Beton és vasbeton szerkezetek

Átírás

1 Történeti építéstechnikák Beton és vasbeton szerkezetek Visnovitz György Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék május 24. 1

2 Történeti szerkezet e a vasbeton? ókori eredet XX. szd i megjelenés két évtizedes forradalmi fejlődés után folyamatos és gyors evolúció napjainkig 2

3 A vasbeton, mint a legfontosabb kompozit szerkezet Kettős eredet: betonépítés vas és acélépítés vasbetonépítés minőségileg új szerkezetfajta 3

4 Miért nehéz a vasbeton szerkezetfejlődés történeti szintű tárgyalása? Anyag: cement/beton acél/vasváz a két anyag kapcsolata újabb anyagok Mechanikai modell, erőjáték: rúdszerkezet, síkbeli szerkezet térbeli összetett héjszerkezet Technológia: zsaluzat monolit /előregyártott elő/utófeszítés anyagmozgatás Emberi tudás: tapasztalati ismeretek elméleti ismeretek szabályozás (szabványok) 4

5 Miért nehéz a vasbeton szerkezetfejlődés történeti szintű tárgyalása? Szellemtörténeti tárgyalás: kimagasló személyiségek Funkcionális tárgyalás: hidak, mérnöki szerkezetek középületek magasházak stb. Építőművészeti tárgyalás : meghatározó stílusok, formák, egyéni karakterek Földrajzi tagolás: Európa világ Magyarország 5

6 A legfontosabb mérföldkövek A kezdetek világ Magyarország Hidraulikus kötőanyag, beton I. szd Róma Budapest, aqueductus Portlandcement Nagyüzemi gyártás Beton a mélyépítésben Acélgyártás ( nagyüzemi) Vashálós beton Vasalt betonszerkezetek Merev betétes vasbeton Cementgyártás forgókemencével (nagyüzemi) 1824 Joseph Aspdin 1844 Anglia 1828 I. K. Brunel, Themze alagút 1855 Henry Bessemer Szélfrissítéses konverter 1848 Lambot csónakja 1849 Monier virágvázái 1878 Joseph Monier szabadalom 1880 as évek Josef 1886 Melan Anglia 1869 Beocsin 1876 Lábatlan 1844 Lánchíd alapjai 1866 Resica 1889 Solt kétnyílású híd 1884 Wünsch Róbert 6

7 Hennebique rendszere A legfontosabb mérföldkövek 2. világ 1892 Francois Hennebique Magyarország 1900 Zielinski Szilárd Első vasbeton szabályzat 1902 Svájc 1909 Magyarország Az első vb magasház 1903 Ingalls Building Cincinatti, Ohio bauxitbeton előfeszítés 1927 Eugene Freyssinet 1960 körül OTI székház, Budapest Első vasbeton héj 1930 Eduardo Torroja 1930 as évek Menyhárd István Völgyzáró gát 1936 Hoover Dam 1954 Tiszalök Nagyüzemi előregyártás 1945 után 1959 Dunaújváros Nagyelemes helyszíni előregyártás stb as évek 7

8 A vasbetonépítés alapjai Vállalati szerződés vasvázas betonmunkák kivitelére

9 A beton alapanyagairól: A vasbetonépítés alapjai A felhasználandó kavics tiszta folyam vagy bányakavics legyen, melynél az egyes kavicsszemek nagysága 30/30 mm-nél nagyobbak ne legyenek. Folyam vagy bánya-kavics helyett építésre alkalmas, jó minőségű keménykőzetből készült tiszta és pormentes zúzottkő is alkalmazható. A szállítandó homok tiszta szemcsés, éles legyen, kézben dörzsölve azt be ne piszkítsa, iszapos vagy földes homokot vállalkozó mosatni tartozik. A víz tiszta folyó- vagy kútvíz legyen. A felhasználandó cement a legjobb minőségű, lassan kötő portlandcement legyen. 9

10 A vasbetonépítés alapjai A beton készítéséről: A keverési arányra általában megállapíttatik, hogy a teljesen elkészített és bedöngölt 1 m 3 betonban 300 kg portlandcement legyen. A homok és kavics egymás közötti aránya körülbelül 1:2-nek feleljen meg, a homoktartalom azonban soha kisebb nem lehet azon mennyiségnél, mely az alkalmazott homokmentes kavicsszemek közötti üregek kitöltésére feltétlenül szükséges. A homoknak és kavicsnak egymás közti aránya tiszta homok vagy kavics hozzáadása által megfelelően szabályozandó. A beton csak annyi vízzel készítendő, amennyi a szükséges, hogy az összes kavics-szemek és vasbetétek habarccsal teljesen körül legyenek véve, de ne legyen a vízmennyiség több, mint amennyivel a beton még jól döngölhető. 10

11 A vasvázról: A vasbetonépítés alapjai A vasváz gömbölyű és szalagvas repedés és hólyagmentes hengerelt lágyvas vagy aczél legyen. A vasrudak és szalagvasak elhelyezésük előtt tervszerűen meghajlítandók, földes piszoktól és laza rozsdától megtisztítandók. Erősen tapadó rozsda nem káros, ezt tehát eltávolítani nem kell. 11

12 A vasbetonépítés alapjai Megengedhető feszültségek Szabályzat vasbetétes beton-szerkezetek tervezése és építése tárgyában BETON VAS Szerkezet, igénybevétel kg/cm 2 Fajta, igénybevétel kg/cm 2 hajlított tartóban 45 oszlopban, ha megterhelése centrikus oszlopban, ha a hajlítást elhanyagoljuk folyasztott vasban húzásra hegesztett vasban húzásra folyasztott vasban nyírásra nyírásra 5 hegesztett vasban nyírásra

13 Az őskor az ókorban Róma, Colosseum Róma, Pantheon Aquincum 13

14 Az őskor az újkorban Mélyépítési és vízépítési betonszerkezetek hidak Monolit kő, szikla Híd a Dourdogne folyón Souillac (F) A Lánchíd hídfőjének alapozása W. T. Clark Róma, Pantheon 14

15 A vasbeton kőkorszak a Frederick Law Olmstead Seguin, Texas (USA) William E Ward House, Rye Brook, NY Greenwich, CT es évek eleje vasbeton Aquincum 15

16 A vassal erősítés korszaka 1850 es évek Jean Louis Lambot Ransome rendszere USA után 16

17 A vassal erősítés korszaka Francois Coignet 1852 W. Wilkinson USA

18 A vassal erősítés korszaka Josef Monier Reichstag Berlin Monier szabadalom

19 A vassal erősítés korszaka A Monier rendszer Németországban Gustav Adolf Wayss , Conrad Freytag Hamburg Elektromos elosztó 1910 Ligetfalu, Zománcüzem

20 Az igazi vasbeton születése Francois Hennebique

21 Az igazi vasbeton születése Hennebique rendszere 21

22 Az igazi vasbeton születése Hennebique szabadalma 22

23 23 Az igazi vasbeton születése

24 Az igazi vasbeton születése Hennebique villája, Borge la Reine

25 Az Hennebique rendszer megjelenése Magyarországon Beocsin

26 Az Hennebique rendszer megjelenése Magyarországon k é z s s é n a épz T i ik t e z k e ö k n r r e é z s m ó ak t r a z S T s s é ó i i c n k a tru t g á s s n d o r k á l t-re i z S e z E e k BM szer ó t r Ta 26

27 Az Hennebique rendszer megjelenése Magyarországon 27

28 Az Hennebique rendszer megjelenése Magyarországon 28

29 Hogyan méreteztek? Mihailich Haviár: A vasbetonépítés kezdetei és első létesítményei Magyarországon Gyakorlati tapasztalati módszerek Kísérleti megalapozás, vállalati sőt állami szinten is támogatva. Nagy, erős egyéniségek meghatározó szerepe Egyszerű, sokszor hibás feltételezéseken alapuló számítások (de számítások!) Az elmélet távolról követi a gyakorlatot Szabályozás szintén megkésve követi a gyakorlatot A szaklapok fontossága Egyetemi laboratóriumok, tanszékek veszik át a tudományos vonalat. A kísérleti tapasztalati vonal a későbbiekben is nagyon erős (a vasbeton jól modellezhető, de elméletileg nehezen írható le.) 29

30 Megengedhető feszültségek Szabályzat vasbetétes beton-szerkezetek tervezése és építése tárgyában BETON VAS Szerkezet, igénybevétel kg/cm 2 Fajta, igénybevétel kg/cm 2 hajlított tartóban 45 oszlopban, ha megterhelése centrikus oszlopban, ha a hajlítást elhanyagoljuk nyírásra 5 folyasztott vasban húzásra hegesztett vasban húzásra folyasztott vasban nyírásra hegesztett vasban 850 nyírásra 30

31 Az építéstechnika forradalma Periodikus betonacél Ransome (csavart) Johnson (melegen hengerelt) Edmond Coignet, betonkeverő 31

32 Az építéstechnika forradalma 1913 Ready Mix Baltimore, Maryland XX. század eleji keverőgép Edison betonszállítószabadalma 32

33 33 Konstruálás és szerkezeti modellek

34 A faszerkezet mint mintakép Oszlop gerendás fedélszékes rendszerek Zeneakadémia Zielinski Szilárd Jemnitz Zsigmond Budapest, Petőfi Sándor utcai főposta Zielinski Ray Dezső,

35 A faszerkezet mint mintakép Oszlop gerendás fedélszékes rendszerek 35

36 Versenyfutás az acélszerkezetekkel: keretek, többszintes vázak Rue Ponthieu garázs, August Perret 1905 Gyárépület, Boston USA, 1911 Hennebique 36

37 37 Versenyfutás az acélszerkezetekkel: keretek, többszintes vázak Dorottya udvar (eredetileg KUK ruharaktár) körül Bp, Bocskay út

38 Versenyfutás az acélszerkezetekkel: ívtartós szerkezetek Ateliers Esders (1919),. Auguste Perret, Paris 11e. uszodalépület, Louis Bonnier, Butte aux Cailles, Paris, Nemzeti Sportuszoda,

39 Versenyfutás az acélszerkezetekkel: ívtartós szerkezetek Orly hangárok , Freyssinet St. Louis USA : A nyugat kapuja. Eero Saarinen,1947. Az építkezés 1963 ban kezdődött és 1965 ig tartott. 39

40 Egy korai francia példa Fiat szerviz, Budapest, Dózsa György út Versenyfutás az acélszerkezetekkel: vonórudas ívtartók 40

41 Versenyfutás az acélszerkezetekkel: rácsos tartók Usti nad Labem (Aussig) (CZ) temlom Visintini rendszer

42 Versenyfutás az acélszerkezetekkel: Vierendeel tartók Raktár Chiasso (CH), Robert Maillart 42

43 A gombafödém születése Robert Maillart Söröző, 1910 Zürich, Schweiz, Rorschach am Bodensee,1912, Schweiz 43

44 Széntároló.Saint Vaast, Hennebique Mérnöki szerkezetek 1. Hoover Dam A világ legnagyobb vb. projektje 44

45 Mérnöki szerkezetek víztornyok 45

46 Genovai gabonasilók, Hennebique 1901 Mérnöki szerkezetek Silos américains, publié par Gropius en 1914 (en bas) et Le Corbusier en

47 Mérnöki szerkezetek Budai hengermalom Nagytétény Gót Árpád és Gergely Jenő 47

48 Hagyomány és megújulás Van e a vasbeton építésnek történeti stílusa? 48

49 Hagyomány és megújulás Lehet e a vasbeton építésnek történeti stílusa? 49

50 Hagyomány és megújulás Notre Dame du Raincy Auguste Perret

51 Hagyomány és megújulás Városmajori templom. Árkay Aladár

52 A korai vasbeton és az építőművészet Az esztétikai hatás eléréséhez szükséges, hogy a mérnök szerkezeteinél az építészeknek magát alárendelje. Az anyagnak és konstrukciónak megfelelő formát csak így lehet megtalálni. (Zielinski előadása, 1906) Én ezen szerkezeteket először használom praxisomban, és nem értek hozzá,: a szerkezetet kizárólag az ön személye iránti bizalmam folytán acceptáltam (Ágoston Emil építész Zielinszkihez írt levele, 1908) 52

53 A korai vasbeton hatása az építőművészetre Beton lakások USA Thomas Alva Edison. 52

54 A korai vasbeton és az építőművészet Hennebique, 1, rue Danton Emil Arnauld arch. Rue Franklin 25 Bérház 1903, Auguste Perret 53

55 A korai vasbeton és az építőművészet Párisi Nagy Áruház 1909 Guth és Gergely, Sziklai Zsigmond Fegyvergyár Budapest Gergely Jenő,

56 A korai vasbeton és az építőművészet Fagus gyár, Alfeld (D)1910. Walter Gropiua, Adolf Meyer Le Corbusier, Dom ino

57 A korai vasbeton és az építőművészet 1919 Mies van der Rohe Magasház terv 56

58 Erich Mendelsohn, Einstein torony, Postdam, A korai vasbeton és az építőművészet Le Corbusier: Ronchamp kápolna

59 A vasbeton önálló utakra lel: Térbeli tartók, héjszerkezetek P.L. Nervi. Scale elicoidali, Stadio Artemio Franchi Firenze (I) Frankfurt (D) Nagyvásártelep Zeiss Dywidag rendszerű csarnokok Budapest Nagyvásártelep

60 A vasbeton önálló utakra lel: Térbeli tartók, héjszerkezetek Piac, Algeciras (E) Eduardo Torroja,

61 Vasbeton hidak Monier rendszerű híd 60

62 Grünwalder(D) A régi Isar híd 1904 Vasbeton hidak Emil Mörsch Hennebique, Ponte del Risorgimento, Róma(I) 61

63 F. Visintini : gyalogos híd, Oberwaltersdorf (A) Vasbeton hidak Visintini híd, Pottenstein, Alsó Austria 62

64 Vasbeton hidak Pont de Saint Pierre du Vauvray sur la Seine 1924 Eugène Freyssinet

65 Vasbeton hidak Plougasteu híd építése, Franciaország Luzancy híd építése Freyssinet 64

66 Vasbeton hidak Salgina völgy feletti híd (CH) Robert Maillart ( ) 65

67 Basento híd Potenza (I) Vasbeton hidak Sergio Musmeci ( ) 66

68 Vasbeton hidak Magyarországon Wünsch híd 1896 Merev betétes Sákor híd, Solt Mo. első vb hídja (Monier rendszer) Az 1905 ben épített első vasbeton kisvasúti hídvázrajza 67

69 Vasbeton hidak Magyarország A veszprémi völgyhíd 68

70 Vasbeton hidak Magyarország Alsópályás vb ívtartós Rábca híd Kőröshegyi völgyhíd 69

71 The end