A födém a különböző rendeltetésű épületek és építmények, valamint ezek helyiségeinek lefedésére, az egymás fölé kerülő terek térelhatárolására szolgáló, vízszintes szerkezetek. A födémszerkezeteket önsúlyra, valamint a helyiségek rendeltetésszerű használatából származó hasznos terhelésre kell méretezni.

A födémek a helyiségek lefedésén, a térelhatároláson és függőleges irányú teherviselésen kívül még részt vesznek az épület vízszintes irányú merevítésében is.

Az un. komplex födém rétegfelépítését a következő fő részek alkotják (142. ábra):

- a teherhordó szerkezet,

- a hő és hangszigetelő réteg,

- a padlószerkezet (padozat).

A vizes üzemű helyiségeknél és lapostetőknél - azaz legfelső födémnél (más néven zárófödémnél) vízszigetelő réteg, párazáró, ill. páraszellőző réteg beépítése is szükséges.

- szilárdság:

az állandó jellegű terhek (önsúly, válaszfalak, súlya és az esetleges terhek) hasznos terhek, berendezések, dinamikus igénybevételek kellő biztonságú viselésére legyen a födém méretezve,

- tűzállóság:

mértéke a födémben lévő éghető anyagoktól függ, a födém tűzállósági fokozata feleljen meg az épületre vonatkozó tűzrendészeti előírásoknak.

- együttdolgozás:

a padozati réteget támadó koncentrált terhelés a födém tartószerkezetének minél nagyobb felületén legyen elosztható.

- többtámaszúság:

többtraktusos épület esetén az alátámasztó szerkezetek fölött a födémmezők nyomatékbíró módon csatlakozhatnak. Ennek előnyei: kisebb lehajlás, gazdaságosabb tartóméretek.

- kis lehajlás:

kismértékű rezgés (a lehajlás megengedhető mértéke monolit födémeknél a fesztávolság 1/600-ad része, előregyártott födémeknél 1/300-ad része).

- hővédelem:

különböző mértékben fűtött helyiségek között és legfelső (záró) födémnél fontos.

- hangvédelem:

közbenső födémeknél, lakó- és középületekben jelentős a lépéshang gátlás. A hangszigetelés a teherhordó szerkezet és a padozat között elhelyezett hanglágy réteg. A padló kemény aljzata ez esetben nem érintkezik közvetlenül a szilárd födémmel (un.úsztatott padló).

- vízszigetelés:

üzemi használati víz elleni szigetelés szükséges a közbenső helyiségek vizes helyiségei alatt. Zárófödémekre lapostető esetén csapadékvíz elleni szigetelést kell készíteni. Párás terek felett páraszigetelés alkalmazása is szükséges lehet.

- épületgépészet elhelyezhetősége:

a vízszintes helyzetű vezetékek befogadása, a függőleges vezetékek födémáttörésen való átvezethetősége.

- a födém alsó síkjának kialakítása,

- lakó- és középületeknél az alsó sík mennyezet kialakítás általában megkövetelhető,

- látható gerendás, bordás, ill. kazettás födémeknél egyenletes kiosztásra, harmonikus arányokra kell törekedni.

Technológiai és gazdaságossági követelmények

- ismételten felhasználható állvány és zsaluzat,

- gyorsan felállítható és elbontható (áthelyezhető) zsaluzó készlet alkalmazása,

- kedvező gyárthatóság,

- könnyű szállítás és mozgatás lehetősége,

- kedvező beépítési lehetőség (egyszerű, gyors, folyamatosan szervezhető munka),

- anyag- és élőmunka takarékos megoldás.

A födémszerkezetek főbb osztályozási szempontjai: a beépítési hely, gyártási és építési technológia, építőanyag és szerkezeti rendszer szerinti csoportosítás.

Beépítési hely szerint a födémek lehetnek:

- pince fölötti födém,

- közbenső (emeletközi) födém,

- legfelső (záró-) födém.

Gyártási és építési technológia szerint megkülönböztetünk:

- monolit (helyszínen készített),

- félmonolit (részben helyszínen készített),

- előregyártott (helyszínen vagy üzemben) és

- szerelt jellegű födémeket.

Födémek anyaga lehet: fa, acél, vasbeton, kerámia.

Szerkezeti rendszer szerint a födémek fő csoportjai (142. ábra) :

- gerendafödémek:

a tartógerendák egymás mellett zárt sorban helyezkednek el,

- gerendás födémek:

egymástól távolabb fekvő tartógerendák és a közöttük lévő kitöltő vagy átfedő elemek alkotják a szerkezetet.

- pallós, panelos födémek:

előregyártott, általában üregekkel könnyített pallók és panelok, teknős vagy bordás födémpanelok.

- lemezfödémek:

előregyártott síklemez födémtáblák, monolit sík és bordás lemezfödémek, sűrűbordás betét- ill. béléstestes lemezfödém.

A következőkben szerkezeti rendszer szerint ismertetjük a legfontosabb födémszerkezeteket.

Gerendafödémek

Épületfelújításnál, födémcserénél, bontásnál gyakran találkozunk még csapos gerendafödémmel. Sűrűn egymás mellé helyezett bárdolt vagy fűrészelt gerendák alkotják az alul sík teherhordó szerkezetet. A gerendák együttdolgozását kb. 2,0 m-ként beépített keményfa csapok biztosítják. A gerendavégek alátét deszka közbeiktatásával támaszkodnak a főfalakra. A padlószerkezet és a gerendák között kiegyenlítő homokfeltöltés helyezkedik el. A födém alsó síkjára nádszövet közbeiktatásával kerül a mennyezetvakolat (143/a ábra).

Gerendafödémek készíthetők még sűrűn egymás mellé helyezett "I" szelvényű előregyártott vasbeton tartókból. Alkalmazásuk elsősorban nagy terhelésű mérnöki szerkezeteknél indokolt.

A gerendafödémek általában jelentős önsúlyú, átlagos terhelés esetén gazdaságtalan szerkezetek.

A gerendás födémek a hagyományos födémszerkezetek legelterjedtebb, legtöbb változattal rendelkező fajtái.

A népi építészetben számos változata alakult ki a faanyagban takarékos megoldású fa tartószerkezetű födémeknek.

A szalmapólyás födém (143/b ábra) esetében a gerendákhoz szegezett lécekre vagy ha szegezést nem használtak, akkor a gerendák oldalában kialakított vájatokba, sárba áztatott szalmacsóvával körülfont karókat helyeztek sűrűn egymás mellé. Az így kialakított felületet sárral betapasztották és felülről agyagréteggel vonták be. Ez a házilagos készítésű födém meglehetősen jó hőszigetelő képességgel rendelkezett.

A pórfödém (143/c. ábra) alulról látható gerendás szerkezet, amely általában gyalult gerendákból és azokra helyezett deszkázatból áll. Erre még feltöltés és szükség szerinti burkolat (leggyakrabban agyagtapasztás) kerül.

A pallófödémek esetén a gerendáknál karcsúbb, magas szelvényű pallók sűrűbb kiosztásával készülnek a pallók. A pallókat kifordulás ellen deszkákkal támasztják egymáshoz. A pallók felső élére erősített deszkázatra itt is feltöltés kerül, amelyre szükség szerinti padlóburkolat készülhet (144/a ábra).

Jellegzetes faanyagú födémszerkezet a borított gerendás födém. A födém négyszög szelvényű faragott vagy fűrészelt gerendáit egymástól 60-100 cm távolságra helyezik. A gerendákra alul és felül deszkaborítást erősítenek. A felső deszkaborítás és a padozat közé feltöltés kerül. Az alsó deszkaborítás lehet gyalult, festett kivitelű vagy nádszövet közbeiktatásával vakolt felületképzéssel készülő (144/b ábra). A borított gerendafödém béléses változatánál nem a felső deszkázatra, hanem a gerendák közé süllyesztett bélésdeszkákra kerül a feltöltés, ezáltal csökkenthető a födémszerkezet szerkezeti magassága. A deszkabéléses borított gerendásfödémnél a gerendák alsó síkjára kerül a mennyezeti deszkaborítás, ami lehet festett vagy pácolt kivitelű, de kétrétegű nádszövet közbeiktatásával az alsó felület is vakolható (144/c-d ábra). A deszkabéléses gerendás födém esetén (145/a ábra) viszont a bélésdeszkák alkotják az alulról látható felületet, tehát a gerendázat alsó része a felületet tagolva alulról látható.

A vakgerendás födém esetében (145/b ábra) az alsó burkolat nem a fagerendákra közvetlenül, hanem a gerendákhoz erősített deszkákra kerül.

Meg kell említeni még a mestergerendás fafödémet, amit szélesebb (7-8 m szélességű) helyiségek lefedésére alkalmaznak. A mestergerendákat egymástól 5-6 méterre helyezik el, majd ezekre merőlegesen osztják ki a fiókgerendákat. Ebben az esetben a fiókgerendáknál faanyag megtakarítás érhető el.

Faanyagú födémekkel új szerkezetként ma már ritkán találkozunk, fenntartási-felújítási munkáknál azonban szükség lehet a fafödémekkel kapcsolatos épületszerkezeti ismeretekre.

Az acélgerendák közötti poroszsüveg födém egymástól 100-120 cm távolságra helyezett melegen hengrelt "I" szelvényű acéltartókból, valamint a tartók közötti tömör téglából készített, néhány cm ívmagasságú féltégla vastag boltozatból áll. Az acéltartók talpára helyezett un. orrtéglák vállként biztosítják a boltozat indításához szükséges hajlást. A födém enyhe boltozott hatását meghagyva, vagy sík felületűre kiegészítve készítik a mennyezetvakolatot (145/c. ábra). Az acélgerendák vasbeton koszorúba befogottak. A boltozati oldalnyomás felvételére szélső mezőben vonóvasat alkalmaznak. Ezzel a födémszerkezettel már csak régi épületek bontásánál, átalakításánál találkozunk.

Az acélgerendák közötti téglabetétes lemezfödém a téglaboltozatos födémnél kisebb önsúlyú, alsó felülete sík, vakolattartása kedvezőbb. Az acélgerendák között lapjára fektetett, hézagaiban vasalt és betonnal kiöntött téglalemezekkel készül (146/a ábra). Nagyobb gerendatávolság esetén felbetonnal látják el. A hagyományosnak tekinthető acélgerendás födémek mellett (amelyek tömörfalas teherhordó szerkezetű épületek födémei) szólni kell az acélvázas épületek különböző acélgerendás födémeiről is.

Gyakran előfordult régebben acélgerenda és monolit vasbeton lemezfödém kombinációja. Ennek egyik megoldása a vasbeton lemez acélgerendával való alátámasztása (146/b ábra), de találkozhatunk merev acélgerendabetétes bordás vasbeton lemezfödémmel is (146/c. ábra). Acélvázas épületek esetén lehetséges az acélgerendákra előregyártott vasbeton födémszerkezeteket ráhelyezni. Ezek lehetnek üreges palló jellegű, ill. teknőpanel jellegű előregyártott vasbeton födémelemek (146/d ábra).

Acélvázas épületek esetén a födémszerkezetet gyakran acél födémgerendára erősített egy vagy kétrétegű (szembefordított) trapézlemez bennmaradó acélzsaluzat és az arra elkészített monolit (általában előre hegesztett hálós vasalású) betonréteg alkotja (146/h ábra). Korlátozott terhelés esetén a profilozott acéllemez bennmaradó zsaluzat ideiglenes födémnek is használható. Az acéllemez a felbetonnal együttdolgozva vesz részt a teherviselésben. A betonréteg viszont sík felületet biztosítva alkalmas kontakt padlóburkolati rétegek aljzatául és egyúttal kielégíti a tűzvédelmi előírásokat is, szintenként éghetetlen vízszintes határoló réteget biztosítva.

Az előregyártott vasbeton gerendás födémek széleskörű elterjedését a következő tényezők indokolták:

- méretkoordinálás, tipizálás és szabványosítás,

- egyszerű, gyors, "száraz" építési technológia,

- az előregyártás fejlődése következtében nagyobb szilárdságú, kisebb keresztmetszetű és önsúlyú elemek gyártásának lehetősége,

- kisebb helyszíni élőmunkaigény,

- faanyag takarékosság,

- a feszített vasbeton alkalmazási lehetősége,

- gépesítés,

- azonnali terhelhetőség.

Az előregyártott vasbeton gerendás födémek gerendái 30, 60, 100 vagy 120 cm tengelytávolságban elhelyezett gerendákból és a gerendák közötti béléselemekből állnak (147/a ábra). A béléselemek legelterjedtebb változatai üreges kialakításúak. Előnyös a gerenda szelvénnyel azonos magasságú béléselemek alkalmazása (147/b ábra), mert alul-felül sík födémet eredményez.

A gerendák az alátámasztó szerkezetre típustól függően 10-15 cm hosszban támaszkodnak. A födémszerkezet tartói és kitöltő elemei gyártmánykatalógusból kiválaszthatók. A gerendák és béléstestek választékából mutatunk be néhány szerkezeti elemet a 148. ábrán.

Az előregyártott vasbeton gerendás födémek szilárd, közepesen tűzálló szerkezetek. A nagy sorozatban gyártott, gazdaságos födémszerkezetek lakó- és középületekben általában megfelelnek.

Ezek közé tartozik például a Leier-BCM típusú mesterfödém. Ennél a födémnél a vasalt betontalppal együtt kialakított előregyártott acélszerkezetű vasalás a béléstestek elhelyezése és a béléselemek közötti zsaluzóelem sáv kibetonozása és megszilárdulása után vesz részt a teherviselésben. A födémszerkezet zsaluzó gerendái mindkét irányban, tehát egymásra merőlegesen is elhelyezhetők. A födémszerkezet építés közben ideiglenes alátámasztást igényel a kibetonozás megszilárdulásáig. A Leier-BCM mesterfödém az előregyártott és a monolit vasbeton födémek egyes előnyeit igyekszik ötvözni. A 149. ábrán a mesterfödém elemeinek tárolása és a födém beépítési elve tanulmányozható.

Az üzemben vagy helyszínen vázkerámia idomokból, köracél rácsozattal összeállított, kis önsúlyú - tehát emelőgép nélkül elhelyezhető - gerendákból és vékonyfalu, nagy üregtérfogatú béléselemekből készül un. félmonolit technológiával. A gerendák és béléselemek között helyszíni kibetonozás biztosítja az együttdolgozást. A Fert födémnek is nevezett szerkezet kis önsúlyú, kedvező épületfizikai tulajdonságú, alsó síkján jó vakolattartási tulajdonságú födém. Magánerős építkezés esetén alkalmazása különösen célszerű (147/c. és 152/a ábrák).

A födémpallók üzemben előregyártott nagyméretű födémelemek, melyek hosszúsága, az előregyártott gerendák méretrendjével azonos, szélességét a koordinált méretrend, a gyártási technológia határozzák meg. Előnyük, hogy alul-felül sík szerkezetek, beépítésük kevés helyszíni munkát igényel, alkalmazásuk az építést gyorsítja.

A körkeresztmetszetű üregekkel könnyített födémpallók 59 és 119 cm szélességben készülnek, a falakra vagy áthidaló gerendákra 10 cm-t fekszenek fel.

Pallós födémekrenmutatunk be példát a 150/a és 151/a ábrán.

A panelos födémek ill. tetőelemek előregyártott nagyfesztávolságú, vékonyfalú teherhordó és térelhatároló szerkezetek. Leggyakoribb változataik teknős vagy alulbordás kialakításúak. Alkalmazásukra elsősorban nagyteres ipari, vagy középületek födémeként kerül sor (ld. a csarnokszerkezetek fejezetben).

- szerkezeti kialakításuk, méreteik az igénybevételt jól követik,

- a monolit kialakítás lehetővé teszi az egyes szerkezeti részek maradéktalan együttdolgozását, biztosítja a többtámaszú kialakítást,

- a monolit vasbeton födém mint saját síkjában merev tárcsa, hatékonyan részt vesz az épület vízszintes merevítésében,

- hagyományos monolit eljárás esetén az építés magas állványozó és zsaluzó faanyag igényű,

- nedves építési eljárással készül a födémszerkezet és csak kellő szilárdulási idő után terhelhető,

- a monolit vasbeton födém időtálló és fokozottan tűzálló,

- lépéshanggátlása a viszonylag magas önsúly miatt jó, de lépéshang ellen szigetelni kell,

- épületgépészeti szempontból kedvező - födémáttörések az egyedi szerkezet esetén egyszerűen kialakíthatók,

- a födém acéligénye viszonylag magas (80-120 N/m²).

1. Alul-felül sík lemezfödém: (egy vagy két irányban teherviselően kialakítva). Kisebb alapterületű, legfeljebb 3-4 m falnyílású terek fölött alkalmazzák (151/b ábra). Nagyobb fesztávolságok esetén a lemezvastagság és az önsúly túlzottan megnő. Ez esetben a bordás lemez gazdaságosabb.

2. Alulbordás lemezfödém: a méretezés kötetlensége miatt a monolit vasbeton lemezfödémek között a leganyagtakarékosabb. Hátránya, hogy nem biztosít sík mennyezetet. Igényes esetben álmennyezetekkel takarják a bordákat (151/c. és 152/b ábra).

3. Felülbordás lemezfödém: sík alsó mennyezetfelület igénye esetén alkalmazzák. Statikai szempontból keresztmetszete előnytelen, mert a nyomott zónában kisebb a beton keresztmetszet (152/c. és 153/a ábra).

4. Gombafödém: pillérvázas épület borda nélküli vasbeton lemezfödéme. A megközelítően négyzethálósan kiosztott pillérek vagy oszlopok fejezete átmeneti lemezzel vagy anélkül (rejtett gombafejes pillér) kialakítható (153/ c ábra).

5. Sűrűbordás födémek: az alul-felül sík lemezfödémekhez sorolható szerkezeti jelleg szerint a betéttestes födémek csoportja. A betéttestek általában nem vesznek részt a födém erőjátékában. A betéttestek (idomtestek) kialakítása alkalmas arra, hogy beton részekkel együtt dolgozzanak. A betétek általában üreges kerámia vagy vázkerámia elemek (pl. Bohn tégla). A szerkezetet ritkított zsaluzattal készítik (154/a ábra).

6. Acéllemezekre betonozott bordás lemezfödém: acélvázas épületek elterjedten alkalmazott szerkezete. Sajtolt - általában trapézszelvényű - vékonyfalú acéllemez profilokra rendszerint hegesztett hálós vasalású 6-8 cm vastag betonréteg kerül. A profillemezek bennmaradó zsaluzatként a vasbetonszerkezet húzott acélrétegeként is működnek (154/b ábra) .

7. Merev acélbetétes bordás monolit vasbeton lemezfödémek: Az acélgerendás födémek témakör tárgyalásánál már említésre kerültek. Régebben elterjedten elhalmozták az "I" szelvényű acélgerendát mint monolit födém merev acélbetétjét. Alul- ill. felülbordás vasbeton lemezfödém szerkezetpéldáját mutatjuk be merev acélbetéttel a 151/d és a 153/b ábrákon.

Panelos lakóépületek (pallófödémnél szélesebb) nagyfelületű alul-felül sík födémelemeként készítik. Kis szerkezeti vastagságú vakolatot nem igénylő lemez. A jobb szerkezeti együttdolgozás érdekében az alátámasztott végek fogazott kialakításúak is lehetnek (150/b ábra).

A boltozatok íves felületű térlefedő szerkezetek, amelyeket a XIX.század közepéig széles körben alkalmaztak. A boltozatok és kupolák önállóan is alkalmasak téralkotásra, akár csarnok jellegű építmények kialakítására is. A korszerű síkfödémek megjelenése előtt a faanyagú födémek mellett a boltozatokat alkalmazták széles körben térlefedő szerkezetként és közbenső födémek szerkezetei is gyakran boltozott kialakításúak voltak. Az acélgerendás födémek mezőkitöltésére sokáig alkalmazták még a lapos donga jellegű poroszsüveg boltozatot.

Mivel épületállományunk jelentős részében találunk boltozatokat és az épületrekonstrukciós munkák során közvetlen kapcsolatba is kerülhetünk boltozatokkal kapcsolatos épületszerkezeti problémákkal, nem hiányohatnak az épületszerkezettanból a boltozatok alapismeretei sem.

A boltozati formák származtatása:

A boltozatok alakját íves felületekből származtatjuk. Hengerfelületből származnak: a dongaboltozat, ebből pedig a kolostorboltozat, teknőboltozat, valamint a római és román keresztboltozat (155. ábra). Gömb- ill. forgásfelületből származnak: a kupolaboltozat, csehboltozat és csehsüveg boltozat (156. ábra).

Vezérgörbe: az a görbe vonal, amelynek mozgásából származik a boltozati felület.

Boltozati mező: a boltozatos építmény falakkal vagy boltövekkel határolt része.

Boltsüveg, vaknegyed: a dongaboltozatot függőleges átlós síkokkal való metszése után kialakuló boltozati mezők. Szemléletes ábrázolásuk a 155. ábrán látható.

Záradékvonal: a boltozati ív (vezérgörbe) legmagasabb pontján a boltozat tengelyvonalával párhuzamosan futó vonal.

Intradosz: a boltozat belső (alsó) felülete.

Extradosz: a boltozat külső (felső) felülete.

A boltozat részeit a 157. ábrán szemléltetjük. Ugyanott látható egy egyszerű dongaboltozat készítéséhez használatos mintaív és alátámasztó állványzat.

A boltozatokat tömör téglából vagy megfelelő szilárdságú terméskő elemekből falazták.

a szükséges nyílások kialakításához a zárt felületű boltozatok (pl. donga-, kolostor- vagy teknőboltozatok) áttörését fiókboltozatokkal oldották meg. A fiókboltozatok szerkezetét és falazásmódját mutatjuk be a 158. ábrán.

Födémszerkezet kialakítására a leggyakrabban a dongaboltozatot alkalmazták (főleg pincefödémeknél). A poroszsüveg boltozatot ilyenkor gyámfalakkal vagy haránt boltövekkel támasztották meg. Poroszsüveg boltozatok különböző falazási módjai (kupás, fecskefarkos és gyűrüs) láthatók a 159. ábrán.