FA, FALAZOTT ÉS KŐSZERKEZETEK 1. Előadás: Fa szerkezetek BME MET Előadó:

FA, FALAZOTT ÉS KŐSZERKEZETEK 1. Előadás: Fa szerkezetek BME – MET Előadó:

2013/2014 – I. szemeszter Medgyasszay Péter PhD egyetemi docens, BME Magasépítési Tanszék

FA, FALAZOTT ÉS KŐSZERKEZETEK

MET.BME.hu

TARTALOM 1. 1.1 1.2 1.3

Fa sajátossága, építőipari alkalmazásának alapvetései, alapanyagai Alapvetések Favédelem Alkalmazott anyagok

2. 2.1 2.2

Fakötések Ácskötések Mérnöki szerkezetek kapcsolatai

3. 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7

Fa használatával készülő jellemző épületszerkezetek bemutatása Fedélszerkezetek Födémek, Falak és vázak, Nyílászárók, Hőszigetelés, Fedések, Cölöpalapozás.

4.

Faházak szerkezeti változatai

5. Irodalomjegyzék

BME – MET 20123/ 2014 – I. szemeszter

MEDGYASSZAY PÉTER PhD egyetemi docens, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési tanszék – 2013.09.11. – Fa szerkezetek – 2. dia /66


MET.BME.hu

1. A fa sajátosságai, építőipari alkalmazásának alapvetései A fa a használati eszközök és az építés ősi anyaga. Építési fa: keményfa, puhafa. A fa, mint építőanyag előny- hátrány mérlege. A fa mai alkalmazásának főbb területei: − ácsmunkák során teherhordó szerkezetek: (cölöpalapok), oszlopok, gerendák, falak, födémek, fedélszerkezetek, − asztalosmunkák keretében: nyílászárók, falburkolatok, lépcsők, fapadlók, parketták, kerítések, − hőszigetelő anyagok: cementkötésű fagyapot, farost, − építési segédszerkezetek körében: munkaállványok, alátámasztó és mintaállványzatok, zsaluzatok készítésére. 1. Alapvetések - 2. Fakötések – 3. Szerkezetek – 4. Házak BME – MET 20123/ 2014 – I. szemeszter

Dia forrása: Széll, 2009



MET.BME.hu

Építészettörténeti kitekintés Helyi erőforrások függvényében − általános építőanyag, − kiegészítő építőanyag.

1. Alapvetések - 2. Fakötések – 3. Szerkezetek – 4. Házak BME – MET 20123/ 2014 – I. szemeszter



MET.BME.hu Fa épületszerkezetek védelme épületszerkezettan

Gerendavég a falban, befülledés ellen légréssel beépítve

Tető átszellőztetése, nagy előállás az eresznél és az oromnál

Lábazat kiemelése a térszint fölé, és a fal síkbeli előállása Kültéri oszlop csatlakozása a padlóburkolathoz acél szerelvénnyel 1. Alapvetések - 2. Fakötések – 3. Szerkezetek – 4. Házak BME – MET 20123/ 2014 – I. szemeszter




MET.BME.hu Fa épületszerkezetek védelme – favédőszerek

Típusai: − előzetes favédelem (merítés, ecsetelés) − utólagos favédelem (felületi kezelés, mélyvédelem) Védekezni kell: − tűz, − rovar, − gombakárok ellen. Alapelv − A favédő szerek mérgek, előállításuk, használatuk környezet és egészség károsító! Ezért törekedni kell használatuk minimalizálására, azaz előzetes alkalmazással enyhébb, kisebb mennyiségű vegyszer használatára





MET.BME.hu

A fával való bánásmód fejlődésének illusztrálása

Etióp trónszék egyetlen törzsből kifaragva

Középkori angol ácsolt pad, rekonstrukció


Tonet szék, 1850. Dia forrása: Széll, 2009



MET.BME.hu

Építési faanyagok és fakötések Építőipari faválaszték: faragott fa és fűrészáru. Fűrészáruk fenyőfára (*jel: lombos fára): (v: vastagság; sz: szélesség; l: hosszúság) v=7 mm; 8<sz<18 cm; *410 cm; 3
fűrészelt lemez: rétegelt lemez tálásított lap OSB deszka:

palló: heveder: léc: gerenda: ragasztott fa:

*v=10, 15; 2010 cm; 5010 cm 50

1,01,0 m; l: mint deszka; l: mint deszka; l>4,0 m l>12 (42) m Dia forrása: Széll, 2009



MET.BME.hu

A fa részei: bél – geszt – szíjács – kambiumgyűrű – háncs – kéreg Deformációk a rönkbeli helyzet függvényében. zsugorodás bütüs

Deformáció ellensúlyozása: − elemek összeforgatása, − bútorlapok gyártása.

sugaras

érintőleges deszkák, pallók vetemedése





MET.BME.hu

2. Ácskötések A fakötések a rudak erőátadó összekapcsolását szolgálják. Az ácsjellegű kötések főbb típusai: − lapolások, − rovások, − beeresztések, − csapolások, − csapos beeresztések, − horgolások, − szélesítések − toldások.





MET.BME.hu Ácskötések 1.

Lapolások: gerendák toldására a.1: párhuzamos, a.2: ferde, a.3: párhuzamos fogas, a.4: ferde fogas, a.5: ékelt fogas






Lapolások: azonos síkban fekvő, kereszteződő gerendák összekapcsolására a.6: keresztlapolás, a.7: véglapolás, a.8: fecskefarkas véglapolás, a.9: saroklapolás.






Rovások: egymáson elhelyezkedő szelvények rögzítésére b.1: átlós, b.2: feles, b.3: fecskefarkú, b.4: sarokrovás.






Beeresztések: függőleges vagy ferde rúdelemek vízszintesekhez kapcsolására c.1: merőleges, c.2: egyszeres ferde, c.3: kettős ferde






Csapos beeresztések: csap és beeresztés kombinációja, vízszintes és ferde rúdelemek kapcsolására b.1: egyszeres, b.2: kétszeres.

Csapolások: vízszintes és függőleges (vagy ferde) elemek elmozdulás-mentes kapcsolására a.1: egyenes csap, a.2: bélcsap. 1. Alapvetések - 2. Fakötések – 3. Szerkezetek – 4. Házak BME – MET 20123/ 2014 – I. szemeszter





Horgolások: vízszintes gerendákra ráülő ferde rudak kapcsolására c.1: egyszerű, c.2: fészkes, c.3: gerincszelemen és szarufák, c.4: gerincszelemen és szarufák





MET.BME.hu Ácskötések 7. Szélesítő kötések d.1: egyenes, d.2: ékes tompa, d.3: hornyos, d.4: árok-eresztékes e.1 = d.1, e.2 = d.4, e.3: zsindelypalánkolás, e.4: aljazott borítás.






Toldások: vízszintes, ferde és függőleges elemek összekapcsolására f.: gerenda toldása tompa illesztéssel

Oszlopok, cölöpök toldása: g.1: tompa, vascövek + kapcsok; g.2: acélabronccsal; g.3: keresztnyereg kötéssel; g.4: ollós-csappal; g.5: ékes illesztésű ollós-csappal. 1. Alapvetések - 2. Fakötések – 3. Szerkezetek – 4. Házak BME – MET 20123/ 2014 – I. szemeszter




MET.BME.hu Ácskötések példái

Oszlop – gerendák - könyökfák - szarufa 1. Alapvetések - 2. Fakötések – 3. Szerkezetek – 4. Házak BME – MET 20123/ 2014 – I. szemeszter




MET.BME.hu Ácskötések példái Talpgerenda - oszlop - dúcok

Oszlop – gerenda – dúc – szarufa 1. Alapvetések - 2. Fakötések – 3. Szerkezetek – 4. Házak BME – MET 20123/ 2014 – I. szemeszter




MET.BME.hu

Ácskötések értékelése Az ácskötések hátrányos tulajdonságai: − jelentős keresztmetszet-gyengítést okoznak; − acél kötőelemekre van szükségük, − erőjátékuk nem tiszta, − erőtani méretezésük csak erős közelítéssel lehetséges, − megépítésük fa- és munkaerő-pazarló. A korszerűsítés célja a hátrányok kiküszöbölése → mérnöki jellegű kötések kialakulása.


Ábra forrása: IMGH



MET.BME.hu

3. Fa épületszerkezetek példázó bemutatása

Az alapozástól a tetőfedésig, az egész épület elkészíthető fából. − fedélszerkezetek, − fafödémek, − fa falak és vázak, − fa burkolatok − fa fedések − fa cölöpalapozás.




MET.BME.hu

3.1 Fedélszerkezetek A magastető rendeltetése. A fedélszerkezet feladata. A fedélszerkezet a kezdetektől a XX. század elsőharmadáig lényegében változatlan. A hagyományos, ácsjellegű fedélszék: • síkbeli rúdszerkezetek sorolásával előállított térbeli szerkezet, • megfelelő teherbírással és állékonysággal, • anyag- és munkaerő-pazarló jelleggel.





MET.BME.hu Fedélszék (nem tipikus megoldás)

Példa a népi építészetből, malom fedélszerkezete. Látszó szerkezeti elemek: • háromszög képzésű főállás, • derékszelemen, • szarufák, • kévefedés dorongfákon.




FA, FALAZOTT ÉS KŐSZERKEZETEK Sűrűállásos, szarusoros fsz.

Szelemenes fedélszék

MET.BME.hu Fedélszékek fő csoportjai

Kialakítását az épület szélességi mérete és a megtámasztás lehetősége határozza meg. Fő elemcsoportok: • tartószerkezeti elemek (oszlop, szelemen) • szaruzat (szarufák sora), • fedést hordozó aljzat. Szerkezeti jellegzetességek: • saját síkban merev háromszög-képzés, • hosszirányú merevség külön elemekkel (viharléc, könyökfák) 1. Alapvetések - 2. Fakötések – 3. Szerkezetek – 4. Házak BME – MET 20123/ 2014 – I. szemeszter




MET.BME.hu

Hagyományos fedélszékek példái: sűrűállásos, szarusoros fsz. ÜRES FEDÉLSZÉK

Szentendre, Skanzen: a fedélszerkezet alulról látható (nem tipikus szerkezet) 1. Alapvetések - 2. Fakötések – 3. Szerkezetek – 4. Házak BME – MET 20123/ 2014 – I. szemeszter




MET.BME.hu Hagyományos fedélszékek példái: sűrűállásos, szarusoros fsz. TOROKGERENDÁS FEDÉLSZÉK

CSOMÓPONT-VÁLTOZATOK





MET.BME.hu

Hagyományos fedélszékek példái: sűrűállásos, szarusoros fsz. KÉTÁLLÓSZÉKES FEDÉLSZÉK BAKDÚCOS FEDÉLSZÉK

BAKDÚCOS FEDÉLSZÉK

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 1. Alapvetések - 2. Fakötések – 3. Szerkezetek – 4. Házak BME – MET 20123/ 2014 – I. szemeszter

Talpszelemen Oszlop Dúc Derékszelemen Könyökfa Szarufa Taréjszelemen Kakasülő Dia forrása: Széll, 2009



MET.BME.hu

Hagyományos fedélszékek példái: sűrűállásos, szarusoros fsz. HÁROMÁLLÓSZÉKES FEDÉLSZÉK





MET.BME.hu Hagyományos fedélszékek példái: EGYSZERES FÜGGESZTŐMŰVES FEDÉLSZÉK





MET.BME.hu

Hagyományos fedélszékek példái: KETTŐS FÜGGESZTŐMŰVES FEDÉLSZÉK





MET.BME.hu Mérnöki faszerkezetek

6-35 m fesztáv olcsó, gyors, 40% faanyag megtakarítás


Forrás: www.igmh.hu

Ábra forrása: IMGH



MET.BME.hu Rétegelt ragasztott fa tartók

Max. szélesség: 40 cm Max. magasság: 200 cm Max. hosszúság: 42 m 1. Alapvetések - 2. Fakötések – 3. Szerkezetek – 4. Házak BME – MET 20123/ 2014 – I. szemeszter

MEDGYASSZAY PÉTER PhD egyetemi docens, BME Építőmérnöki Kar, Forrás: Holzforschlung Austria, Introwood, Lignum

Ábra forrása: Holzforschlung Austria, Introwood, Lignum

Magasépítési tanszék – 2013.09.11. – Fa szerkezetek – 33. dia /66


MET.BME.hu

3.2. Fafödémek, erkélyek, lépcsők Klasszikus fafödémek példái: a) Pórfödém padlástér elválasztására, födémgerendák deszkaborítással vályog-tapasztással. b) Csapos gerendafödémek sűrűgerendás, alul sík szerkezetek, lefelé szintenként vastagodó fal, fél-tégla széles felületére egymás mellé felfektetett gerendák együttdolgozásával Korszerű fafödémek pallóból, vagy szegezett tartókkal, sűrű (40-45 cm) tengelykiosztással, gerendák közötti mezők réteges, szerelt konstrukcióként





MET.BME.hu Klasszikus fafödémek példái a.) pór-födém

b.) csapos gerendafödém





MET.BME.hu

Pórfödém Pórfödém mestergerendával





MET.BME.hu Modern fafödémek

Födémgerendákra merőleges metszetek

látszó gerendás födéme


rejtett gerendás födémek




MET.BME.hu

Modern fafödémek 2.


Forrás: Massiv-Holz-Mauer

Ábra forrása: Massiv-Holz-Mauer



MET.BME.hu Erkélyek

A kitettség következtében nagy a tönkremenetel veszélye. 1. Alapvetések - 2. Fakötések – 3. Szerkezetek – 4. Házak BME – MET 20123/ 2014 – I. szemeszter



MET.BME.hu

Modern erkélyek Kialakítás: az igénybevételnek megfelelő anyagból és szerkezettel.





MET.BME.hu Falépcső, létra





MET.BME.hu

3.3. Fa falak és favázak Fa falak, boronafalak: − rönkfal és − gerenda-fal Favázak: Fachwerk - fiókműves – építés − ácsjellegű fakötések − a csomópontok nem sarok-merevek, − váz mezőinek kifalazása. új típusú favázak − palló, heveder, deszkaváz, − szerelt külső és belső borítással, hőszigetelő kitöltéssel, − sarokmerev csomópontokkal.





MET.BME.hu Boronafalak

b.1 – b.2: rönkfalak, c.1 – c.2: gerenda-falak,

d.1

d.2

c.3: hőszigetelt gerenda-fal. Épületsarok kialakítása d.1 - rönkfalnál, d.2 - gerenda-falnál.





MET.BME.hu Boronafalak 2

Épületsarok kialakítása d.3 – fecskefarkas gerenda-falnál d.4 - álrönkafal

d.3 d.4 1. Alapvetések - 2. Fakötések – 3. Szerkezetek – 4. Házak BME – MET 20123/ 2014 – I. szemeszter



MET.BME.hu

Favázak 1. Fachwerk - fiókmű





MET.BME.hu réselzárás befalazó-léccel

Fachwerk - fiókmű

a.2

koszorúgerenda

a.1

a.3 heveder

a.1: váz-összeállítás, a.2: vázkitöltő falak, a.3: ácsjellegű csomópontok.

dúc oszlop


küszöbgerenda Dia forrása: Széll, 2009


FA, FALAZOTT ÉS KŐSZERKEZETEK Favázak

MET.BME.hu

2. Modern faváz vázgerenda

fiókgerenda bélcsapos kapcsolat

acélszerelvényes csomópont Modern faváz azonos síkban csatlakozó szerkezeti elemekkel, mérnöki jellegű csomópontokkal, acél szerelvényekkel. 1. Alapvetések - 2. Fakötések – 3. Szerkezetek – 4. Házak BME – MET 20123/ 2014 – I. szemeszter




MET.BME.hu Ívszerkezet





MET.BME.hu

Rúdrács héj





MET.BME.hu

Hálószerkezet





MET.BME.hu 3.4 Nyílászárók

Nyílászárók: Ablak és árnyékoló


Kapu kerítésben és Dia forrása: Széll, 2009 falban



MET.BME.hu 3.5 Hőszigetelés





MET.BME.hu

3.6 Fedések Tetőfedés - zsindely





MET.BME.hu 3.7. Fa cölöpalapozás

Palota Velencében Jellemzés: mélyalapozási mód, anyaga tölgy (ritkábban fenyő), a verési igénybevétel felvétele vasalással. − a.1: elrendezés elve; − a.2 – a.4: részletek, a.5: cölöp-kötegek 1. Alapvetések - 2. Fakötések – 3. Szerkezetek – 4. Házak BME – MET 20123/ 2014 – I. szemeszter




MET.BME.hu

4. Faházak szerkezeti változatai és épületfizikai jellemzése

Rendeltetés, használat szerinti változatok: 1.alárendelt (mezőgazdasági melléképület), 2.ideiglenes (felvonulási), 3.időszakos használatú (hétvégi, nyaraló), 4.teljes értékű ún. „készházak”. Épületfizikai jellemzés: 1 – 3. A csekély igényű faházak hőtechnikai korlátjai: barakk-klíma. 4. A korszerű „készházak” a fokozott téli és nyári hővédelem, az energiatakarékosság, valamint a hangvédelem követelményeinek megfelelnek.





MET.BME.hu Faházak

↑ Mezőgazdasági és időszakos rendeltetésű épületek → 1. Alapvetések - 2. Fakötések – 3. Szerkezetek – 4. Házak BME – MET 20123/ 2014 – I. szemeszter




MET.BME.hu

Hétvégi faház üvegezett verandával





MET.BME.hu Boronafalas házak

a.1) Rönkfalas ház

Hagyományos vidéki fürdőházak Svédországban 1. Alapvetések - 2. Fakötések – 3. Szerkezetek – 4. Házak BME – MET 20123/ 2014 – I. szemeszter

a.2) Gerendafalas ház Dia forrása: Széll, 2009



MET.BME.hu

Hagyományos faházak, szerkezeti részletek Függőleges metszetek

a)

b)

c)

Vízszintes metszetek a) Keretes falpanelek látszó elemcsatlakozással; b) Takaróprofilos elemcsatlakozással; c) Utólag szerelt szellőző légréses burkolattal 1. Alapvetések - 2. Fakötések – 3. Szerkezetek – 4. Házak BME – MET 20123/ 2014 – I. szemeszter




MET.BME.hu Favázas házak építése





MET.BME.hu

Korszerű favázas lakóépületek: „készházak” Teljes értékű lakóházak





MET.BME.hu

Modern fa – üveg építészet: Budapest, Barabás villa

Építész: Basa Péter





MET.BME.hu Budapest, Barabás villa

Építész: Basa Péter





MET.BME.hu

Ellenőrző kérdések 1.

Ismertesse az építési fák alapvető típusait és sorolja fel a jellemző alkalmazási terülteteket! 2. Ábrával illusztrálja a favédelem épületszerkezeti megoldásait (min. 3 db.)! 3. Milyen hatások ellen kell/lehet védeni vegyszeres kezeléssel a fa épületszerkezeteket? Ezen kezeléseknek milyen alapvető módszerei vannak? 4. Ismertesse az évgyűrűk elhelyezkedésének függvényében milyen elvet kell betartani rönkfák építési anyaggá történő felvágása során! 5. Rajzi ábrákkal illusztrálja a párhuzamos/ferde/párhuzamos fogas/ferde fogas lapolásokat! 6. Rajzi ábrákkal illusztrálja a véglapolást, keresztlapolást, fecskefarkas véglapolást, saroklapolást! 7. Rajzi ábrákkal illusztrálja az átlós/feles/fecskefarkú/sarok rovásokat! 8. Rajzi ábrákkal illusztrálja a merőleges/egyszeres ferde/kétszeres ferde/ferde csapos beeresztéseket! 9. Rajzi ábrákkal illusztrálja az egyenes csapos/bélcsapos csapolást! 10. Rajzi ábrákkal illusztrálja az egyszerű és fészkes horgolásokat!




MET.BME.hu

Ellenőrző kérdések 11. Rajzi ábrákkal illusztrálja fa oszlopok toldásának lehetőségét (min 2 db)! 12. Sorolja fel az ácskötések előnyeit és hátrányait! 13. Rajzi ábrákkal illusztrálja az üres/torokgerendás/kétállószékes/bakdúcos/egyszeres függesztőműves/kétszeres függesztőműves fedélszerkezet (állás rajza)! Adja meg az állás és az elemek jellemző méretét! Ismertesse az állásra merőleges merevség biztosításának elvét! 14. Rajzoljon le mérnöki faszerkezetet, a jellemző keresztmetszetek, fesztávok megadásával! 15. Rajzi ábrával illusztrálja a pór-födém/csaposgerenda födém/modern fafödém jellemző keresztmetszetét az alkalmazott anyagok megnevezésével, jellemző méretek megadásával! 16. Rajzi ábrával illusztrálja rönkfal/gerendafal jellemző keresztmetszetét, az alkalmazatt anyagok megnevezésével, jellemző méretek megadásával! 17. Rajzi ábrával illusztrálja a favázas könnyűszerkezetes falszerkezet keresztmetszetét az alkalmazott anyagok megnevezésével, jellemző méretek megadásával!




MET.BME.hu

Ajánlott irodalom - Dr. Széll László: Magasépítéstan I. és II. Tankönyvkiadó, Budapest, - Dr. Gábor László: Épületszerkezettan III. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest - Frick, Knöll, Neumann, Weinbrenner: Baukonstruktionslehre 1., 2. BG. Teubner, Stuttgart

Egyéb felhasznált irodalom - Széll Mária: Fa-, falazott és kőszerkezetek (előadásjegyzet) 2009. - Diákon hivatkozott gyártók alkalmazástechnikai leírásai.

Köszönöm a figyelmüket! [email protected]



FA, FALAZOTT ÉS KŐSZERKEZETEK 1. Előadás: Fa szerkezetek BME MET Előadó:

Recommend Documents