AZ ÉPÜLET TARTÓSZERKEZETI VÁZA

Az épület tartószerkezeti vázát az elsődleges tartószerkezetek, az alapok, a falak és a pillérek, a födémek, valamint a tetőszerkezet alkotják. A továbbiakban ezt a négy tartószerkezetet te-kintjük át.

5.1. Az alapozás elrendezésének struktúrái

Az alapozás felülnézetből különböző elrendezésű lehet, azaz különböző struktúrával rendel-kezhet: az elrendezés lehet pontszerű, vonalszerű, felületszerű, illetve felületi. A vonalszerű elrendezés lehet hossz-, illetve keresztirányú (lásd a 10. ábrát).

a) Pontszerű

elrendezés b) Vonalszerű

elrendezés c) Felületszerű

elrendezés d) Felületi elrendezés 10. ábra. Az alapozás elrendezése felülnézetben

A síkalapok közé soroljuk a tömb- és kehelyalapot (mint pontszerű alapokat) (10.a. ábra), a sáv- és a szalagalapokat (mint vonalszerű alapokat) (10.b. ábra), gerendarács alapot (mint a kétirányú vonalszerű alapot, vagy „felületszerű” alapot) (10.c. ábra), végezetül a sík- és héja-lapokat (mint felületi elrendezésű ahéja-lapokat) (10.d. ábra).

A mélyalapok közé soroljuk cölöpök, kutak, szekrények és résfalak alkalmazásával ki-alakított alapozásokat. Alaprajzi elrendezésben a cölöpök és a kutak pontszerűen helyezhetők

148

el vagy egyesével, vagy csoportosan (10.a ábra). Vonalszerűen cölöpöket (ritka és sűrű elren-dezésben), illetve résfalakat helyezhetjük el (10.b. ábra). A cölöpök, illetve kutak esetén van példa a „gerendarácsszerű” elhelyezésre (10.c. ábra), résfalak esetén erre nincs példa. A szek-rényalap az épület befoglaló méreteit követi. Annak függvényében, hogy készül-e teherel-osztó lemez vagy sem, felületszerű, illetve felületi elrendezés a jellemző.

A mélyalapozás egyes alaptestei fogadhatják a pilléreket/falakat önállóan, de az egyes mélyalapozási alaptesteket összefoghatja fejgerendázat, fejgerenda-rácsozat, vagy fejlemez.

Ez utóbbi esetben a strukturális elosztást éppen a 10. ábra tükrözi vissza. Amíg síkalapoknál a 10. ábrán maga az alapozási szerkezet látható, addig mélyalapozás esetén a 10. ábra a mély-alapozási alaptesteket összefogó „fejszerkezet” struktúráit tükrözi vissza.

A dobozalapok falakból és lemezekből állnak. A falak alaprajzi elrendezése rácshálózatnak felel meg. Az alapozási szerkezet áll (aluról fölfelé haladva) egy fenéklemezből a rácshálózat csúcspontjait összekötő vonalakra illeszkedő falakból (lásd a 10.c. ábrát), és a falakat összefogó fejlemezből.

Megjegyzés. A dobozalap lehet többszintes lemezmű is („földalatti” épület), amikor köz-benső lemezek osztják meg a fenéklemez és fejlemez közötti teret.

5.2. A falak és/vagy pillérek elrendezésének struktúrái

A fal és a pillér elrendezése alaprajzban a következő lehet. Hossz-, illetve keresztelrendezésű falváz (10.b. ábra), cellás elrendezésű falváz (10.c. ábra), pillérvázak (10.a. ábra). Végül az egyidejű fal és pillér alkalmazása vezet a vegyes vázakhoz.

A függőleges tartószerkezet tehát lehet csak fal, egyidejűleg fal és pillér, vagy csak pillér.

Az alaprajzi elrendezés rendszerint egy hálózattal jellemezhető (lásd a 10. ábrát).

A továbbiakban egy téglalap alaprajzú cellát tekintünk, és azt vizsgáljuk, hogy ebben az elemi cellában milyen lehet a falak és/vagy pillérek elrendezése. Önállóan vizsgáljuk a falak, a fal és a pillér, illetve a pillérek esetét.

Csak falak esete. Négy eset lehetséges: négy, három, kettő vagy egy fal van. A két fal egymáshoz viszonyított helyzete kétféle lehet (11. ábra).

a) Négy fal b) Három fal c) Két fal d) Egy fal 11. ábra. Csak falak egy cellában

Falak és pillérek esete. Két, élben találkozó fal esetén a negyedik csomóponthoz illeszked-het egy pillér. Egy fal esetén a váz tartalmazhat két vagy egy pillért (12. ábra).

149 a) Két fal és egy

pillér

b) Egy fal és két pillér

c) Egy fal és egy pillér 12. ábra. Falak és pillérek egy cellában

Csak pillérek esete. Négy eset lehetséges: négy, három, kettő vagy egy pillér van. A két pillér egymáshoz viszonyított helyzete kétféle lehet (13. ábra).

a) Négy pillér b) Három pillér c) Két pillér d) Egy pillér 13. ábra. Csak pillérek egy cellában

Megjegyzés. A 11., a 12. és a 13. ábrákon a födém fogadásához szükséges mestergerendá-kat, illetve mestergerenda-gyűrűket szaggatva ábrázoltuk.

5.3. A födémek kialakításának, a függőleges tartószerkezethez való kapcsolatá-nak struktúrái

A födémek közvetlenül a falakra, illetve a pillérekre ülnek fel, azaz terhelnek rá. Ennek meg-felelően a födém elrendezéseit a falak, illetve a pillérek elrendezése meghatározza. A további-akban téglalap alakú elrendezést ábrázolunk.

150 a) Bekötés nélküli födémek (felfekszenek a

falra vagy a mestergerendára)

b) Bekötéses födémek (nyomatékbíróan kapcsolódnak a falhoz, vagy a pillérhez) 14. ábra. Típus födémek bekötés nélkül és bekötéssel

A födém pontszerű, vonalszerű, vagy felületszerű belső struktúrával bírhat. A pontszerű építőanyagokból épített födémszerkezet a boltozat. A falazott szerkezet kötése miatt a hálózat nem mondható szokványosnak, hanem egy-egy sor cellát egymás mellett egy cellánál kisebb egységgel (többnyire fél cellahosszal), eltoljuk. A boltozatos födémszerkezetet egy- vagy két-irányú nyomó igénybevétel jellemzi. A boltozatos födémek struktúráinak ismertetésétől elte-kintünk (lásd pl. [11,16]).

A vonalszerű építőanyagokból épített födémszerkezetet rendszerint födémgerendák alkot-ják, és vagy a födémgerendák csatlakoznak sűrűn egymás mellett (lásd az 14.a/1. ábrát), vagy a födémgerendák között térkitöltő szerkezeti elemek, mint például béléstestek, boltozatok, vagy tálcák, foglalnak helyet (lásd az 14.a/2. ábrát). A vonalszerű építőanyagokhoz soroljuk a keskenyebb pallókat is. A födémgerendákból, illetve pallóból álló födémet az egyirányú hajlító igénybevétel jellemezi (lásd az 14.a/3. ábrát).

A felületszerű építőanyagokból épített födémszerkezet egy lemezből, vagy egy gerenda-rácsból alkotott födém (lásd az 14.b/1-2. ábrát). A lemez, vagy gerendarács típusú födémet, elviekben, kétirányú hajlító igénybevétel jellemzi (elméletileg, mert kétirányú hajlítás valójában akkor lép fel, ha fennáll az ½ < a/b < 2 arány, ahol a és b a födém két befoglaló mérete). Ez egyúttal lehetővé teszi, hogy ne csak falak, hanem pillérek is alátámaszthassák a felületszerű födémet.

A födém szerkezeti kialakításából következik, hogy pontszerű, illetve vonalszerű építő anyagokból épített födém esetén elveikben függőleges tartószerkezeti elemként csak falak jöhetnek számításba. Ugyanakkor pillérváz esetén szükség van egy olyan szerkezeti elemre a pillérek és a födémszerkezet között, amely a boltozat, illetve födémgerendák reakcióerőit a pillérekre közvetíti. Ez a szerkezeti elem a két pillér között elhelyezkedő mestergerenda. A vízszintes erők „kiiktatásához”, vagy inkább felvétele céljából a négy mestergerendát egy egységbe, egy mestergerenda-gyűrűbe foghatjuk össze (lásd az 14.b/3. ábrát).

151 5.4. A tető és a térlefedés struktúrái

A tetőidomok sokszínűsége közismert. A cellákkal való kapcsolat bemutatásához a konvex formákat használjuk föl. Megjegyzés. A rúd-, héj-, kötél- és ponyvaszerkezetek esetén a tető-felület konkáv is lehet. A tetőszerkezet alapját négyszögnek, nyolcszögnek és körnek vá-lasztjuk, mintegy imitálva, hogy a sokszögek közelítik a kört. Metszetben az egymásnak tá-masztott gerendától, a sokszögvonalon át jutunk el a félkörhöz.

A (konvex) tetőszerkezetek főbb típusait táblázatba foglaltuk össze (lásd a 15. ábrát).

A táblázat egyes „oszlopai”-ban a tetőszerkezet alapja azonos. Az egymást követő oszlo-pokban rendre két párhuzamos szakasz, négyzet, nyolcszög és kör a tetőszerkezet alaprajza.

Ezt mutatja a táblázat első (= alsó) sora. Megjegyzés. Értelemszerűen a nyolcszög és a kör közé illeszthetnénk 16-, 32- stb. szöget. Az alaprajzi elrendezésnek megfelelően az első osz-lopban lévő tetőszerkezetek élben (gerincben) végződnek, a második, a harmadik és a negye-dik oszlopban lévő tetőszerkezetek csúcsban.

A táblázat első három oszlopában a tetőfelületeket síkokként alakítjuk ki. A negyedik osz-lopában a tetőfelületet görbült felületként képezzük.

A táblázat (alulról tekintve) első sora a tetők alaprajzi elrendezését mutatja.

A táblázat második sorában a talp és a gerinc/csúcs között oldalanként egy-egy síkot alkal-mazunk. Ezek között a tetőszerkezetek között találjuk a nyeregtetőt, a sátortetőt, a nyolc-szögletű gúlatetőt és a kúptetőt.

A táblázat harmadik sorában a talp és a gerinc/csúcs között oldalanként két-két síkot alkal-mazunk. Ezek vezetnek a manzárdtetőkhöz.

A táblázat negyedik sorában a talp és a gerinc/csúcs között oldalanként három-három síkot alkalmazunk. Ezek vezetnek a különböző lemezművekhez, mint a poligoniális hengerfelület-hez, valamint a poligoniális kupolákhoz, illetve a kétszer tört kúpfelülethez.

A táblázat ötödik sorában a talp és a gerinc/csúcs között oldalanként sima (törésmentes) fe-lületet alkalmazunk. Ezek vezetnek hengerfelülethez, a négy- és nyolcszögletű kolostorbolto-zathoz, valamint a félgömb, vagy forgásfelületű boltozathoz.

152

15. ábra. A tető struktúrái és a cellák

Megjegyzés. Értelemszerűen a három sík és töréspont nélküli felületek között vizsgálhat-nánk négy, öt stb. sík alkalmazásával nyert felületeket is.

6. A CELLÁK ÉS AZ ÉPÜLETEK TÍPUSAI