Csarnokszerkezetek
 
Síkbeli erőjátékú csarnokszerkezetek
Térbeli erőjátékú csarnokszerkezetek

Csarnoknak általában azokat az egyszintes, nagyobb alapterületű épületeket nevezzük, amelyek felülről rendszerint nem közbülső födémmel, hanem tetőfödémmel vannak határolva.

A csarnokok társadalmi vagy gazdasági célra készülnek.

Rendeltetésük szerint megkülönböztetünk:

- kultúrális, gyülekezeti, igazgatási, sport célokra,
- ipari és mezőgazdasági termelési, valamint tárolási célokra,
- közlekedési eszközök tárolására, valamint utasforgalom befogadására,
- vásárok, kiállítások megrendezésére szolgáló csarnoképületeket.

A középület jellegű csarnokok rendszerint egyedi-egyterű szerkezetek, a termelési jellegű csarnokok pedig általában tipizált egységekből összeállított szerkezetek.

A csarnok jellegű épületek kialakításánál kielégítendő legfontosabb szempontok:

- nagy fesztávolság,
- a szerkezet modulraszterben tervezett legyen,
- földszintes elrendezésre kell törekedni,
- az alapterület 30.000 m2-nél lehetőleg ne legyen nagyobb,
- a kétirányú bővítés lehetséges legyen,
- biztosítani kell az épületgépészet többcélú módosíthatóságát.

Csarnokok rendszerezése

Alaprajzi elrendezés szerint a csarnokok elrendezési formái a következők lehetnek (300. ábra):

- hosszirányú (egy- vagy többhajós),
- mindkét irányban többhajós (többmezős),
- centrális,
- speciális.

A teherhordó szerkezetek anyagai (főtartók, illetve főállások jellemző anyagai) szerint a csarnokok lehetnek:

- faszerkezetű (ragasztott vagy szegezett tartókkal),
- fémszerkezetű (ált.melegen hengerelt vagy hidegen alakított acélszerkezet)
- vasbetonszerkezetű (monolit vagy előregyártott),
- kombinált szerkezetű (pl. előregyártott vasbeton pillér és rácsos acélszerkezetű főtartó),
- tégla vagy kőszerkezetű (ma ritkán alkalmazzák),
- műanyagszerkezetű.

Szerkezeti rendszer szerinti osztályozás:

- síkbeli erőjátékú szerkezeti rendszer (leggyakrabban rúdszerkezetből összeállított),
- térbeli erőjátékú szerkezeti rendszer (pl. lemezművek, héjak, térrácsok, függesztett szerkezetek,
- különleges szerkezeti rendszer (pl. pneumatikus szerkezetek).

Síkbeli erőjátékú csarnokszerkezetek

A csarnokok építésénél leggyakrabban a síkbeli erőjátékú rúdszerkezeteket alkalmazzák. Ezek főbb szerkezetváltozatai (301. ábra):

- pillér (oszlop) és gerenda kombinációja,
- keretszerkezet,
- ívtartó.

A síkbeli erőjátékú szerkezetek statikai modelljét, nyomatéki ábráját, valamint az előzőkkel összefüggésben kialakított konstrukciós formáját mutatjuk be a 302. ábrán. A rúdszerkezeteknek az alkalmazott anyagtól és az igénybevételtől függő kialakítási lehetőségei tanulmányozhatók a 303. ábrán.

Vasbeton szerkezetű csarnokok

A vasbeton szerkezetű csarnokok - a többszintes vasbeton vázhoz hasonlóan - egyaránt készíthetők monolit eljárással és előregyártott szerkezetek összeállításával.

A monolit szerkezetekre jellemző a nagyobb tömegű, súlyosabb, de egyúttal egyszerűbb szerkezet és az egyedi jelleg. Az előregyártott szerkezetek karcsúbb, könnyebb és összetettebb szerkezetek. Jellemzőjük a sokszorosan ismétlődő alapegység az ebből eredő tipizálási lehetőség. Monolit és előregyártott vasbetonszerkezetű csarnok metszetét mutatjuk be a 304. ábrán.

Monolit vasbeton csarnokszerkezetek

A lassabban, nehézkesebben építhetők. A nagy zsaluzóanyagszükségletű monolit csarnokokat elsősorban ott alkalmazzák, ahol:

- egyedi, nem tipizálható építmény szükséges,
- az előregyártott szerkezetek szerelésének feltételei nem biztosíthatók gazdaságosan,
- a nagy tömegű betonozáshoz olcsó helyi adalékanyag használható fel.

Az építés munkamenete: állványozás, zsaluzás, vasszerelés, betonozás, utókezelés, állványzat és zsaluzat bontás. A monolit vasbeton csarnokok egyedi tervezésűek, részletes statikai és építészeti tervet igényelnek.

Előregyártott vasbeton csarnokszerkezetek

Kezdetben a helyszíni előregyártás technológiája alakult ki, ebből 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. A nagy sorozatban készített szerkezeti elemek méretkoordináltak, az alkalmazásukkal nagyszámban épített típus szerkezetek tervezési költségmegtakarítást is lehetővé tesznek, hiszen a legtöbb esetben csak típusterv adaptálására, azaz a helyi alapozási viszonyoknak megfelelő, eltérő alaptest megválasztására van szükség. előregyártott vasbetonszerkezetű csarnokokra mutatunk be példákat a 305. ábrán.

Munkamenet: előregyártás, szállítás, beemelés, ideiglenes rögzítés, szerelés (szerkezeti kapcsolatok létrehozása), végül azideiglenes biztosítás bontása.

A csarnokszerkezetek főállásának elemekre bontása szerint a következő változatok lehetségesek:

- csomópontokon felbontott lineáris elemekből álló főállás,
- legkisebb nyomatéki pontokon felbontott főállás (keret),
- teljes keretből álló főállás (csak helyszíni előregyártással lehetséges).

A szerkezeti elemek kapcsolatai:

Az előregyártott vasbeton szerkezetek nyomatékbíró ill. csuklós összekapcsolási lehetőségeire mutatunk be példákat a 306. ábrán. Az előregyártott vasbeton csarnokszerkezetek jellegzetes tetőelemeit és falpanelos térelhatárolási lehetőségeit szemléltetjük a 307. ábrán.

Acélszerkezetű csarnokok

Acélszerkezetű csarnokok alkalmazása hazai körülmények között a következő esetekben célszerű:

- 24 m csarnokfesztávolság felett,
- kedvezőtlen elemszállítási körülmények esetén (a súlyosabb vasbeton elemeket nehezebb szállítani),
- gyakran változó technológiájú ipari üzemek építése esetén,
- ideiglenes és könnyű héjalású építményeknél,
- amikor az építési idő lerövidítéséből eredő gazdasági előnyök ellensúlyozzák a drága szerkezet építési többletköltségét.

Az aélszerkezetű csarnokok nagyobb súlyú, melegen hengerelt szelvényekből és hidegen alakított vékonyfalú acélszelvényekből készülhetnek. Ez utóbbiak a könnyűszerkezetes építésmód jellegzetes szerkezeteinek kialakítására alkalmasak. Általában törekedni kell a vékonyfalú szerkezeti elemek felhasználására, de ahol az igénybevételek a melegen hengerelt szelvények jó kihasználhatóságát biztosítják, ott azokat célszerű alkalmazni.

Acélszerkezetű csarnokvázak vízszintes irányú merevítését a szélrácsok és hosszkötések szolgálják.

Acélszerkezetű csarnokok jellegzetes főállás változatait és egy egyszerű szerkezeti kialakítású acélcsarnok vázelemeit mutatjuk be a 308. ábrán. Könnyű acél csarnokváz függőleges metszetének részlete látható a 309. ábrán. Az összetett szelvényű rácsos szerkezetű vázoszlopra vonórudas acél főtartó került a bemtatott szerkzetpéldán. Az acél vázoszlop nyomatékbíró módon kapcsolódik a vasbetonszerkezetű kehelyalaphoz.

Térbeli erőjátékú csarnokszerkezetek

Acél térrácsok

A közbenső alátámasztás nélküli acélszerkezetű nagytérlefedés jellegzetes szerkezete a térrács.

A nagy szakítószilárdságú acélokból készülő térrács szerkezetek főleg kiállítási csarnokok építésére terjedtek el. Ezek gyártóbázison készülő elemekből, a földön összeszerelt rács mezőkből készülnek, rendszerint alul-felül sík megoldással.

Függőleges tartószerkezettel való alátámasztásuk, vagy felfüggesztésük tartószerkezeti szempontból szükséges.

Héjalásuk rendszerint hullámos fémlemez táblás könnyű tetőként oldható meg.

Acélszerkezetű térrács jellegű lefedésre láthatók példák a 310. ábrán. Ives térrács kupola nézete és néhány szerkezeti részlete tanulmányozható a 311. ábrán.

Aluminium rúdszerkezetekből is készítenek könnyű térrácsokat, amelyek ugyancsak az építési helyszínen kerülnek összeszerelésre és autódaruval emelik be őket a végleges helyükre.

Vasbeton hártya és héjszerkezetek

A kis keresztmetszetű, feszített kábelekkel készülő, üzemben előregyártott, vagy (bennmaradó) fémzsaluzattal monolitikusan készített vasbeton tetők, melyek íves felültekből vagy ferde síkokból vannak kialakítva, a modern építészeti téralakítás jellegzetes példái.

Keresztmetszetük 2-5 cm vastagságú, - betonanyaguk különleges szemszerkezetű.

A függőleges teherhordó szerkezet lehet alátámasztó és felfüggesztő jellegű. Vasbeton hártya és héjszerkezetek elvi vázlatai láthatók a 312. ábrán.

Műszaki textiliákból készített lefedő szerkezet

A műszaki textil nagytérlefedéseknek két alapvető megoldása ismeretes:

- pneumatikus térlefedésről beszélünk: - amikor két lezárt textilréteg között állandó értékű légnyomást tartunk fent, - a légnyomás hatására felemelkedő kétrétegű textilréteg alatt a tervezett nagytér kialakul. Héjalásra nincs szükség. Energiaszükséglet és gépészeti működtetés szempontjából igényes megoldás, - alkalmazására csak különleges indok alapján kerülhet sor.

- függesztett textil térlefedésről beszélünk: - amikor rendszerint íves acélvázra kerül az egyrétegű különleges minőségű műszaki textil.

Ritkán alkalmaznak a belső tér túlnyomásával kifeszítve tartott pneumatikus szerkezeteket is. Ezek hátránya az állandó túlnyomás biztosításának költsége, nehézkes műszaki megoldása (zsilipes kapukialakítás) és a túlnyomás egészségre, közérzetre kedvezőtlen hatása.

Pneumatikus szerkezetek tervezése csak a gyártóművel való együttműködéssel lehetséges. A gyártómű a nyílászárók, szellőzők, stb. beépítését a textil szerkezethez illeszkedően biztosítja.

Textil anyagú térlefedő szerkezetek ill.tartószerkezetűk példái láthatók a 313. ábrán.

Mérnöki faszerkezetek

A faanyagú nagyfesztávolságú un. mérnöki faszerketek 20,0-100,0 m közötti fesztávok áthidalására alkalmasak.

Készülhetnek keretként, rácsos tartóként, térrácsként, és ragasztott ívtartóként.

A tetőszerkezet lehet szegelt és csavaros kötésű, vagy ragasztott technológiával készített.

A faanyagot az előkészítés során gomba- és lángmentesíteni kell.

A felhasználható tartószerkezeti elemek gyártása csak erre alkalmas speciális üzemben lehetséges.


Laptetőre