Vázas épületről akkor beszélünk, ha az épület födémterhelését nem a falak, hanem a vázszerkezet pillérei ill. oszlopok, valamint a rajtuk végigfutó vázgerendák hordják.

Pillér:

Általában négyszög, vagy derékszögben metsződő síkokkal határolt, viszonylag kis keresztmetszetű, önálló függőleges teherhordó szerkezet.

Oszlop:

Az épületváz függőleges eleme, rendszerint kör vagy sokszög keresztmetszetű.

Pillérváz:

Főként magas épület acél vagy vasbeton pillérekből kialakított függőleges teherhordó szerkezete. A gerendázattal sarokmereven összeépítve keretszerkeztet alkot. A vázkitöltő vagy vázat burkoló falak csak a váz és a födém elkészülte után kivitelezhetők. A vázas épület homlokzati falszerkezetei csak térelhatároló jellegűek, tehát terhelést nem hordanak.

váz (pillér-gerenda, vagy oszlop-gerenda váz), térelhatároló és térelválasztó falszerkezetek, födémszerkezetek , merevítő szerkezetek (pl. monolit fal- és födémtárcsa, szélrács, hosszkötés, stb.).

E fejezetben az un. cellás vázszerkezetekkel foglalkozunk, melyeket elsősorban középületek, ritkábban lakóépületek építésénél alkalmazzák. A nagy osztatlan terek létrehozására alkalmas csarnokvázak ismertetésére a Csarnokszerkezetek c. fejezetben kerül sor.

- ugyanolyan nagyságú hasznos alapterület kialakítása esetén a vázas épület beépített alapterülete és köbtartalma jelentősen kisebb, mint a tömörfalas épületé,

- a falak az összes szinten azonos vastagságúak,

- az épület össz-súlya kisebb, az alapozási költségek csökkennek,

- a vázas épület általában gyorsabban és alacsonyabb helyszíni élőmunka igénnyel építhető, mint a falazott szerkezetű tömörfalas épület,

- a közlekedés által okozott dinamikus hatásokkal, valamint léglökéssel és földrengéssel szemben a vázszerkezet általában előnyösebben viselkedik, mint a tömörfalas szerkezet,

- az épület homlokzati megjelenése szabadabban alakítható, mint teherhordó főfalas szerkezeti rendszer esetén. Lényegesen nagyobb ablakok alkalmazhatók például (elsősorban középületeknél) függönyfalas szerkezet kerülhet a homlokzatra,

- monolit vázszerkezet esetén a vázelemek együttdolgozása jelentős anyagmegtakarításhoz vezet a gazdaságosabb méretezés lehetősége révén,

- a vázoszlopok, vázgerendák hang- és hőszigetelő képessége kedvezőtlen (hang- ill. hőhíd alakul ki) a szigetelés általában nehézkes és költséges.

A vázszerkezetek az un. vázállások alapvető elrendezése szerint hosszvázas, harántvázas, egyesített vázas, valamint vegyes vázas kialakításúak lehetnek (134.ábra). A vázállások helyzetét és a térbeli hatás összefüggését a 135. ábrán szemléltetjük.

Egyesített váz esetén a pillérek között mindkét irányban teherhordó vázgerenda készül. A vegyes váz tulajdonképpen hosszváz és harántváz kombinációjaként jöhet létre.

- favázak: hagyományos ácsszerkezet ill. korszerű szegezett vagy ragasztott szerkezet,

- vasbeton vázak: monolit vasbeton váz ill. előregyártott vasbeton váz,

- fémvázak: melegen hengerelt acélszelvényekből készített hagyományos acélváz szerkezetek, hidegen alakított vékonyfalú acélszelvényekből összeállított könnyű acélvázszerkezetek, valamint extrudált aluminium szelvényekből kialakított aluminium vázszerkezetek.

A vázszerkezetek közül a két legelterjedtebb változattal, a vasbeton és acélvázzal foglalkozunk a továbbiakban.

Hazánkban a 30-as évek után terjedt el alkalmazásuk. Legfeljebb 10-15 emeletes épületmagasságig célszerű a vázas épületet vasbetonból építeni.

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

Az együttdolgozó vázelemekkel kialakított monolit vasbeton szerkezetek egyedi zsaluzóanyaggal vagy iparosított építési eljárással (tipizált acélzsaluzatokkal) készülhetnek.

Nagyobb magasság esetén a vázpillérek keresztmetszetnövelését lefelé a terhelés növekedése szerint, néhány (általában két-) szintenként végzik. A pillérek méretét célszerű a vázgerenda irányában változtatni (136. ábra), mert ez esetben:

- a vázgerendák támaszköze lefelé csökken (ez acélbetét megtakarítást eredményezhet),

- a vázgerendák szelvény keresztmetszete mindenütt azonos, tehát a gerenda zsaluzata (valamint a pillére egyik oldalzsaluzata) minden szinten változatlanul felhasználható,

- a vázállások egymástól való távolsága nem változik, tehát a födémszerkezetek számítása és készítése könnyebb, előregyártott födémek is alkalmazhatók,

- az épületgépészeti vezetékeket egy függőlegesben lehet (a vázoszlop mellett) vezetni.

Amennyiben lehetséges, a vasbetonvázas építésnél arra kell törekedni, hogy minél kevesebbszer kerüljön sor a pillérek méretének megváltoztatására. Az alsó szinteken növekvő terheléseket inkább az acélbetétek mennyiségének növelésével és a beton minőségének fokozásával kell felvenni.

- pontszerű pillér ill. oszlop (négyzet, négyszög, sokszög, kör, összetett alakzat),

- lemez , ill. tárcsajellegű pillér (falszerűen elnyújtott négyszögszelvényű pillér),

- dobozjellegű pillér (általában Z, U vagy zárt négyszög alakú).

- általában téglalap vagy "L" ill. fordított "T" alakú keresztmetszet.

A monolit vasbeton szerkezetű vázállások közötti födémek rendszerint monolit vasbeton lemezfödémként készülnek, helyszíni alátámasztó állványzat és zsaluzat segítségével, de alkalmazhatók előregyártott födém elemek is. A födémszerkezeteket a későbbiekben önálló fejezetben részletezzük.

Alkalmazásuk legfontosabb előnyei a monolit vázszerkezetekkel szemben:

- a szerkezeti elemek jobb minőségben készíthetők üzemi körülmények között,

- sokszoros a gyártósablon felhasználás,

- gyorsabb, kis helyszíni élőmunka igényű szerelő jellegű építés,

- az időjárástól függetlenebb építés lehetősége.

Az előregyártott vasbeton vázszerkezet alkalmazása akkor célszerű, ha az épület egyéb szerkezetei (födémek, lépcsők, pihenők, falszerkezetek stb.) is előregyártottak és az azonos típusúak, nagy számban ismétlődnek.

Fontos, hogy az épületen belül alkalmazott elemek lehetőleg azonos súlykategóriába tartozzanak, mert ezáltal a szállítás és beemelés gazdaságosabban végezhető.

Előregyártott vasbeton vázelemek összekapcsolása statikai szempontból csuklós, részlegesen csuklós, valamint merev (nyomatékbíró) kapcsolatként alakítható ki. Előregyártott vasbeton vázszerkezet csomópontjaira láthatók példék a 137. és 138. ábrán.

Technológiai szempontból az elemkapcsolatok száraz, félszáraz, valamint nedves kapcsolatok lehetnek. Száraz kapcsolatok esetén minden csomóponti erőhatást hegesztési varrattal vagy feszítő csavarozással lehet felvenni. A félszáraz kapcsolat azt jelenti, hogy az elemekbe bebetonozott kapcsolóelemek korrózióvédelmét és a kapcsolati hely kitöltését végzik el a helyszínen betonnal. Ez esetben a kapcsolatok utólag eltakartak és a kapcsolat igénybevehetőségi élettartama jelentős mértékben függ a betonkitöltés minőségétől, egyenletességétől. A beton félnedves kapcsolat esetén nem vesz részt a kapcsolat erőjátékában. Nedves kapcsolat esetén az elemek csak a beton megszilárdulása után terhelhetők, addig ideiglenes kitámasztásuk szükséges.

Állandó és félállandó ipari raktározási, közlekedési és mezőgazdasági funkciók gyors építési idejű kielégítésére, magas előgyártású komplett vázszerkezteket gyárt az előregyártóipar. Az egyszintes előregyártott vasbetonvázak többféle méretrendben a gyártóműtől szerezhetők be.

E szerkezetek elemeit, összeépítésük módját és szerkezetkialakítási szempontjaikat a Csarnokszerkezetek c. fejezetben részletezzük.

A monolit vázas építésmód elemekre való bontásából, az építésiparosítás követelményeinek megfelelően kifejlődött, - iparosított építési eljárás. Az elemek méretkoordináltak, szerkezetük a korszerű, sokoldalú igényeknek megfelelőek, elemgyárban készülnek. Többfajta, - hazai és külföldi eredetű, - rendszer ismeretes és használatos, melyek főleg közösségi épületek előállítására alkalmasak.

Az építési rendszertől és az épület funkciójától függően sokféle elemfajta használatos, melyekből az alkalmazott méretrend alapján kell az adott épület elemeit megválasztani.

- közbenső oszlopok, pillérek,

- sarokoszlopok, pillérek,

- hosszgerendák,

- keresztgerendák,

- mellvéd tartók,

- konzol elemek,

- födémpallók (áttörhetők is),

- homlokzati elemek.

Az előregyártott vázszerkezethez, födémekhez nem kell vasalási, stb. terveket szolgáltatni, csupán megfelelő teherbírásukat kell ellenőrző számítással igazolni.

Nagyobb terhelés és a szokásosnál több szint esetén az alsó szint vagy szintek vázoszlopai a gyári vasalással nem felelnek meg az igénybevételeknek, ebben az esetben egyedi merevacélbetéteket kell alkalmazni. Az ilyen oszlopok egyedi terveit el kell készíteni, ennek alapján a gyártómű legyártja.

A többszintes előgyártott vázszerkezetű épületek merevségéről gondoskodni kell, - ez rendszerint a szerkezet gerendairányára merőleges monolit vasbeton fal, pl. lépcsőházi merevítő fal vagy a felvonó akna fal, amely az építmény teljes magasságában az adott terhelés felvételére alkalmasan van megtervezve és kivitelezve.

Előregyártott szerkezetű vázas épületek építése esetén a földmunka és a körülményeknek megfelelően választott alapozás és egyéb terepszint alatti munkák elkészítése után a földszinti fogadószint kivitelezése történik. A többszintes előregyártott vasbetonvázas építmények rendszerint pince nélkül épülnek.

A vázszerkezetet vagy közvetlenül a földszinten, vagy a földszint felett kialakított fogadószinten kezdik összeszerelni. A fogadószinten a vázoszlopok rögzítésére alkalmas szerkezeteket elhelyezik, illetve kialakítják.

A vázoszlopok alsó és egymáshoz való rögzítése sarukkal, tüskékkel, csuklókkal, csavarozással, hegesztéssel történhet.

A fogadószint és az oszlopbefogadó szerkezetek elhelyezési pontossága ellenőrizendő, - az építés további menetében az elhelyezett oszlopok, szintek tervszerű pontosságáról geodéziai műszerekkel meg kell győződni, - az esetleges méreteltéréseket korrigálni kell.

A szerkezet összeszerelése a sarokoszlopok és a szerkezet gerendairányának megfelelő közbenső oszlopok beemelésével, ellenőrzésével, ideiglenes és végleges rögzítésével kezdődik.

A következő fázisban a vízszintes tartók, esetleges konzolelemek, födémpallók beemelése, rögzítése, kibetonozása történik.

Megjegyzendő, hogy a függőleges merevítő fal, vagy egyéb szerkezet építését olyan időpontban kell elkezdeni és olyan ütemben kell végezni, hogy az a vázszerkezet szerelési ütemét, a beemelés biztonságát ne zavarja. A legtöbb esetben a vizescsoportoknál, lépcsőpihenőknél, aknák környékén elkerülhetetlen a monolitikus födémszakaszok közbeiktatása, ezek az előregyártott födémpallók elhelyezése után készítendők.

Előregyártott vasbetonvázas épület axonometrikus képe látható a 139. ábrán.

Acél vázszerkezetek

Acélvázas épületeket a múlt század vége óta építenek. Hazai elterjedésüket az acélhiány akadályozta.

Magasházak építésénél, amikor a vasbeton alkalmazása már nem gazdaságos, vagy az épület szintszáma meghaladja a vasbetonból építhető határt, szinte kizárólagos az acélvázak alkalmazása. Az építési idő lerövidítése, az épület összsúlyának csökkentése vagy tipizált könnyűszerkezetes építőelemek felhasználása is indokolhatja az acél vázszerkezetek alkalmazását.

Az acélvázat, ugyanúgy, mint a többi acélszerkezetet a gyártóbázison teljesen elkészítik, tehát a vázszerkezet az építés helyszínén szerelő jellegű munkával gyorsan összeállítható.

- nem igényel zsaluzó anyagot és alátámasztó állványszerkezetet,

- kisebb önsúlyú szerkezet építhető,

- az acél vázszerkezet 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.

- karbantartása (elsősorban korrózióvédelme) költséges,

- hő-, hang- és tűzvédelem fokozott igénye jelentkezik,

- építési költsége magas.

Az acélvázas épületek szerkezeti elrendezése ugyancsak hossz-, haránt-, egyesített és vegyes vázas lehet. Leggyakrabban a harántvázas szerkezeteket alkalmazzák.

Keskeny, magas épületeknél a pilléreket és főtartókat sarokmereven, keretszerűen kell összeépíteni a szélerők felvétele céljából. Amennyiben a vázelemek összeépítése nem sarokmerev, a vízszintes irányú merevítést egyéb szerkezetekkel (szélrács, lépcsőházi fal, stb.) kell megoldani.

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

- egyetlen szelvényből (pl. melegen hengerelt, ill. hidegen hajlított elemek),

- több, egymáshoz szorosan illesztett szelvényből (un. egységes keresztmetszet),

- hevederekkel rácsozással együttdolgozóvá tett szelvényekből.

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

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

A főtartók, vázgerendák rendszerint nekifutnak a pilléreknek és azokhoz csuklósan vagy sarokmereven csatlakoznak. Több szelvényből összetett pillér esetében a gerenda két pillérszelvény közé is kerülhet.

- egy szelvényből,

- övlemezekkel erősített egy szelvényből,

- idomacélokból szegecseléssel vagy hegesztéssel összeépített szelvényekből,

- ritkán fogazott, hegesztett (un. takaréküreges) szelvényekből,

- rácsos tartókból,

- hidegen hajlított acéllemezekből hegesztéssel létrehozott tömörgerincű szelvényekből.

Az acélvázas épület födémei is rendszerint acélszerkezetűek. A vázgerendához való viszonyuk szerint a födémek lehetnek a vázgerendára felfekvő vagy a vázgerendák közé kerülő szerkezetek. Az utóbbi esetben, ha a vázgerenda és a födém között merev kapcsolat alakul ki, ez az épület vízszintes irányú merevítésére felhasználható.

Az acélvázas épületek födémei a bonyolult és legtöbb esetben eltakarandó épületgépészeti szerelvények, csövek stb., valamint épületakusztikai okok miatt gyakran álmennyezettel készülnek. A tűzvédelmi szerepet is betöltő szerelt álmennyezeteket úgy kell megtervezni, hogy tábláik könnyen kiemelhetők legyenek és a gépészeti karbantartási munkák szükségessé válása esetén a gépészeti berendezésekhez való hozzáférhetőséget egyszerűen biztosítsák (140. ábra). A födémszerkezetek részletezésére a Födémszerkezetek c. fejezetben kerül sor.

Az acélvázas szerkezetek tűzvédelme nagy körültekintést igényel. A váz tűzvédelem szempontjából legérzékenyebb elemei a pillérek. A szabadonálló acélpillérek körülburkolásáról tehát nem csak esztétikai, hanem tűzvédelmi okokból is gondoskodni kell (141. ábra).

- körülfalazással,

- kibetonozással,

- cementhabarcs körülrabicolással,

- egyéb tűznek ellenálló burkolóanyaggal.(pl. gipsz).

A pilléreken kívül természetesen a gerendák és födémek tűzvédelméről is gondoskodni kell.

Villámvédelem céljából az acélváz szerkezeteket az épület több pontján a talajvíz mélységéig földelni kell. Mind a melegen hengerelt, mind a hidegen hajlított acélszelvények és kiegészítő elemek korrózióvédelméről gondoskodni kell.

Hagyományos korrózióvédelemként elterjedt a miniumos alapmázolás és fedőréteg felhordása és a mázolás időszakos felújítása. A korrózióvédelem további lehetőségei az üzemi készítésű horganyzás, beégetett festés, zomácozás, műanyag bevonat alkalmazása. Megoldás lehet időjárásálló acélötvözetek alkalmazása is.

Acélvázas épületek építése esetén az alaptesteket a hegesztett vagy csavarozott kapcsolatok létrehozására alkalmas módon képezzük ki.

Az oszlopok szerelés közben ideiglenesen ki vannak támasztva, amíg a vízszintes acél tartószerkezet is felszerelésre kerül. Törekedni kell arra, hogy kétirányú keretként összeszerelt elemek jöjjenek létre. Minden szintnek van térbeli merevítő szerkezete, - ezt az egész szint összeszerelése után helyezik el. Egy teljes szint szerelésének befejezése után a következő szint szerelése következik. Az egyes elemek terv szerinti beépítési helyzetét és az egész szint méret- és helyzetpontosságát ellenőrizni kell.