellett az úgynevezett fagyhatá r is korlátozza. Hazánkban ez azt jelenti, hogy a térszín alatt legalább cm mélységben kell az alapsíkot kialakítani, hogy a fagy hatására képzõ dõ "jéglencsék" károsító hatásait megelõ zzük. Külö nféle okok miatt az alapozás síkja épületen belül is változhat: a teherhordó réteg nem vízszintes, lejtõ s a terep, az épület részben alápincézett. Az alapozási síkok minden esetben lépcsõ zve kö vethetik a terep, a teherbíró talajréteg felületét. A hirtelen nagymértékû szintváltás káros feszültséghalmozó dásokhoz, repedések kialakulásához, tö nkremenetelhez vezethet, ezért teherbíró rétegen belül (pl. a részben alápincézett épület esetén) is kerülni kell. (4-10. ábra) 29

30 4-10. á bra Szomszédos épületek csatlakozó alapsíkjait azonos mélységben kell felvenni, mert meglévõ épület melletti sekélyebb alapozás annak oldalfalára, pincefalára káros oldalnyomást fejt ki, meglévõ épület melletti mélyebb alapozás veszélyezteti annak állékonyságát, ezért ilyen esetben szakaszos aláfalazás (betonozás) módszerével -dúcolás védelme mellett - a régi alapokat le kell mélyíteni az új alapozás síkjáig! (4-11. ábra) 30

31 4-11. á bra A sá valapok A legegyszerû bb síkalapozási mó dszer a sávalapok készítése. A fagyá lló szerkezeti anyagokbó l, (terméskõ, tö mö r égetett agyagtégla, csö mö szö lt "Az alapokat ré zsûsre és "úsztatott" beton, vasbeton) készített alaptestek általában a készítik, vagyis minél tömörfalas szerkezeti rendszerû é pü letek alapozására szolgálnak, magasabbra emelkednek, szemcsés és kö tö tt talajokban. A falszerkezetet teljes hosszúságában annál inkább csö kken a alátámasztó (tehát hossztengelye mentén vonalszerû en terhelt) alaptestek vastagságuk..." deré kszögû né gyszög, lépcsõ sen, vagy trapézalakban kiszé lesített keresztmetszetûek. A sávalapozás sémája és erõ játéka a 4-3. ábrán, a külö nbö zõ szerkezeti anyagú sávalapok jellemzõ keresztmetszetei pedig az S/1-1.ábralapon látható k. A viszonylag kis felületen (megkö zelítõ en vonalmentén) átvett terheket az alaptestnél gyengébb teherbíró -képességû altalajra csak nagyobb felü letre szé tosztva lehet áthárítani, ezért van szû kség gyakran kiszélesített keresztmetszetû sávalapokra. A kiszélesítés mértékét a 31

32 szerkezeti anyagokra jellemzõ teherátadási szö g korlátozza (ennél laposabb szö g alatt a nyomó feszültségek nem adó d- nak át az adott anyagban). A keresztmetszetek egyéb méretkö tö ttségeit szerkezeti és technoló giai indokokkal magyarázhatjuk. (kö tési szabályok, építési pontatlanságok kiküszö bö lése, zsaluzható ság, stb.) A vasbetonbó l készített (tehát húzó -, hajlító -, és nyíró igénybevételek felvételére is alkalmas) sávalap a terhek áthárítását keresztmetszeti síkban mû kö dõ (fordított) konzolké nt teszi. A falazá ssal készített szerkezetek és az altalaj kö zé kiegyenlítõ -teherelosztó ágyazati réteg, vasbetonszerkezeteknél (a vasszerelé s védelmére) szerelõ beton-réteg kerül. A betonozott alaptestek - amennyire lehetséges - termett talaj fö ldpartok kö zé, illetve zsaluzatokba kerülnek, dö ngö lt, csö mö szö lt, vagy vibrált tömöríté ssel, gyakran terméskõ (vagy jó minõ ségû betondarabok) "úsztatásával". A pontalapok A sávalapok hossza a szélességük három és félszeresét meghaladja. A rö videbb falszakaszok, félvázas és vá zas szerkezeti rendszerû épületek pillérei, oszlopai teherátadására szolgálnak a pont-, vagy tö mbalapok (más néven: szoliteralapok), szemcsés és kö tö tt talajokban. A sávalapokkal azonos szerkezeti anyagokbó l azonos keresztmetszetekkel, a (megkö zelítõ en pontszerû en) terhelõ pillér, vagy oszlop keresztmetszetétõ l függõ en négyszö g (négyzet, téglalap), sokszö g, vagy kö r alaprajzú hasáb, henger, csonka gúla, lépcsõ s "piramis", vagy csonka kúp alakú pontalapok készíthetõ k. A csak nyomásra igénybevehetõ anyagú pontalapok kiszélesítése a teherátadási kúpon belül célszerû, míg a vasbeton pontalapok kétirányban teherhordó konzolos szerkezetként értelmezhetõ k. A pontalapozások sémája és erõ játéka a 4-3. ábrán, jellemzõ keresztmetszeti és alaprajzi formálása az S/2-2. ábralapon látható. A vasbeton pilléralapozás elõ regyá rtott kehelyalaptest készítésével és beépítésével is megoldható. Gerenda é s gerendará cs alapok A gerenda és gerendarács alapok kizá rólag vasbetonból építhetõ k. A hossz-, é s/vagy hará ntvá zas szerkezeti rendszerû épületek gyengébb altalajok esetén nem alapozható k pontalapokkal gazdaságosan, mert túl nagy alapterületû alaptestekre lenne szû kség. A pillérsorok alatt végigvezetett (fordított) többtá maszú tartó ként mû kö dõ hajlított gerendatartóhatékonyabb teherátadásra képes (befogott pillérekkel az épület merevítésében is részt vehet). A gerenda (más néven: szalag-) alapok szerkezeti kialakítása az S/3-3. ábralapon, sémája és erõ játéka a 4-5. ábrán látható. A hajlított gerenda-keresztmetszet (a széles nyomott betonö vvel) a vasbetonszerkezetek alakításának jellegzetes példája (a húzó igénybevételeket vasalás veszi fel). 32

33 Vegyes é s egyesített vá zas szerkezeti rendszerû épületek esetén, vagy ha kétirányú merevítésre is szû kség van gerendará cs alapozás készíthetõ. A gerendarács alapozás erõ játéka és sémája a 4-6. ábrán tanulmányozható. A (fordított) kétirányban teherhordó tartó rács szerkezeti mû kö désének alapfeltétele, hogy a keresztezõ dõ gerendaalapok monolit egysé get képezzenek (ö sszefüggõ nyomatékbíró vasalás keresztben is, egyidejû zsaluzás, betonozás). A gerenda és gerendarács alapok bonyolult, idõ igényes zsaluzási munkát, talajvíz (külö nö sen agresszív) esetén kö ltséges víztelenítési mó dszerek alkalmazását, majd tagolt, sérülékeny szigetelést igényelnek, a talajvíznyomást pedig külö n leterhelõ szerkezettel kell felvenni. Lemezalapok Egyes terhelé si é s talajadottsá gok esetén (kis teherbírású talaj, nagy terhek, egyenlõ tlen tehereloszlás, stb.) túlságosan nagy alapterületû sáv-, vagy pontalapok, vagy túl sû rû, és széles gerenda, illetve gerendarácsalapok használatára lenne szû kség. Ezekben az esetekben - valamint ha a talajszint alatti tereket, szerkezeteket a talajvíz nyomása vagy agresszív hatásai ellen védeni, szigetelni kell - célszerû a teljes épületet ö sszefüggõ lemezalapra helyezni. A lemezalapozás sémája és erõ játéka a 4-7. ábrán látható, szerkezetváltozatai és részletmegoldásai az S/4-4.,5-5.,6-6. ábralapokon található k. A lemezalapok egy-,vagy kétirányban teherhordó hajlított szerkezetek, amelyek igénybevételeit a " fordított fö dém" elv alapján határozhatjuk meg. (A támaszerõ ket az ismert fal-, vagy pillérterhekkel helyettesítve számíthatjuk ki síkfelületen fellépõ megoszló talajfeszültséget, amelynek a talaj határfeszültsége alatt kell maradni.) A lemezalapok vasbetonbó l készülnek. A talajvíznyomásbó l fellépõ felhajtó erõ k ellen, vasbeton ellenlemezként is dolgozó lemezalapok, vagy csö mö szö lt beton leterhelõ lemezek szolgálnak. A lemezalapok szerkezetváltozatai: sík vasbeton lemezalapok, bordás vasbeton lemezalapok (fõ falak alatti, és/vagy pillérek kö zö tti erõ sítés), kazettás vasbeton lemezalapok (további kö zbensõ, kétirányú fió kbordákkal), fordított gombafö dém típusú vasbeton lemezalapok (átszúró dás elleni gombafejes pillércsatlakozású síklemez). A lemezalapok készítése általában nagyméretû (dúcolt, vagy rézsû s partfalú) pincetö mb kiemelést, és a teknõ szerû en kívü lrõ l kö r-beszigetelt szerkezet szilárdulásáig víz távoltartást igényel. Kü lönleges síkalapok A külö nleges síkalapok néhány szerkezetpéldája az S/ ábralapon látható : monolit és elõ regyártott vasbeton héjalap (pont-, gerenda-, és lemezként), vasbeton ékalakú sávalap, húzott alap, árbó calap, vasbeton fejgerendás beton vagy talaj-, téglatö rmelékbeton anyagú rö vid fúrt cö lö palap. 33

34 4.2.2 Mé lyalapozások A síkalapozásnál kö ltségesebb, bonyolultabb, nagyobb technikai felkészültséget igénylõ mélyalapozást akkor kell készíteni, ha a síkalapozás mû szaki szempontbó l nem felel meg, mert a felszínkö zeli talajréteg nem kellõ teherbírású, a helyszíni kö rülmények kedvezõ tlenek (vízkimosás, csúszásveszély, stb.), vagy gazdaságtalan a járulékos kö ltségek (pl. a víz távoltartás) miatt. Az elsõ sorban mû tárgyépítésben alkalmazott mélyalapozási eljárások a magasépítési gyakorlatban kevésbé terjedtek el, a külö nféle technoló giák, szerkezetek osztályozása esetleges, részletes tárgyalásukra a Geotechnika c. tantárgy keretében kerül sor. Magasépítési szempontbó l - az alapvetõ mû kö dési elvek, építési megoldások és szerkesztési elvek ismerete mellett a mélyalapok és a rájuk kerülõ épület kapcsolata, a terheket kö zvetõ szerkezetek kialakítása lényeges kérdés. 34

35 Sü llyesztett alapok A kút- és szekrényalapok építésére szolgáló eljárás lényege, hogy a talajszinten (helyszíni elõ regyártással) elkészített, vagy üzemben elõ regyártott elemekbõ l ö sszeállított, a leendõ alaptesteket határoló kutakat, illetve szekrényeket - folyamatos fö ldkitermelés mellett - végleges helyükre süllyesztik. A kiemelt fö ld helyére általában soványbeton kitö ltés kerül. A kútalapozás sémája és erõ játéka a 4-8. ábrán látható. A kútalapok "pontszerû en hárítják át a terheket. A kö zvetítõ szerkezet gerendarács, vagy vasbeton lemez lehet. Szerkezeti részletek, kialakítási változatok az S/9-9. ábralapon található k. A térszínen legyártott illetve gyû rû s szerkezetû elõ regyártott elemes kutak süllyesztését vágóéles kialakítás, vállkiképzés, súrló dáscsö kkentõ anyagú (pl. gyö ngykavics) kitö ltés a kö penyfal kö rül, estenként ö nsúly feletti tö bblet (pó t) terhelés is segítheti. A kutakat kitö ltõ olcsó bb (kis cementadagolású) soványbeton teherhárító képességét a kutat lezárt csõ vé alakító szerkezeti beton fenék-, és fejdugó k nö velik. A fenékdugó domború kialakítása nagyobb teherátadási felületet biztosít. A szekrényalapok általában a rájuk kerülõ építmény (mû tárgy) illetve épület alaprajzi kö r (és szerkezeti) vonalait veszik át. Süllyesztésük kerületmenti vágóélekkel, vagy úsztatás utáni vízbeeresztéssel (víz-, és hídépítés), szû kség esetén (víz alatt, gázok jelenlétekor) légnyomásos (keszon) mó dszerekkel, hajtható végre. A szekrényalapok alapvetõ szerkezetváltozatai és építésmó dja az S/ ábralap vázlatain tanulmányozható. Cölöpalapok Mélyebben fekvõ (nagyságrend: 10 m) teherbíró talajok elérését a jó l gépesíthetõ, az idõ járástó l csaknem függetlenül végezhetõ cö lö palapozási mó dszerek teszik lehetõ vé. Szerkezeti anyagaik és készítésmó djuk szerint általában helyszínre szállított (elõ regyártott) fa-, acél-, vasbeton, és helyszínen készített (monolit) beton-, vagy vasbeton cö lö pö ket használnak. Az elõ regyártott cö lö pö k lehajtási eljárásai lehetnek a verés, 35

36 "ha ez nehéz lenne, leásnak kissé a homokban és a havicsban, aztán leverik a cö lö pö ket, ameddig a hegyes tö lgyfacö lö pö k el nem é rik a jótömör talajt, ezekre építenek." vibrálás, sajtolás, csavarás, elõ fúrt lyukba eresztés. Helyszínen a cö lö pö ket talajkiszorító eljárásokkal (robbantás, vert lyuk), kiemelt (pl. fúrással) fö ld helyére ö ntö tt szerkezeti anyagbó l készítve megtámasztás nélkül béléscsõ védelme mellett, vagy résiszap kiszorítással, kiemelt (pl. fúrással) fö ld helyére tö ltö tt adalékanyag utó lagos kiinjektálásával állíthatjuk elõ. A cö lö pö k a terheket szerkezetük és a talajviszonyok függvényében a cö lö pcsúcs kö rnyezetében nyomással, vagy/és palástfelületükö n kö penysúrló dással adják át. Az úgynevezett tá maszkodócö lö pö k a terhek túlnyomó részét a csúcsnál, míg a lebegõ cö lö pö k kö penysúrló dással kö zvetítik. A cö lö pö kbõ l általában 2...5, 6 elemes cölöpcsoportokat képezhetünk, erõ s vasalású vasbeton cölöpfejekkel egyesítve a túlnyújtott vasbetétekkel ellátott (vagy verés után kibontott vasalású) kiálló cö lö pvégeket. Az épület és a cö lö pfejek (cö lö pö k) kö zö tt vasbeton gerendarács, vagy lemezszerkezet teremt teherátadó kapcsolatot. A cö lö palapozás erõ játéka és sémája a 4-9. ábrán, teherátadás mó dja és szerkezeti részletei az S/7-7., 8-8. ábralapokon található. Ré sfal alapok A cm vastag résfalakat m mélységig lehet alapozá sra, munkagö dö r határolására, megtá masztá sára, vízzá rá sra, fö ldalatti mû tárgyak építésére használják. Külö nö sen, sû rû n beépített területeken (pl.: foghíjak pó tlása) folyó munkák estén alkalmazható elõ nyö sen. Az oldalirányú erõ k felvételét kihorgonyzá s segítheti. A résfalakat monolit betonbó l, vagy vasbetonbó l készítik. A fal nyomvonalában megépített résvezetõ gerendapár kö zö tt, keskeny rést mélyítenek markoló kanalas fö ldkiemeléssel. A fö ldpartok beomlását a résbe tö ltö tt nagy térfogattö megû (bentonitos) zagy (résiszap) gátolja meg. A betonozást csö veken keresztül, a zagy kiszorításával, alulró l-fö lfelé végzik. Hosszabb falakat függõ leges szakaszolással (szakaszoló csö vek kö zö tt) készítenek. A résfalas szerkezetekrõ l, építésükrõ l készített tájékoztató vázlatok az S/ ábralapon vannak Ellenő rző ké rdé sek, feladatok a 4.2 fejezet anyagához 1. Mi az alapozás feladata? 36

37 2. Ismertesse az alapozások kö vetelményrendszerét! 3. Milyen épületjellemzõ k hatnak az alapozási mó d megválasztására? 4. Mi a talajviszonyok szerepe az alapozásban? 5. Készítsen kérdõ ívet alapozási mó d kiválasztásának dö ntés-elõ készítésére! 6. É rtékelje az alapvetõ alapozási mó dokat! 7. Melyek a síkalapok alkalmazásának feltételei? 8. Ismertesse az alapsík megválasztásának szempontjait! 9. Mutassa be az alapsík váltások okait, és mó djait! 10. Ismertesse külö nféle szerkezeti anyagú sávalapok teherátadási mechanizmusát! Rajzolja fel jellemzõ keresztmetszeteteket! 11. Nevezze meg a sávalapozás lehetséges munkafolyamatait! 12. Mikor készítünk pontalapokat? 13. Sorolja fel a pontalapok anyagait és szerkezeti formáit! 14. Mely síkalapokat kell vasbetonbó l készíteni és miért? 15. É rtékelje a gerenda-, gerendarács és lemezalapozásokat! 16. Mikor használunk mélyalapokat a magasépítésben? 17. Ismertesse a süllyesztett alapok szerkezetét, készítés mó dját! 18. Rajzoljon fel egy jellegzetes (függõ leges) kútalapmetszetet! 19. Osztályozza a cö lö palapokat tö bbféle szempont szerint! 20. Sorolja fel a mélyalapok és az épületek, épületszerkezetek kapcsolatát biztosító megoldásokat! 21. Milyen célokra használják a résfalakat? 22. Ismertesse a résfalak szerkezetét, építésmó dját! 4.3 Víz elleni szigetelé sek Az épületeket és szerkezeteiket érõ hatások egy részét a víz külö nbö zõ megjelenési formái okozzák. A hatások nedvesítés útján, illetve nedvesítés által érvényesülnek. A kármegelõ zés és a védelem mó dszereinek kialakítása érdekében szû kségünk van a nedvességokozó k és hatásaik pontos feltérképezésére Az é pü letet támadónedvessé gokozók é s hatásaik Az épület nedvességhatásoknak fokozott mértékben kitett részei, szerkezetei, elemei a terepszint alatt, a homlokzatokon, külö nö sen a talajjal érintkezõ lábazati falszakaszokon, úgynevezett vizes-, és vizes technoló giájú helyiségeiben, tetõ kö n, teraszokon, stb. fordulnak elõ (4-12. ábra) 37

38 A legfontosabb nedvessé gokozók a csapadé kvíz (kö zvetlenül a szerkezetekre jutó, vagy felcsapódó, illetve a talajba leszivárgó víz,hó, jég, stb.) talajvíz (talajszemcsék kö zö tti szabad víz), talajvízbõ l felszívó dó talajnedvessé g (kapillárisan kö tö tt), - talajvízbõ l felszabaduló talajpá ra, torlasztott víz (a talajvízzel azonos tulajdonságú - vízzáró talajréteg fö lö tt felgyû lt - csapadékvíz), haszná lati víz (a funkcionális használathoz, épületgépészeti rendszerekben a vizes helyiségekbe juttatott víz), á bra az ü zemi víz (ipari, laborató riumi technoló giákhoz szükséges, elfolyó - szennyezett - víz), a pá ra (funkcionális használat, vagy vizes technoló gia által keltett vízgõ z, párás levegõ ). (4-12. ábra) 38