[D] VÁZAS ÉPÍTÉSMÓDOK

- Vasbeton vázszerkezetek építése

- Acél vázszerkezetek szerelése

- Csarnokok építése

Vázas épületek építése

A már ismert szerkezeti anyagokból

• favázak (hagyományos ácsjellegű- illetve korszerű szegezett vagy ragasztott szerkezetekkel),

• vasbeton vázak (monolit illetve előregyártott építésmódokkal), továbbá

• fémvázak (melegen hengerelt acélszelvényekből, hidegen alakított vékonyfalú acélszelvényekből, valamint extrudált alumínium szelvényekből) építhetők.

A továbbiakban az építési gyakorlatban leginkább elterjedtebb két változattal a vasbeton és acélvázakkal foglalkozunk.

Kezdetben monolit vasbetonszerkezetű vázak épültek, az építésiparosítás előrehaladásával azonban megjelentek az előregyártott vasbeton vázszerkezetek is.

Az egyedi zsaluzóanyaggal vagy a már ismert iparosított építési eljárásokkal (például tipizált acélzsaluzatokkal) készülő monolit vasbeton szerkezetek együttdolgozó (többtámaszúsított, illetve sarokmereven kapcsolódó) vázelemekből kiállnak

A monolit vasbeton vázakat általában

• pontszerű pillérek illetve oszlopok (négyzet, négyszög, sokszög, kör, összetett alakzatok),

• lemez, ill. tárcsajellegű pillérek (falszerűen elnyújtott négyszögszelvényű pillér),

• dobozjellegű pillérek (általában Z, U vagy zárt négyszög alakú), továbbá

• téglalap vagy "L" ill. fordított "T" alakú keresztmetszetekkel kialakított vázgerendák alkotják

A monolit vázszerkezetekkel szemben:

• üzemi körülmények között a szerkezeti elemek jobb minőségben készíthetők,

• sokszoros gyártósablon felhasználás lehetséges,

• az időjárástól függetlenebbé tehető az építési munka.

• gyorsabb, kis helyszíni élőmunka igényű szerelő jellegű építés folyhat,

Akkor célszerű az előregyártott vasbeton vázépítés alkalmazása,

• ha egyéb épületszerkezetek (födémek, lépcsők, pihenők, falszerkezetek stb.) is előregyárthatók,

• továbbá az azonos típusú elemek nagy számban ismétlődhetnek.

A szállítás és beemelés gazdaságosabban végezhető, ha egy-egy épületen belül alkalmazott elemek lehetőleg azonos súlykategóriába tartozzanak.

Előregyártott vasbeton vázelemek összekapcsolása statikai szempontból csuklós, részlegesen csuklós, valamint merev (nyomaték-bíró) kapcsolatként alakítható ki.

Technológiai szempontból az elemkapcsolatok száraz, félszáraz, valamint nedves jellegűek lehetnek. Száraz kapcsolatok esetén minden csomóponti erőhatást hegesztési varrattal vagy (feszítő) csavarozással lehet felvenni.

A félszáraz kapcsolatokban helyszíni beton kitöltés biztosítja a kapcsolóelemek korrózióvédelmét. Ez esetben a kapcsolatok utólag eltakartak. A kapcsolat igénybevehetősége, élettartama jelentős mértékben függ a betonkitöltés minőségétől, egyenletességétől.

Nedves technológia esetén a beton is részt vesz a kapcsolat erőjátékában, így az szerkezet a beton megszilárdulásáig nem terhelhető, ideiglenes kitámasztása szükséges.

A monolit vázszerkezet elemekre való bontásából, - az építésiparosítás követelményeinek megfelelően - iparosított építési eljárás fejlődött ki.

Az méretkoordinált, sokoldalú igényeknek megfelelő, korszerű, szerkezetű elemek elemgyárakban készülnek. Többfajta, főleg közösségi épületek előállítására alkalmas- hazai és honosított - rendszer ismert és használatos.

Egy-egy épület vázelemeit az építési rendszertől és az épület funkciójától függően, az alkalmazott méretrend alapján lehet kiválasztani az adott gyártmánykészletekből, amelyek rendszerint

• közbenső-, hossz- és harántoldali oszlopokból illetve pillérekből,

• sarokoszlopokból illetve pillérekből,

• hossz- és kereszt(haránt-) gerendákból, valamint

• homlokzati (általában mellvédtartó-) gerendákból, továbbá

• konzolokból,

• homlokzati elemekből és.

• áttörhető-, szerelő- és "normál" födémpallókból állnak.

Az előregyártott váz-, födémelemek,.. tipizált vasalással készülnek. Adaptálásuk során megfelelő teherbírásukat ellenőrző számítással kell igazolni !

A monolit vázszakaszok (koszorúk, bordák,..) vasalását esetenként, egyedileg kell megtervezni és szerelni !

A szokásosnál több szint, nagyobb terhelések esetén az alsó szint vagy szintek vázoszlopai a gyári vasalással nem felelnek meg az igénybevételeknek, ezért egyedi tervezésű vasalást, általában merev-acélbetéteket kell alkalmazni.

Az előgyártott vázszerkezetű épületek merevítéséről nem szabad megfeledkezni. Rendszerint a szerkezet gerendairányára merőleges merevítő tárcsákat alkalmaznak, monolit vasbeton fal, (például lépcsőházi merevítő fal vagy a felvonó akna fala). A merevítő falakat, vagy az úgynevezett "merev, belső magot" az adott terhelés felvételére alkalmasan megtervezve, az építmény teljes magasságában - monolit építési technikákkal, gyakran csúszózsaluzással - építik fel..

A többszintes előregyártott vasbetonvázas építményeket rendszerint pince nélkül építik. Előregyártott szerkezetű vázas épületek építése esetén a földmunka és a körülményeknek megfelelően választott alapozás és egyéb terepszint alatti munkák elkészítése után a földszinti vázszerelés, vagy az úgynevezett - általában hagyományos, vagy monolit szerkezetű - fogadószint kivitelezése következik.

Az alaptestekbe, vagy a fogadószinten a vázoszlopok rögzítésére alkalmas szerkezeteket építenek be. A vázoszlopok alsó rögzítése és toldása sarukkal, tüskékkel, csuklókkal, csavarozással, hegesztéssel,.. történhet.

A fogadószint, az oszlopbefogadó szerkezetek építési, elhelyezési pontosságát ellenőrzik. Az építés egész menetében a kitűzési munkát - az oszlopok, szintek,.. tervszerű elhelyezési pontosságának, az esetleges méreteltérések korrigálási lehetőségének biztosítása érdekében - geodéziai műszerekkel végzik.

A vázszerkezet szerelését (61. kép)

• a sarokoszlopok és a szerkezet gerendairányának megfelelő közbenső oszlopok beemelésével, ellenőrzésével, ideiglenes és végleges rögzítésével kezdik, majd

• a vízszintes tartók, esetleg konzolelemek, födémpallók beemelése, rögzítése, kibetonozása következik.

A függőleges merevítő szerkezetek építését olyan időpontban kell elkezdeni és olyan ütemben kell végezni, hogy az a vázszerkezet szerelési ütemét, a beemelés biztonságát ne zavarja.

A legtöbb esetben (például vizescsoportoknál, lépcsőpihenőknél, aknák környékén,..) elkerülhetetlen monolitikus födémszakaszokat célszerűen az előregyártott födémpallók elhelyezése után készítik, így zsaluzásuk és ideiglenes alátámasztásuk is egyszerűbb.

Az előregyártott (váz-)szerkezetépítéshez kapcsolódóan a térelhatároló homlokzati falakat is lehetőség szerint szerelt megoldásokkal építik,.

Már a múlt században is építettek acélvázas épületeket. Hazai elterjedésüket az acélhiány akadályozta.

Szinte kizárólagos az acélvázak alkalmazása magasházak esetében,

• ha a vasbeton alkalmazása már nem gazdaságos,

• vagy az épület szintszáma meghaladja a vasbetonból megépíthető határt.

Ha gyors építéssel (nagyobb anyagi ráfordítás mellett is) gazdaságosan (például rövid építési idő utáni üzembehelyezhetőséggel), vagy nagysorozatú tipizált elemekből (rendszerelvű építéssel) lehet ipari -, vagy középületeket létrehozni, szintén célszerű az acélvázak hazai alkalmazása.

Az acélvázak elemeit, a többi acélszerkezethez hasonlóan gyártóbázisokon, magas készültégi fokon állítják elő. A vázszerkezet az építés helyszínén szerelő jellegű munkával gyorsan összeállítható.

Az acélvázas építésmód előnyei közé tartozik, hogy

• alkalmazásával kisebb önsúlyú szerkezet építhető,

• nem igényel zsaluzó anyagot és alátámasztó állványszerkezetet,

• a váz elemeinek szerkezeti anyaga kohászati termék, ezért minősége, a szelvények méretpontossága megbízható,

• az alkalmazható acélszelvények méretválasztéka lehetővé teszi az igénybevételeket pontosabban követő keresztmetszetek tervezését,

• a vázszerkezet utólag könnyen megerősíthető, lebontható és újra felhasználható,

Az acél vázszerkezet alkalmazásának hátrányos oldala, hogy

• karbantartása (elsősorban korrózióvédelme) költséges,

• fokozott hő-, hang- és tűzvédelmet igényel és

• építési költsége magas.

Keskeny, magas épületeknél a pilléreket és főtartókat keretszerűen, sarokmereven építik össze a szélerők felvétele céljából. Szinte mindig - különösen ha a vázelemek összeépítése csuklós - a vízszintes irányú merevítést egyéb szerkezetek (szélrácsok, lépcsőházi falak, ...) beépítésével oldják meg.

Helyszíni szerelés közben fokozott gondot kell fordítani a szerelés alatt álló szerkezetek állékonyságának biztosítására (ideiglenes alátámasztásokkal, rögzítésekkel).

Acélvázas épületek pilléreit, illetve oszlopait

• egy-egy melegen hengerelt, illetve hidegen alakított szelvényből, vagy

• több, egymáshoz szorosan illesztett szelvényből (un. egységes keresztmetszetű, összetettszelvényként), vagy

• hevederekkel, rácsozással összeépített (úgynevezett osztott-) szelvényekből.

Az osztott pillérkeresztmetszet alapelemeinek összeépítése történhet szegecselt ill. hegesztett kötésű hevederekkel, ill. rácsozással.

A szállítás szabta lehetőségek szerint 6-9 m hosszúsággal gyártott, vagy előszerelt (több emelet magas) pillérek toldását a födémgerendák felső síkja felett kb. 30-50 cm-re célszerű kialakítani, hogy a szerelés a már beépített födémgerendákról történhessék.

A főtartók, vázgerendák rendszerint nekifutnak a pilléreknek és azokhoz csuklósan vagy sarokmereven csatlakoznak. Összetett pillér esetében a gerenda két szelvény közé is kerülhet.

A vázgerendákat

• egy-egy (általában "I","U","Z") szelvényből, vagy

• övlemezekkel erősített szelvényből, vagy

• idomacélokból szegecseléssel vagy hegesztéssel összeépített szelvényekből, vagy

• néha fogazott hullámvonal mentén szétvágott, majd eltoltan összehegesztett (úgynevezett takaréküreges) szelvényekből,

• hidegen hajlított acéllemezekből hegesztéssel létrehozott tömörgerincű szelvényekből, vagy

• rácsos tartóként alakítják ki.

Acélvázas épületek rendszerint acélszerkezetű födémei a vázgerendához való viszonyuk szerint vázgerendára felfekvő vagy a vázgerendák közé kerülő szerkezetek lehetnek. Gyakori megoldás a bennmaradó acél trapézlemez kéregzsaluzattal kialakított félmonolit építéstechnológia. A vázgerenda és a födém közötti merev kapcsolat kialakításával, a födémtárcsák az épület vízszintes irányú merevítésére felhasználhatók.

Az acélvázas épületek födémei a bonyolult és legtöbb esetben eltakarandó épületgépészeti, valamint épületakusztikai okok miatt gyakran álmennyezettel készülnek. Az általában tűzvédelmi szerepet is betöltő szerelt álmennyezetek táblái könnyen kiemelhetők a gépészeti berendezésekhez való hozzáférhetőséget és az acélszerkezetek ellenőrzését, időszakos karbantartását (korrózióvédelem,..) is biztosítva.

Az acélvázas szerkezeteknél a tűz elleni védelem nagy körültekintést igénylő feladat. A váz tűzvédelem szempontjából legérzékenyebb elemei a pillérek.

A szabadonálló acélpilléreket tehát gyakran nem csak esztétikai, hanem tűzvédelmi okokból is burkolhatják

• körülfalazással,

• kibetonozással,

• cementkötésű körülrabicolással,

• egyéb tűznek ellenálló burkolóanyaggal (pl.gipsz), vagy

• speciális tűzvédő bevonatrendszerekkel.

Természetesen a gerendák és födémek,.. megfelelő tűzvédelméről is gondoskodni kell !

A korrózióvédelem hagyományos eszközeként a míniumos alapmázolás és fedőréteg felhordása és a mázolás időszakos felújítása terjedt el.

A korrózióvédelem tartósabb kevésbé környezet-károsító további lehetőségei

• az üzemi készítésű (úgynevezett tűzi) horganyzás,

• a beégetett festés, zománcozás,

• többrétegű műanyag bevonatok alkalmazása.

Kissé költséges, de tartós megoldás lehet az időjárásálló (korr-) acélötvözetek alkalmazása is.

Acélvázak alapozása általában a vázpillérek hegesztett vagy csavarozott kapcsolatainak létrehozására alkalmas módon, háromirányú nagypontosságú beállítási lehetőséget biztosítva történik. (64. kép)

Szerelés közben - míg a vízszintes acél tartószerkezet szerelési munkáit be nem fejezik - az oszlopokat ideiglenesen kitámasztják. Kétirányú keretként működő összeszerelt egységek kialakítására törekednek.A szintenkénti, végleges térbeli merevítő szerkezeteket a teljes szint összeszerelése után helyezik el, majd a következő szint szerelése következik.

Az egyes elemek terv szerinti beépítési helyzetét és az egyes szintek méret- és helyzetpontosságát geodéziai eszközekkel ellenőrzik.

Ma már gyakori a térelhatoló falak szerelt kialakítása is (65. kép)

A felülről rendszerint nem közbülső-, hanem tetőfödémmel határolt, egyszintes, nagyobb alapterületű épületet csarnoknak nevezzük.

A termelési célokat szolgáló csarnokok általában tipizált egységekből összeállított szerkezetek, addig a középület jellegű csarnokok rendszerint egyedi, egyterű konstrukciók.

A teherhordó elemek (főtartók, illetve főállások) különféle szerkezeti anyagokból készülhetnek, így

• faszerkezetű (ragasztott vagy szegezett tartókkal)

• fémszerkezetű (ált.melegen hengerelt vagy hidegen alakított acélszerkezet)

• vasbetonszerkezetű (monolit vagy előregyártott),

• kombinált szerkezetű (pl. előregyártott vasbeton pillére és rácsos acélszerkezetű főtartó), esetleg

• tégla vagy kőszerkezetű (ma ritkán alkalmazzák), illetve

• műanyagszerkezetű csarnokokról beszélhetünk

A csarnokok építésénél leggyakrabban alkalmazott síkbeli erőjátékú rúdszerkezetek főbb szerkezetváltozatai

• a pillér (oszlop) és gerenda kombinációja,

• a pillér (oszlop) és rácsos-tartó használata

• a keretszerkezetek és

• az ívtartók

A többszintes vázakhoz hasonlóan csarnokok is készíthetők monolit eljárásokkal és előregyártott szerkezetek összeállításával vasbetonból. A monolit szerkezetekre az egyedi jelleg a nagyobb tömegű, súlyosabb, de egyúttal egyszerűbb szerkezet is jellemző. Az A karcsúbb, könnyebb és összetettebb előregyártott szerkezetek szerkezetek jellemzői a sokszorosan ismétlődő alapegység és az ebből eredő tipizálási lehetőség.

A monolit vasbeton csarnokok szerkezete lassabban, nehézkesebben építhető. A nagy zsaluzóanyagszükségletük miatt elsősorban akkor alkalmazzák, ha

• egyedi, nem tipizálható építményre van szűkség, vagy

• az előregyártott szerkezetek szerelésének feltételei nem biztosíthatók gazdaságosan, vagy

• a nagy tömegű betonozáshoz olcsó helyi adalékanyag használható fel.

Állványozás, zsaluzás, vasszerelés, betonozás, utókezelés, állványzat és zsaluzat bontás képezi az építés munkamenetét. Az egyedi tervezésű monolit vasbeton csarnokok építése, részletes építészeti és statikai tervdokumentációkat, bonyolult ácsmunkát, rengeteg zsaluzóanyag felhasználását, hosszú építési időt,… igényel.

Előregyártott vasbeton csarnokszerkeztek kivitelezése kezdetben a helyszíni előregyártási technológiával történt. Később fejlődött ki a termelékenyebb, jobb minőséget biztosító üzemi előregyártás.

A napjainkban széleskörben elterjedt üzemi előregyártás termékei

• közúton, vagy vasúton szállítható,

• a helyszínen általában autódaruval beemelhető,

• szerelt kapcsolattal rögzített szerkezeti elemek.

Az előregyártott csarnokszerkezetek

• a csomópontokon felbontott lineáris elemekből álló , vagy

• a legkisebb nyomatéki pontokon felbontott főállásokból (l módszer), vagy

• ( helyszíni előregyártású) teljes keretekből állíthatók össze,

• térelhatárolása jellemzően előregyártott tetőelemekkel és falpanelokkal történik.

A nagy sorozatban készített méretkoordinált szerkezeti elemek alkalmazásával, valamint nagy számú típus szerkezet építésével tervezési és kivitelezési költségmegtakarítás érhető el.

Előregyártás, szállítás, beemelés, ideiglenes rögzítés, szerelés (szerkezeti kapcsolatok létrehozása), végül az ideiglenes biztosítás bontása a munkamenet legfontosabb folyamatai.

Az előregyártott vasbeton szerkezetek elemei között is egy- vagy mindkét irányban nyomatékbíró (merev) és csuklós szerkezeti kapcsolatokat lehet kialakítani, száraz-, félszáraz-, illetve nedves technológiákkal. (62. kép)

Acélszerkezetű csarnokok alkalmazása akkor célszerű, ha

• a csarnokfesztávolság 24 m feletti,

• kedvezőtlenek az elemszállítási körülmények (tudniillik a súlyosabb vasbeton elemeket nehezebb szállítani),

• gyakran változó technológiájú ipari üzemépületet kell építeni,

• az épület ideiglenes és/vagy könnyű héjalású, továbbá

• az építési idő lerövidítéséből eredő gazdasági előnyök ellensúlyozzák a drága szerkezet építési többletköltségét.

Acélszerkezetű csarnokok általában nagyobb súlyú, melegen hengerelt szelvényekből készülnek. A hidegen alakított - könnyebb - vékonyfalu acélszelvények a könnyűszerkezetes építésmód jellegzetes szerkezeteinek kialakítására alkalmasak. A melegen hengerelt szelvényeket célszerű alkalmazni, ha az igénybevételek azok kihasználhatóságát biztosítják, ugyanakkor törekedni kell a gazdaságos vékonyfalú szerkezeti elemek széleskörű felhasználására is ! (63.kép ; 64.kép ; 66.kép ; 67.kép ; 68. képek)