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.