MAGASÉPÍTÉSTAN ALAPJAI Magasépítéstan alapjai 4. Előadás BME MET Előadó: 2014/2015 II. szemeszter egyetemi docens, BME Építőanyagok és Magasépítés Tanszék
4. Előadás Födémek, koszorúk, áthidalók 1. Födémek rendeltetése 2. Csoportosítás, födémek fejlődése 3. Födémek fajtáinak bemutatása Boltozatok Síkfödémek Fafödémek Acélgerendás födémek Vasbeton födémek Monolit vasbeton födémek Előregyártott vasbeton födémek Részlegesen előregyártott vasbeton födémek 4. Erkélyek, loggiák, teraszok 5. Koszorú rendeltetése, kialakítása 6. Áthidaló rendeltetése, fajtái, kivitelezési lehetőségei 7. Födémek tervezése 2
1. Födémek rendeltetése A födémek ~vízszintes teherhordó szerkezetek. Feladatuk: a terek lefedése, az egymás fölötti szintek elválasztása. (Az egymás fölé kerülő terek térelhatárolását szolgálják) Főbb szerkezeti egységei: a teherhordó szerkezet, a hő- és hangszigetelő réteg, a padlószerkezet (padozat). 3
Tervezési szempontok Erőtani tervezés: tartószerkezet kialakítása, anyag- és szerkezetválasztás Épületszerkezeti szempontok Összetett igények = különböző, sajátos rétegend (padlók, tető-rétegrendek, árkádfödémek, álmennyezetek); Tűzvédelem Akusztika Épületgépészet Hőtechnika, energetika Kivitelezési szempontok Építéstechnológia (felszereltség, gyorsaság) Gyártás szállítás szerelés (pontosság) Gazdaságosság (építés+fenntartás) Építészeti, esztétikai szempontok 4
2. Csoportosítás, födémek fejlődése I. Csoportosítás lehetséges: a) A teherhordó szerkezet alakja szerint: síkfödém, boltozat b) A teherhordó szerkezet anyaga szerint: pl.: beton, vasbeton, acél stb. c) Kivitelezési mód szerint: előregyártott (elemekből összeállított), monolit, félmonolit d) A teherhordó szerkezet felépítése szerint: gerendás+béléstestes, pallós, lemez stb. E ger. A képen látható födémszakasz: a) síkfödém b) vasbeton c) előregyártott d) gerenda + béléstest elemekből összeállított 5
2. Csoportosítás, födémek fejlődése II. A födémek fejlődése: 19. sz.: pince és földszint fölött boltozat, följebb fafödém; 1850. az acélgerendás (poroszsüveg) födémek; 1870. Ny-Európa: vasalt beton födémek; 1893-1909. Mo.: MÁTRAI salakbeton födém; 1910. mai értelemben vett vasbeton szerkezetek; I. világháború után sűrűbordás, idomtestes födémek; 1928-42.: bauxit-cement alkalmazása; 1930. az előregyártás gondolata; II. világháború után egy. vb. födémek előfeszítés; 20. sz. második fele monolit vb. fejlesztése; 20. sz. utolsó negyede részlegesen előregyártott födémek. forrás: Dr. Széll Mária előadása 6
3. Födémek fajtáinak bemutatása; áttekintés I. Boltozatok: egy- vagy két irányban görbült szerkezetek Fafödémek : csapos gerendafödém; pórfödém; pólyásfödém; borított gerendafödém; pallófödém Acélgerendás födémek : téglaboltozatos (poroszsüveg) födém; Horcsikfödém; Mátrai-födém Monolit vasbeton födémek: alulbordás monolit vasbeton födém; felülbordás monolit vasbeton födém; sík; gombafödém (rejtett gombafödém); kazettás födém, idomtestes födém Előregyártott vasbeton födémek: a) Gerendás- béléstestes födémek; vasbeton illetve feszített vasbeton gerendák+beton illetve kerámia anyagú béléstestek (egyes típusok kötelezően felbetonnal) b) Pallófödémek feszített vasbeton körüreges födémpallók c) Födémpanelek (Magasépítéstan I. témája) Félmonolit vasbeton födémek: gerendák+béléstestek (pl. FERT); gerendák feszített vb. maggal+béléstestek (pl. Porotherm); zsaluzó- vagy kéregpaneles födémek 7
3. Födémek fajtáinak bemutatása; áttekintés II. Boltozatok: egy vagy két irányban görbült szerkezetek, jellemző a nyomó igénybevétel, a támaszoknál a függőleges erők mellett vízszintes erőkkel is számolni kell. Egy irányban görbült szerkezet Két irányban görbült szerkezet DONGABOLTOZAT CSEHBOLTOZAT 8
kép forrása: http://www.gewoelbegestaltung.de
3. Födémek fajtáinak bemutatása; áttekintés III. Fafödémek : csapos gerendafödém; pórfödém; pólyásfödém; borított gerendafödém; pallófödém A fafödém korábban és jelenleg is főként a kisebb épületek építésében játszik szerepet. Korszerű változatokkal az ökologikus, környezetbarát építés és a készházak területén találkozunk. Hagyományos változatokból kettő csapos gerendafödém pórfödém 10
Kőkonzolra fektetett fafödém fotó: Kapcsos Ádám
Beszakadt fafödém felújítás közbeni állapot fotó: Watson Judit 12
3. Födémek fajtáinak bemutatása; áttekintés IV. Fafödémek korszerű változatai Rétegrendi változat: alulról felfelé: 20/15 cm födémgerenda 2/13 cm deszkázat 1 réteg párazáró fólia (átlapolások légmentesen ragasztva) 20 cm lécváz közötte 20 cm Thermofloc cellulózrost hőszigetelés teljes deszkázat kép forrása: www.lifepr.de 13
3. Födémek fajtáinak bemutatása; áttekintés V. Acélgerendás födémek Jellemző típusa a poroszsüveg-boltozatos födém További változatai: acélgerendás téglabéléstestes (Horcsik-födém) acélgerendás (vasbeton)lemezes (Mátrai) Mai típusok: trapézlemez + felbeton szerelt födém Alkalmazásuk jelenleg: acélszerkezetű magas-házak, nagyfesztávú csarnokok és könnyűszerkezetes készházak. 14
3. Födémek fajtáinak bemutatása; áttekintés VI. Monolit vasbeton födémek Síklemez födémek a) egy irányban vagy két irányban teherhordó szerkezetek, b) vonal-menti (fal, gerenda), vagy pontszerű megtámasztással,pillérekkel alátámasztva: látszó fejezetes gombafödémként, vagy fej nélküli gombafödémként c) bordás vasbetonlemezek Idomtestes födémek d)egy irányban teherhordó, alul-felül sík szerkezetek, amelyek nagyszilárdságú idomtestekkel, a betonnal és a betonacéllal statikailag együttdolgozók. Felbeton nélkül és felbetonnal is készíthetők. Pl. Bohn-tégla födém e)sűrűbordás, nem együttdolgozó béléstestes, felbetonnal a b c d e forrás: Dr. Széll Mária előadása 16
KORSZERŰ IDOMTESTES FÖDÉM Betonkiöntés Födémtégla Vasalás forrás: http: //www.elkage.de
3. Födémek fajtáinak bemutatása; áttekintés VII. Monolit vasbeton födémek: Monolit vasbeton bordás födémek Alulbordás lemez racionális, gazdaságos szerkezet, a gerenda a lemezzel együttdolgozó fejlemezes gerendaként számolható. a bordák tengelytávolsága 1,50 2,50 m közötti, a lelógó bordák a válaszfalak beépítésénél nehézséget okoznak. Felülbordás lemez kedvezőtlenebb erőjáték, szerkezeti magasság nő - önsúly nő. Sűrűbordás födémek (kazettás) t 70 cm tengelytávú vasbeton bordák + felső síkjukon csatlakozó, v t/10 vastagságú lemez + a bordák közötti könnyű, a vasbetonnal statikailag nem együttdolgozó béléstestek; A sűrűbordás födémet erőjátéka alapján megkülönböztetjük az idomtestes födémektől. 18
3. Födémek fajtáinak bemutatása; áttekintés VIII. Monolit vasbeton födémek változatai alulbordás födém felülbordás födém padlórétegekkel 19
3. Födémek fajtáinak bemutatása; áttekintés IX. Monolit vasbeton födémek változatai Két irányban teherhordó vasbetonlemez, a bordák metszéspontjában alátámasztva gombafödém 23
forrás: Fővárosi Vízművek
3. Födémek fajtáinak bemutatása; áttekintés X. Előregyártott vasbeton födémek: a) Gerendás- béléstestes födémek; vasbeton illetve feszített vasbeton gerendák+beton illetve kerámia anyagú béléstestek (egyes típusok kötelezően felbetonnal) b) Pallófödémek feszített vasbeton körüreges födémpallók Jellemzés: az építőanyagok minősége ellenőrizhető méretezéskor a valódi működést lehet modellezni szabványos minőségben, méretben gyártott elemek készülnek beépítésük gyors, általában szerelő jellegű a szerkezet lényegében azonnal terhelhető FELBETON: a béléstestek elhelyezését követően, a béléstestre és a gerendára terített betonréteg 25
3. Födémek fajtáinak bemutatása; áttekintés XI. Előregyártott vasbeton födémek: a) Gerendás- béléstestes födémek; vasbeton illetve feszített vasbeton gerendák+beton illetve kerámia anyagú béléstestek (egyes típusok kötelezően felbetonnal) FF G GM E M EB-60/19 EB-30/19 EB 60/24 MB-60 MB-100 B-60 B-100 26
3. Födémek fajtáinak bemutatása; áttekintés XII. RÉSZLETEK a) Teherviselési irány váltása belső falon b) Koszorúval egyesített nyílásáthidaló c) Koszorú szélső falon (teherviselés irányával párhuzamosan futó koszorú) d) Közbenső födémmezők d) a) b) c) 27
3. Födémek fajtáinak bemutatása; áttekintés XIII. CSALÁDI HÁZ ÉPÍTÉSÉHEZ MAGASÍTOTT E7-E jelű GERENDA E7-E jelű gerenda elhelyezése és a jellemző födémszakasz a) 540 cm-es falköznél, b) 600 cm-es falköznél, c) 660 cm-es falköznél, d) 720 cm-es falköznél a) b) c) 800 cm-es falköznél a felbeton vasalt. Gerendák szabályos raktározása d) 28
3. Födémek fajtáinak bemutatása; áttekintés XIV. b) Pallófödémek feszített vasbeton körüreges födémpallók PK; PS Jellemzés: Előregyártott vasbeton pallós födémek A 0,60, (1,00), 1,20 m széles üreges pallók sorolásával szilárd, tartós, közepesen tűzálló födém építhető. Előnyei: a nagyobb fesztávok tartományában a kedvező az önsúly és a teherbírás aránya. Hátránya: Kötöttebb tervezés a nagy elemméretek miatt. Kiegészítő monolit szakaszok szükségesek. Kéttámaszú tartóként alkalmazható, ezért kiváltó-, Illetve mestergerendák is szükségesek lehetnek. Hagyományos: PS, PK Újabb típusok: BVM-TIP, UNIVÁZ, LEIER, SWUT c) födémpanelek- helyiségnagyságú előregyártott elemek 29
3. Födémek fajtáinak bemutatása; áttekintés XV. Részlegesen előregyártott, vagy félmonolit vasbeton födémek Előnyök összegzése: az előregyártásból adódó pontosság, ellenőrzött minőség és a monolitikus építés statikai-méretezési szabadsága is érvényre jut. 1)Vázkerámia födémek: előregyártott, kerámiaelem-kérgű vasalt beton (illetve feszített vasbeton) gerendák + vékonyfalú, üreges kerámia béléstestek + pótvasak és kibetonozás (felbeton) 2) Zsaluzóelemes vagy kéregpaneles födémek: vékony előregyártott felületelemek vasalással, és helyszíni rábetonozással 3) Vasbetongerendás mester - födémek: beton, fabeton, illetve kerámia béléstestekkel + helyszíni betonozás 30
3. Födémek fajtáinak bemutatása; áttekintés XVI. FERT födém tengelytáv: 50 cm gerendák: kígyózó kengyelekkel összekapcsolt 3 hosszvas, alsó öv kerámiakérgű betonban + 19 vagy 22 cm magas béléstestek, fesztáv l = 3,00 6,60 m - 20 cm-es méretlépcsőkön; szükség esetén 4 cm vasalt felbeton; és monolit keresztbordák falköz 4,0 m keresztbordák, beépítés. 31
3. Födémek fajtáinak bemutatása; áttekintés XVII. POROTHERM födém POROTHERM építési rendszer födémje: Kerámia kérgű, feszített gerendák, + 17 cm magas béléstestek, Falköz = 2,25 7,00 m -25 cm-es méretlépcsőkkel (a ger. vég vágható); Tengelytáv: 45, illetve 60 cm, 4, illetve 6 cm-es vasalt felbeton/vasalt felbeton. - Építés közben a gerendákat alá kell támasztani 32
3. Födémek fajtáinak bemutatása; áttekintés XVIII. POROTHERM födém 33
FILM 34
3. Födémek fajtáinak bemutatása; áttekintés XIX. zsaluzóelemes, vagy kéregpaneles födémek Jellemzés: nagyfelületű, vékony ( 4 cm), előregyártott vb. lemezek bennmaradó zsaluzatként, a 75 cm tengelytávon kiálló betonacél rácsbordákat a helyszínen kiegészítő vasalással ellátva bebetonozzák; gazdaságos födémvastagság: 10-40 cm között; 25 cm-nél nagyobb lemezvastagság esetén a rácsbordák közé polisztirolhab betétek is helyezhetők, a könnyített (gyengébb léghang-gátlású) födémmel 10,00 m-es fesztáv is áthidalható. Típusok: Leier, korábban Profipanel, különböző német cégek filigrandecke elemei 35
3. Födémek fajtáinak bemutatása; áttekintés XX. vasbeton gerendás mesterfödémek Jellemzés: A gerenda húzott öve előregyártott, a felső öv a helyszíni betonozással és vasalással készül el. Építés közben segédtámaszt igényel. A födém képes követni a szabad alaprajzot. Pl. Leier gerenda Pl. Leier béléstestek 36
3. Födémek fajtáinak bemutatása; áttekintés XXI. vasbeton gerendás mesterfödémek 37
4. Erkélyek, loggiák, teraszok I. A HŐÁRAM ÚTJA HŐHÍDMEGSZAKÍTÁS NÉLKÜL 1. és 2. eredeti ábra forrása: http://shp.hu/hpc/web.php?a=vasbetontervezes&o=remwvsfhl4 38
4. Erkélyek, loggiák, teraszok II. Jellemző megoldások az erkélyek kialakításánál 1. A konzolos vasbeton lemez megszakítja a falazat és az áthidaló hőszigetelését, a hőáram útja szabad. 2. Kiegészítő hőszigetelés csak a a monolit áthidaló előtt van, a hőáram útja szabad. 39
4. Erkélyek, loggiák, teraszok III. Jellemző megoldások az erkélyek kialakításánál 3. Az erkélylemez a konzolos vasbeton gerendára terhel, a födém és az erkélylemez külön szerkezet. Hőáramlás csak a kisebb keresztmetszetű gerendán keresztül jön létre. Csekélyebb, mint az 1. ábrán. 4. A kiegészítő hőszigetelés beburkolja a teljes erkélylemezt, a hőáramlást megakadályozza, illetve mérsékeli. 40
4. Erkélyek, loggiák, teraszok IV. Jellemző megoldások az erkélyek kialakításánál 5. A konzolos erkélylemezt a koszorútól, a födémszéltől és a kiváltótól is elválasztja a HŐHÍDMEGSZAKÍTÓ elem, amely a hőáramlást megakadályozza, illetve jelentősen mérsékeli. 41
5. Koszorúk rendeltetése, kialakítása I. Rendeltetés: a terhek egyenletes szétosztása (igénybevétel: függőleges síkú hajlítás); -az összpontosított nyomatékok felvétele (igénybevétel: csavarás); -a vízszintes erők felvétele (igénybevétel: vízszintes síkú hajlítás); -a falak összefogása (igénybevétel: húzás); -áthidalóval egyesítve nyílások kiváltása (igénybevétel: függőleges síkú hajlítás). pórusbeton falazatban hagyományos tégla falazatban, szélső és középfőfalban 42
5. Koszorúk rendeltetése, kialakítása II. A koszorú elődje a falkötő vas; a képen a fal elbontása után láthatóvá váltak a régi falkötővasak. A boltozatok vízszintes erőinek felvételére vonóvasakat alkalmaztak. (nem azonos szerkezet a falkötő vassal) 43
6. Áthidalók rendeltetése I. A falnyílásokat kétoldalt a fal, fönt az áthidaló, lent a mellvéd, illetve küszöb határolja. Az áthidaló a nyílás feletti teherhordó szerkezet, mely a fölötte lévő falból és födémből származó terheket a nyílás két oldalát határoló falaknak adja át. Az áthidalás készülhet boltövként és gerendaként. Falazott boltöv igénybevétele: nyomás Téglából készült szegmens ívű boltöv Gerenda igénybevétele: hajlítás Kerámiapapucsos előfeszített vasbetongerenda áthidalók 44
6. Áthidalók rendeltetése II. Az áthidalók anyaga lehet: Boltöv esetén: tégla, beton, kő Gerenda esetén: acél, vasbeton, kerémiapapucsos, vagy könnyűbeton zsaluzó elmes vasbeton EGYENES TÉGLA BOLTÖV Kivitelezés módja szerint a vasbeton áthidaló-gerendák lehetnek: előregyártottak, illetve helyszíni betonozásúak, és félmonolit típusúak. YTONG ACÉLGERENDA ÁTHIDALÓ 45
6. Áthidalók rendeltetése III. Vasbeton áthidaló-gerendák 1)Előregyártott vasbeton gerendák, kerámiapapcsos elemek (pl. Fert, Porotherm) A 2) Helyszíni betonozású vasbeton áthidalók Az ábra forrása: http://www.kheopsz.hu/zsaluzas.html 46
7. Födémek tervezése I. A tervezés menete: teherhordás irányának megállapítása; teherhordó és merevítő falak helye, fesztávok megállapítása; födém anyagának (pl. vasbeton) és szerkezetének eldöntése; fesztávok ellenőrzése Kritikus helyek megoldása: födémáttörések szegélyezése; válaszfalak alátámasztása; vizes helyiségek alatti csőszerelésre alkalmas födémrészek kialakítása; csapadékhatásnak kitett erkély, loggia mezők, konzolos szakaszok megoldása. Csomópontok szerkesztése: födémszélek, koszorúk hőszigetelése; nyílásáthidalások megtervezése; hőhídmentesség ellenőrzése; vízszigetelést igénylő szakaszok geometriai kontrollja 47
7. Födémek tervezése II. 1. Házi feladat 4-lakásos társasház födéme: Monolit vb. síklemez a) Rétegrend: 1 cm lapburkolat 0,8 cm ragasztó+kiegyenlítés 6 cm aljzatbeton(esztrich) 1 réteg technológiai szigetelés 2 cm lépéshang elleni szigetelés 20 cm vasbeton lemez Összesen: 30 cm a) Rétegrend: 1 cm szőnyegpadló 0,8 cm ragasztó + kiegyenlítés + u.az, mint az előző az aljzatbetontól FÖDÉMÁTTÖRÉSEK! 48
MAGASÉPÍTÉSTAN ALAPJAI KÖSZÖNÖM A FIGYELMET! barati. ilona@met.bme.hu
Források, szakirodalom 1. Gábor L.: Épületszerkezettan I. Tankönyvkiadó, Budapest 2. Gábor L.: Épületszerkezettan II. Tankönyvkiadó, Budapest 3. Frick, Knöll, Neumann, Weinbrenner: Baukonstruktionslehre 1. B.G. Teubner, Stuttgart, 4. Dr. Széll Mária: Magasépítéstan alapjai előadások /www.met.be.hu/ 5. A megnevezett termékek katalógusai, alkalmazástechnikai útmutatói: Leier, Wienerberger, SW-Umwelttechnik, BVM-ÉPELEM, Schöck-ISOKORB, Ytong-Xella Magasépítéstan alapjai 50