FÖDÉMEK A falakkal határolt tereket a födém (vagy fedélszerkezet) fedi le. A födém a falakra vagy egyéb szerkezetekre támaszkodó vízszintes vagy lejtő térlefedő, vagy vízszintes térelválasztó teherhordó szerkezet. Jellemzői - saját súlyra és egyéb hasznos terhelésre méretezik; - felső felületét térelválasztó födémen padozatként, tetőfödémen csapadékelvezető kéregként alakítják ki; - alsó felületét - a rendeltetés szerint- építészetileg alakítják, - az épület vízszintes irányú kimerevítésére és a falak összefogására szolgál. Részei A födém igénytől és követelményektől függő rétegszámú, de legalább két rétegű összetett szerkezet 1. teherhordó szerkezet (fa, acél, vasbeton stb, gerendás, lemezszerű, táblás stb. kialakítással monolit vagy előgyártott szerkezettel); 2. padozat - rendeltetés igénye szerint vagy héjazat (lejtéstől függő kialakítást csapadékelvezető kéreg térlefedő födémeknél; Kiegészítő réteg lehet: - feltöltés - hőszigetelés / hangvédelem
Födémekkel szemben támasztott követelmények : 1. tartószerkezeti 2. épületszerkezeti 3. szépészeti 4. kiviteli 5. gazdaságossági A követelmények jelentősége, sorrendje, épületfajtánként változik: -pl. lakóépületeknél a tartó- és épületszerkezeti követelmények teljesítése mellett a kiviteli és a gazdasági tényezők a döntők -- pl. ipari épületeknél, ahol a nagy terhelés és a gyártási eljárás a választható szerkezetek számát csökkenti, a tartószerkezeti, épületszerkezeti és gazdasági szempontok kerülnek előtérbe; - pl. nagyigényű középületnél a tartó- és épületszerkezeti követelmények teljesítése mellett legfontosabb az építészet; -pl. különleges épületeknél vagy épületrészeknél a tartószerkezeti követelmények kielégítése mellett az épületszerkezeti szempontok teljesítése a legfontosabb.
Tartószerkezeti szempontból a) szilárdság, tartósság, tűzállóság: -a tégla, beton és vasbeton szilárd és időálló; -az acél nagy szilárdságú, és korrózió ellen védve tartós; - a fa kisebb teherbírású, korhadása miatt élettartama is rövidebb. Tűzállóság: - tégla, beton, vasbeton nem égnek, tűzvész esetén jelentős elváltozást nem szenvednek: tűzálló anyagok; -acél nem ég, tűzvész esetén jelentős elváltozást szenved: félig tűzálló anyag; -fa lángmentesítve tűzvész esetén nem ég nyílt lánggal, nem rongálódik gyorsan: nehezen gyulladó, - tűzvédő kezelés nélkül könnyen gyulladó. Ezekből anyagokból készített födémek értékelése: fokozottan tűzálló: a monolit vasbeton vagy előgyártott elemekből monolittá alakított vb - az előfeszített vb szerkezet kivételével; közepesen tűzálló: az előgyártott vb gerendák vagy acélgerendák közötti tűzálló vagy félig tűzálló anyagokból készített betétes födém (az előfeszített vb szerkezet kivételével), az idomtestes vb födém; mérsékelten tűzálló: a legalább 8 cm vtg éghetetlen feltöltésű és alsó vakolású csapos gerendafödém, a legalább 8 cm agyagtapasztással burkolt és alul vakolt fafödém, az előfeszített vb szerkezet.
Együttdolgozás: A födém terhelések megfelelő szélességű sávban való elosztását a szerkezet egyes elemeinek együttdolgozásával biztosítják. Együttdolgozás hiányában egy-egy tartóra nagyobb teher jutna: - a közvetlenül terhelt tartó nagymértékű lehajlása következtében a csatlakozó födémrészek mentén repedés keletkezne - a terhelési viszonyok megváltoztatása, - pl. válaszfalak áthelyezése, - csak a többlet terhet felvevő tartók megerősítése révén volna lehetséges - az egyes tartók megsérülése, szerkezeti hibája leszakadásukat okozhatná Az együttdolgozás monolit vb födémeknél egyszerűen megoldható, részben monolit (pl. előgyártott) szerkezetek esetén csak külön szerkezeti elemek (pl. keresztbordák) beépítésével érhető el. Többtámaszúság: Többnyílású födémek tartóit lehetőleg többtámaszú (esetleg befogott) tartóként alakítják ki: - mértékadó nyomatékok általában csökkennek, a födém merevebb, lehajlása kisebb. A többtámaszúság monolit szerkezetnél könnyen megoldható, előgyártott födém esetén csak a kapcsolatok különleges kialakításával érhető el. Kis lehajlás, csekély mértékű rezgés: A tartó lehajlása terhétől, fesztávolságától, inerciájától és anyagának rugalmassági tényezőjétől függ. Az azonos teherbírású keskeny, magas tartó kevesebbet hajlik le, kisebb amplitudóval, nagyobb frekvenciával, kevésbé érzékelhetően rezeg, mint a széles, alacsony tartó. A monolit szerkezetek rezgése általában kevésbé érzékelhető, mint az előgyártottaké, mert az egybebetonozás következtében nagyobb az együttrezgő tömeg.
Épületszerkezeti szempontból a) Hővédelem:
Azonos vagy közel azonos hőmérsékletű tereket elválasztó födémek külön hőszigetelésére általában nincs szükség. Eltérő vagy lényegesen eltérő hőmérsékletű tereket elválasztó födém esetén hővédelemre van szükség. Mértékét a körülmények figyelembevételével, a hőfok és páranyomás alapján, a kellő hőszigetelési, hőtárolási érték páralecsapódásmentes biztosításával állapítják meg.
b) Hangvédelem:
Hangvédelmet igénylő terek födémeit léghangok ellen és testhangok ellenvédik. A födém hangvédelem szempontjából -egyszeres (a padozat közvetlen fekszik fel a szerkezetre,) - kettős (a padozatot és szerkezetet testrezgésszigetelő réteg választja el), -többszörös (a testrezgésszigetelő rétegen kívül a födém alatt akusztikailag helyesen szerkesztett álmennyezet is készül).
c) Vízszigetelés
Külső térrel nem érintkező födémek vízszigetelésére csak ún. vizes helyiségek (mosókonyhák, zuhanyozók) alatt van szükség). Külső térrel érintkező, csapadékhatásnak kitett födémek , födémrészek csak megfelelő lejtésű és védelmű vízhatlan szigeteléssel készíthetőek). Gőzös, párás terek födémeit szükség esetén páraszigeteléssel védik.
d) Vezetékek beépíthetősége: A födémek padozata és tartószerkezete közé főként lakó- és középületeknél, épületgépészeti berendezéseket kiszolgáló csöveket, szerelvényeket építenek be. Ezek helyes takart szerelését szerkezeten való átvezetését tartószerkezet teherbírásának számottevő csökkentése nélkül kell megoldani. e) Padozatok beépíthetősége A födém szerkezetét úgy kell kialakítani, hogy a különböző anyagú és jellegű padozatokat szakszerűen, a tartószerkezet rongálása nélkül lehessen beépíteni.
Szépészeti szempontból
- alsó felütet építészeti hatása alul sík és alul tagozott szerkezettel is elérhető.
Kiviteli szempontból
monolit födémeknél: megépítéshez szükséges művelet sorozat - pl. vb födémnél az állványzat és öntőforma készítése, a vasszerelés, a betonozás – egyszerűen szervezhető + korszerű technológiával végezhető előgyártott födémeknél: • gyárthatóság: - az e.gy. födémek tervezésekor a helyszíni vagy üzemi gyártás szempontjait is tekintetbe kell venni. A kedvező szelvény egyszerű, jól kezelhető, könnyen bontható öntőforma alkalmazását, a helyes szervezés jól gépesíthető anyagellátást, keverést, bedolgozást, tárolást tesz lehetővé. •mozgatás: - a tartót vagy födémtestét a mozgatás közbeni megfogási helyek megadásával - úgy kell méretezni, hogy az elemek a szállítás, emelés közben fellépő igénybevételeknek külön acélbetétek nélkül is megfeleljenek. •kedvező munkafolyamat : egyszerű - gyors - folyamatos - kevés helyszíni munkával jár - a szerkezet felül sík
Gazdaságossági szempontból
a )Anyagtakarékosság: Az anyagszükséglet a födém fesztávolságától, szerkezeti kialakításától, saját súlyától, hasznos terhétől függ, b) Munkatakarékos . - a jó tervezés pl. modulált sokszor felhasználható öntőforma alkalmazását teszi lehetővé - a helyes szerkezeti kialakítás pl. a lemezszerű födém munkatakarékosabb mint a bordás, -a kevés helyszíni munka pI. típusszerelés biztosítja, előgyártott födém esetében, jó szervezéssel kevés fajtájú elem alkalmazása, helyes szerkezetkialakítás pI. alul-felül sík födémmel) c) Költségtakarékosság az anyagkiválasztásnak adott tervre vonatkozó helyessége a körülmények (pl. a helyszíni adottságok, szállítási lehetőségek stb.) figyelembevételével állapítható meg.
A födém tervezésének elvei
befolyásolja: - a rendeltetés, - az épület minősége, építészeti elképzelése, foka függ tőle; - a beépítés technikája - a szervezés módja függ tőle;
A födém megtervezésénél először az elrendezési tervet, azt követően - a különböző tervek egybehangolása és egyeztetése után - a részletes tervet készítik el. Az elrendezési terv határozza meg: • az alapvető szerkezeti anyagokat (acél, vasbeton, tégla); • a szerkezeti rendszert (alul sík vagy tagozott, lemezszerű vagy bordás); • a födémet tartó falak, pillérek és kiváltó gerendák helyét (az átszerkesztés irányát, a fesztávolságot) ; • a szerkezettel összefüggő egyéb (hő-, hang-, vízszigetelő stb.) rétegek számát és helyét; •a tervezést érintő egyéb szerkezetek (kémények, szellőzők, válaszfalak, gépészeti vezetékek és szerelvények) helyét. A részletes terv tartalmazza: a) a tartószerkezeti csomópontokat (a csatlakozó koszorúk, kiváltók helyét és szelvényét, a légudvarok szellőzők, kémények, felvonóaknák kiváltását, a válaszfalak alátámasztását, a zárt erkélyek, loggiák kialakítását, a konzolos szerkezetek lehorgonyzását stb.); b ) az épületgépészeti berendezésekkel kapcsolatos csomópontokat (a vezetékelhúzások teknőit, az áthatolások helyét és módját, a szerelvények helyét stb.); c) a kiegészítő szerkezetek csomópontjait (a hő-, hang- és vízszigetelés beépítési helyét és módját, a padozatok kiképzését, a látható felületek kialakítását stb.).
Tárgyalási mód A különböző fajtájú födémek sok szempont szerint vizsgálhatóak. Szerkezeti fejlődésen nem a finomításából származó műszaki haladást a tartószerkezetben, hanem az egész födém komplex szemlélet alapján vizsgált fejlődését értjük. A födémeket •anyag- és munkaigényességi, •szerkezeti, •technológiai •gazdaságossági szempontból elemezzük. Fafödémek A fa az általános és nagymértékű hiány folytán, továbbá néhány kedvezőtlen tulajdonadása, mint például gombásodása , de különösen tűzveszélyessége miatt a fában szegény területeken visszaszorult.
Födémfajták Csapos gerendafödém : Sűrű gerendás alul sik szerkezet. Régen általánosan használták, ma csak átépítésnél fordul elő. A födém szerkezeti része kb. 20 cm széles, közvetlenül egymás mellé kerülő rönkökből áll. A gerendák együttdolgozását kb. 2,0 m-enként beépített 10-15 cm hosszú, 3 cm átmérőjű keményfa köldökcsapokkal biztosítják . A padozatot (a gombásodás elkerülésére) homokfeltöltésbe ágyazzák. Az alsó felületet nádszövet közbeiktatásával vakolják. A gipszes mészhabarcsot az alulról horganyzott szegekkel felerősített kétrétegű nádszövetre hordják fel.
Pórfödém :Látható gerendás szerkezet. Főként parasztházaknál és mezőgazdasági épületeknél a- legfelső födémként - alkalmazzák. A födém négyszögszelvényű, faragott vagy fűrészelt gerendáit 60-80 cm tengelytávolságra helyezik el. A gerendázatra deszkaborítást fektetnek, amire feltöltés és agyagtapasztás kerül. E borítást általában 24 mm vastag deszkából készítik, és a feltöltés átszóródását széleiken egymásra takaró deszkákkal vagy hézagzáró lécekkel akadályozzák meg.
Pólyásfödém A falu építészetében alkalmazott, kisigényű, látható gerendás födém. A 60-80 cm-re kerülő gerendák közé sűrűn egymás mellé - lécre vagy furatokba szerelt - híg agyaggal itatott szalmacsóvákkal körülcsévélt léceket építenek. A pólyák alsó felületét agyaghabarccsal betapasztják, míg felső felületére feltöltés, majd agyagtapasztás került.
Borított gerendafödém : A pórfödém továbbfejlesztése, már alul-felül sík, tehát közbülső födémként is alkalmazható szerkezet. A födémet pórfödémként készítik, de a gerendák aljára borítást szegeznek. Ezáltal a hőés hangszigetelés javul, a födém alatti válaszfalak helye a térlefedő födémgerendáktól függetlenné válik, de a födém vastagsága megnő. Vakolt mennyezetek alsó borítása (18 mm vastag) gyalulatlan deszka vagy építőlemez. Nyersen hagyott mennyezetek alsó felülete 16 mm vastag, gyalult hornyolt vagy hézagléces deszkaborítás.
Béléses borított gerendafödém: A borított gerendafödém továbbfejlesztése. A szerkezet pórfödémként készül, de a felső deszkázatot vagy építőlemezt nem a gerendák tetejére, hanem közé, azok oldalára szegezett lécekre erősítik. A padozatot tartó párnafákat a gerendák közé süllyesztik, a padozat alja és a gerendák teteje közé csupán 2-3 cm vastag feltöltés vagy hanglágy anyag kerül. Ezáltal kisebb összvastagságú - közbülső födémként is használható - szerkezet keletkezik.
Vakgerendás borított gerendafödém: A béléses borított gerendafödém továbbfejlesztése. E födém az előzőknél szerkezeti szempontból jóval fejlettebb, mert a fafödémeknek azt az általános hibáját, hogy vakolatuk a terhelés okozta rengés következtében összerepedezik, tartószerkezettől elválasztott vakolattartó szerkezet alkalmazásával megszünteti. A födém teherhordó részét béléses borított gerendafödémként készítik, míg az alsó deszkázatot vagy építőlemezt a födém szerkezeti gerendái közé helyezett, azoktól független, csupán önsúlyra méretezett, karcsú, pallószerű vakgerendák hordják. E szerkezet a korszerű kettős födémek első példája.
Pallófödém: A borított gerendafödém korszerű, fatakarékos formája. Sűrűgerendás, alul-felül sík, elsősorban padlásfödémként alkalmazott szerkezet. A födém gerendái élükre állított pallók. E pallók egymástól 40-45 cm távolságra kerülnek. Együttdolgozásukat és kihajlás mentességüket 100 cm-ként beépített andráskereszt jellegű kettős vagy váltott rendszerű egyszeres ferde lécekkel biztosítják. E célra gömb- vagy laposacél merevítők is használhatóak. A felső deszkaborítás, ill. a közbülső födémek padozata közvetlenül a pallókra kerül, míg a sík alsó felületet deszkázatra készített nádbetétes vakolással vagy gyalult hornyolt deszkázattal, esetleg építőlemez burkolattal alakítják ki.
Korszerű anyagtakarékos fafödémek: A födém kedvező keresztmetszeti modulusú tartóit fatakarékosan, több elemből, korszerű (szegezett vagy enyvezett) kötésekkel állítják elő. E - félgömbfákból és deszkákból, vagy zárlécekből és deszkákból szerkesztett - tartók bármely rendszerű fafödém gerendáiként beépíthetőek.
A fafödémek tervezési elvei
Gerendakiosztás és szelvénymegválasztás: - a borított gerendázatú födémek tartóinak helyét csupán a szerkezeti adottságok (pl. lépcsőház, légudvar, kémények helye) határozzák meg, -a látható gerendájú szerkezetek tartóit ezen kívül egyenletesen osztják ki. - adott terhelés, fesztáv és helyiség hosszméret esetén a gerendaszelvény megválasztása akkor helyes, ha magassága (a lehajlásra való méretezés elkerülésére) fesztávolság 1/16 része Gerendafelfekvés és lehorgonyzás - a felfekvés mértékét a támaszköz és terhelés, és az ezekből következő gerendaszelvény határozza meg, de 15 cm-nél kevesebb nem lehet. - a gerendavég felfektetése és befalazása akkor helyes, ha a gerendavég légcseréjét három oldalon 2-3 cm-es kiszellőztetett légrés biztosítja - ha a falnedvesség felszívódását bitumenes fedéslemez alátét gátolja;. - ha a gerendák végeit a szélsőfőfalakban kb. 2,0 m-ként kengyelekbe fűzött acéláttolók horgonyozzák le - ha a szélső főfali gerendavégek mögött az elvékonyodott falon a páralecsapódást hőszigetelő bélelés akadályozza
Fafödémek értékelése
Tartószerkezeti szempontból: - kellően szilárd; közepesen tartós; - 8 cm vtg éghetetlen feltöltés, tégla burkolat, alsó vakolás és lángmentesítés esetén mérsékelten tűzálló; - gerendák együttdolgozása külön szerkezeti elemek beépítésével érhető el; -többtámaszúság csak két meneten áthaladó hosszú gerendákkal vagy nyomaték felvételére alkalmas kötésekkel alakítható ki; -- rezgésérzékeny. Épületszerkezeti szempontból: - saját súlyuk csekély - jól hőszigetelnek - hanggátlásuk önsúlyukhoz képest kedvező - hangszigetelő képességük csekély, lépészaj különleges kialakítással csökkenthető -nedvesség-, korhadás- és gombásodásérzékeny Szépészeti szempontból: - a látható gerendákkal épített szerkezet: a gerendák anyagával, színével és ritmusával jó hatás érhető el Kiviteli szempontból: -anyaguk könnyű, jól munkálható; -egyszerűen, gyorsan beépíthetőek és rögtön terhelhetőek. Gazdaságossági szempontból: az általános fahiányra való tekintettel alkalmazásukat kerülik.
Acélgerendás födémek Kialakulásának körülményei -gyors fejlődés, -a nagyütemű iparosodás, - az igények elterjedése és növekedése, - a térigény megváltozása, (sokszintes és nagy fesztávolságú épületekre, különleges építményekre, hatalmas ipari és közlekedési csarnokok) - ezek megépítéséhez nagy szilárdságú anyagra, új szerkezetekre volt szükség. -A kohászat fejlődése, a hengerlési eljárás elterjedése adta - a nagy sziiárdságú, -egyenletes minőségű, - pontosan munkálható, - szerkesztésre alkalmas anyagot: a vasat, az acélt. A fizika és statika fejlődése szolgáltatta az út és pontosan méretezhető szerkezeteket. A XIX. század második fele és a XX. század eleje vasszerkezetekkel, főleg vasgerendás födémekkel épített. E szerkezeteket (főleg az acélszegény országokban) háttérbe szorította a korlátlan lehetőségeket nyújtó és kevesebb acélt igénylő vasbeton. E folyamatot az acélszerkezetek néhány hátrányos tulajdonsága (acéligényessége, korrózióérzékenysége, drágasága) és más fontos területek hatalmas acéligénye is meggyorsította.
Födémfajták Acélgerendák közötti téglaboltozatos poroszsüvegfödém Alul sík vagy enyhén íves födém. Régen általánosan alkalmazott szerkezet. A födémterhelésnek és fesztávnak megfelelően méretezett és rozsdásodás ellen mázolt gerendáit: lakó- és középületeknél a sík alsó felület biztosítására 100-130 cm, egyéb épületeknél - ahol a sík alsó felület nem lényeges követelmény - legfeljebb 250 cm tengelytávolságra helyezik. A boltozat gerendatengelytávtól függő ívmagassága csekély, és az acélgerendákhoz befaragással vagy orrtéglákkal csatlakozik. A födém szélső mezőinek oldalnyomását fallal, vagy gerendával és vonórudakkal vagy vasbeton koszorúval veszik el: ha a fal eléggé vastag és leterhelt, vagy a koszorút oldalnyomásra is méretezték az oldalnyomás felvételéhez nincs külön szerkezetre szükség .
Acélgerendák közötti üres téglaboltozatú födém: A poroszsüveg-boltozat nagy súlyának csökkentésére, a könnyebb véshetőség és jobb vakolattartás elérésére az acélgerendák közötti boltozatot 8-10 cm vastag üreges, hornyolt és bordázott téglatestekből készítették.
Az üreges testekből alakított boltozat szerkezeti bizonytalanságának kiküszöbölésére és a boltozott mező hátrányainak megszüntetésére betéttestes mezők alkalmazására tértek rá. Téglabetétes acélgerendás Hourdis-födém A legfeljebb 100 cm tengelytávolságra helyezett acélgerendák közé orrtéglák közbeiktatásával 20-25 cm széles 7-10 cm magas, üreges és ferde véglapú égetett agyag betéttesteket helyeztek el.
Acélgerendák közötti vb lemezes födém: A vb elterjedése során a födémmező vb-ból készítése kézenfekvővé vált. Kezdetben íves alsó felülettel, boltozatszerűen, de acélbetétekkel készítették, majd szabadon hagyott acélgerendás, bordás szerkezeteket alakítottak ki. A tűzveszély a szabad gerendák vb burkolásához, ezáltal acéltakarékosabb, többtámaszú lemezrendszer kialakításához vezetett.
Acél g e r e n d á k közötti acélbetétes vasbeton lemezes Kleine- födém A vasbeton nagy súlya a szerkezet könnyítésének gondolatához vezetett. A tömör vasbeton lemez helyébe kisebb súlyú, kezdetben lapjára fektetett és kötésben elhelyezett falazótéglákból alakított, később üreges tégla betétekkel könnyített vasbeton lemez került. A húzást a téglák közötti kis vasbeton bordák acélbetétei vették fel.A szerkezet az előregyártott vasbetongerendás téglatálcás födém őse.
Az acélgerendás födémek általános értékelése Tartószerkezeti szempontból:
- Szilárd, tartós - közepesen tűzálló, - a gerendák csekély együttdolgozása a méretezésnél nem vehető figyelembe, - többtámaszúság - a gyártási hossz adta lehetőségen belül - kialakítható, - rezgésérzékenysége kisebb, mint a fafödémé.
Épületszerkezeti szempontból:
-Saját súlyuk nagy -hőszigetelő képességük közepes -hanggátlásuk nagy súlyuk folytán kedvező; -hangszigetelő képességük közepes, anyaguk a lépéshangot jól vezeti, nagyobb igényű épületekben testrezgésszigetelő réteg beiktatására vagy akusztikai álmennyezetre van szükség; - nedvességre nem érzékenyek, vizes helyiségek alatt is építhetőek; - a vízvezetéki, fűtési csövek a gerendák közötti sávokban, az elektromos csövek a boltozott mező vakolatában könnyen vezethetőek - meleg padozatok beépítése egyszerű, a hideg padozatok aljzatai és a gerendák felső övlemeze közé a hanghíd kiküszöbölésére feltöltés vagy hanglágy anyag helyezendő.
Monolit vasbeton födémek Az első vasbeton födémeket a múlt század végén építették. E szerkezetek az 1900-as évek elején terjedtek el, és e födémeket lakó-, köz- és ipari épületeken egyaránt alkalmazták - az anyag jól kihasználható a szerkezet a tervezés igényeihez, a statikai igénybevételekhez jól alkalmazkodik, - az együttdolgozást és többtámaszúságot a szerkezet jellege biztosítja Födémfajták a) Alul bordás monolit vasbeton födém b) Felül bordás vasbetonfödém c) Két irányban teherbíró vasbeton lemezfödém d) Vasbeton gombafödém
-
Alul bordás monolit vasbeton födém Helyszíni mintadeszkázatra, alsó bordákkal készítik. A bordák tengelytávolságát a födémmel szemben támasztott építészeti követelmények, a terhelés nagysága, a szerkesztés módja dönti el, és általában 1,5-2,5 m. A födémet a terhelésnek, fesztávnak és szerkezeti rendszernek megfelelően méretezik, és a méretezés alapján határozzák meg: Az egyes szerkezeti elemek egymáshoz (a kiváltó gerenda az oszlophoz, a borda a kiváltó gerendához, a lemez a bordához) a negatív nyomaték helyén a gerendamagasság, ill. a nyomott öv növelésére könyök beiktatásával is csatlakozhatnak. Az alul bordás vasbeton födém szerkezetileg kedvező: - a terhelési adottságokhoz jól alkalmazható; - a borda fejlemezes gerendaként méretezhető; -a bordamagasság növelése a saját súlyt elhanyagolható mértékben növeli;
Felül bordás vasbetonfödém - Helyszíni mintadeszkázatra felül bordákkal, alul sík felülettel készítik. A szerkezetet az alul bordás vasbeton födémnél közölt elvek alapján méretezik. A födém előnyösebb, mint az alul bordás: - sík alsó felülete következtében a tervezést kötetlenebbé teszi; - az épületgépészeti csövek vezetését a födémteknők biztosítják; - a mintadeszkázat egyszerűbben készíthető; de hátrányosabb statikai szempontból, mint az alul bordás födém: - a bordák húzott övéhez csatlakozó lemezek következtében fejlemezes gerenda nem alakítható ki; -a kötött födémvastagság a bordamagasságot korlátozza; -a bordamagasság növelése a feltöltés ill. a födém vastagságát, tehát a födém önsúlyát is növeli; - a szorított bordamagasság gyakran nyomott acélbetétek alkalmazását igényli.
Két irányban teherbíró vasbeton lemezfödém - Helyszíni mintadeszkázatra alul-felül sík szerkezettel készítik. Az egy vagy több mezőből álló, mind a négy oldalon kiváltókra vagy körítőfalakra támaszkodó szerkezetet a fesztávok arányának figyelembevételével méretezik. A lemez támaszköze <7m Vasbeton gombafödém - Helyszíni borda mintadeszkázatra mestergerenda nélkül, alul-felül sík szerkezettel készítik. A vasbeton szabályzat alapján szerkesztett, méretezett és általában négy irányban vasalt lemez különleges fejkialakítású pillérekre támaszkodik.
A monolit vasbeton födémek általános értékelése Tartószerkezeti szempontból:
-Szilárd, tartós, -fokozottan tűzálló - az együttdolgozást, többtámaszúságot a szerkezet jellege biztosítja, -- nagy együttrezgő tömege folytán a legkevésbé rezérsérzékeny.
Épületszerkezeti szempontból:
-saját súlyuk nagy -közepesen jól hőszigetelnek -hanggátlásuk nagy súlyuk folytán kedvező -gyengén hangszigetelnek - hangkemény anyaguk a lépéshangot jól vezeti tehát hangszigetelés igénye esetén testrezgésszigetelő réteg beiktatására, vagy alul bordás födémeknél akusztikai álmennyezetre van szükség -nedvességre nem érzékenyek, vizes helyiségek alatt is építhetőek; -a vízvezetéki, fűtési csövek a gerendák közötti sávban könnyen vezethetőek, az elektromos csövek vésés nélkül beépíthetőek;
Kiviteti szempontból:
Helyszínen csak nedves eljárással,sok és a beton megszilárdulásáig beépítve maradó faanyag felhasználásával lassan készíthetőek.
Gazdaságossági szempontból:
Anyagigényességük következtében csak nagy vagy dinamikus terhelés esetében és nagy terek lefedésére alkalmazottak.
Előregyártott vasbeton födémek jellemzése: •elterjedésük a II. világháborút követő, nagy volumenű építési igényekhez köthető; •az építőanyagok garantálható minősége és a statikai számítások színvonala a biztonság határáig igénybevett szerkezeteket eredményezett; •az elemeket a méretkoordináció, a tipizálás elvei alapján, szabványos minőségben gyártják; •gyors, száraz, szerelő jellegű technológiával építik be; •a szerkezet - lényegében - azonnal terhelhető; •a nagyszilárdságú beton, az előfeszítés technikája kisebb önsúlyú, nagy teherbírású szerkezeteket eredményez.
Födémfajták
Az előgyártott vasbeton födémek eddig kialakult alaptípusai: a) a szerkezet közvetlen egymás mellé helyezett, azonos szelvényű, keskeny, gerendaszerű vasbeton (esetleg vasalt tégla) elemekből; b) ugyancsak közvetlenül egymás mellé fektetett kb. 40-80 cm széles, általában alul-felül sík üreges vasbeton testekből, táblákból áll; c) a födém előgyártott vasbeton gerendáit kb. 60-120 cm tengelytávra helyezik, és közéjük tálcaszerű vagy üreges, vasalt vagy vasalatlan, nehéz- vagy könnyűbeton testeket építenek be.
Egymás mellé sorolt vasbeton gerendákból felépülő födémek
• I szelvény - az előgyártott vasbeton gerenda alaptípusa a kedvező inerciájú acélgerenda szelvényéből kiindulva: példája az alul-felül sík Rapid-födém); • a gyártási egyszerűsítésre és az elem súlyának csökkentésére való törekvés a ┬ illetve ┴ keresztmetszethez vezet - felül sík : Sevia-födém, alul sík: Zechel-Hänsel födém • a technológia tökéletesítése folytán zártüreges elemek is gyárthatóak - Siegwart és Seibert födém • vasalt födémtéglatestek is előállíthatók - hazai példája az alul-felül sík Csornai-Rapid-födém, javított változata a Feifel- és Nordmark-födém Az egyes elemek együttdolgozását általában cementhabarcs kiöntés, hornyolás (T szelvényű elemek alkalmazásakor vasalt felbetonozás) biztosítja.
A vasbeton gerendafödémek előnyei (az előgyártás általános előnyein túlmenően):
• az egyfajta azonos elem • a viszonylag könnyű elemek egyszerű, gyors elhelyezése • a válaszfalak kötetlen kiosztása.
hátrányai:
• csak gerendákból álló, tehát erősen kötött és merev kialakításuk túl egyszerű szerkezeti rendszert követel; • a csupa nagy szilárdságú anyagból készített gerendás szerkezet gazdaságtalan, • az egymás mellé sorakozó gerendák falra felfekvése a fal keresztmetszetét végig gyengíti • födémbe rejtett kiváltók nem készíthetők • a födémáttörések csak monolit szakasz beiktatásával oldhatók meg Az előregyártott vasbeton födémek korai változatain – a sűrűn egymás mellé helyezett “I”, “┴” és “┬” szelvényekből kialakított, kedvezőtlen erőjátékú, gazdaságtalan födémeken - a fejlődés hamar túllépett. A fejlesztés egyik ága a gerendák széthúzásával, közeiket tálcákkal, béléstestekkel töltötte ki, másik iránya több gerendát összekapcsolva üreges, pallós elemeket alkotott.
a.) Előregyártott vasbeton gerendás födémek A födém szerkezeti elemei és szerkesztése: • a normál illetve feszített vasbeton gerendák (0,60 m-es méretlépcsőkön) 2,40 – 7,80 m közötti fesztávú födémek építésére alkalmasak; • a teherhordásra merőlegesen az épület mérete kötetlen, a 0,60 (1,00) m-es tengelytávra kiosztott gerendák közeit béléstestek (betontálcák) töltik ki; • a gerendák a teherhordó falakra (habarcságyba) 12-15 cm-t fekszenek fel, vasalásuk beköt a koszorúba; • az együttdolgozást hátkiöntő-habarcs vagy felbeton biztosítja; • a vizes helyiségek alatt, a csapadékhatásnak kitett részeken és a gerendákkal párhuzamos kiegészítő födémmezőkben monolit vasbeton szakaszok épülnek; • a könnyű válaszfalakat gerendákkal párhuzamosan felbetonra, azokra merőlegesen tömör béléstest-sorra építik; • a nehéz válaszfalak alatt a födémet megerősítik (gerendakettőzéssel, monolit vasbeton szakasz beiktatásával), esetleg teherhárító boltövre állítják; • az előregyártott vasbeton gerendák kéttámaszúak, csak kivételes esetben konzolosak (pl. az “FFK” gerenda); • a födém konzolos szakaszainak a teherhordási iránytól függő kialakítása a tervezés feladata.
A 20.sz. harmadik negyedében széles körben alkalmazott típusok
Figyelemreméltó fejlesztési eredmény volt a BVM-PPB födém . A rendszerhez 13, 15 és 17 cm magas, l = 2,40 - 7,80 m fesztávú feszített vb gerendák és különböző – vázkerámia, könnyűbeton, polisztirolhab – anyagú béléstestek tartoznak. A helyszíni beton hálós vasalású. A födémet kis önsúly, sokféle teherbírási változat, jó együttdolgozás jellemzi.
Az előregyártott vasbeton gerendás födémek legelterjedtebb hazai változata az “E” jelű feszített vasbeton gerendás födém (magassága h=19 cm, fesztávja l=2,40→6,60 m, 60 cm-es méretlépcsőkön). A béléstestek méretválasztéka (EB 60/19, EB 30/19, EB 60/24), a gerendakiosztás (pl. kettőzés) és a felbeton (+5 cm) az igénybevételek rugalmas követését teszi lehetővé.
Előregyártott vasbeton pallós födémek : Az üreges födémszerkesztés előnyei a nagyobb fesztávok tartományában mutatkoznak meg. A fesztávval növekvő lemezvastagság az önsúly növekedését vonja maga után, ezt csökkentik az üregek, ami gazdaságosabb szerkezetet eredményez. Építészetileg hátrányos, hogy az elemek nagy méretei a tervezést kötöttebbé teszik, s a kiváltó gerendák lelógnak födémsík alá.
A szerkezet jellemzése: • a 0,60, (1,00), 1,20 m széles üreges pallókból szilárd, tartós, közepesen tűzálló födém építhető; • a pallók feltámaszkodnak a falakra (12-15 cm), illetve a gerendákra (8-10 cm), és bekötnek a koszorúba; • az illesztési hézagok kibetonozása és a koszorú segíti az együttdolgozást; • többtámaszúság nem alakítható ki; • a vizes helyiségek alatt szerelőpallókat, vagy monolit szakaszokat iktatnak be; • a csapadéknak kitett erkélyek monolit vasbeton szerkezettel készülnek.
• A körüreges feszített vasbeton pallók (PK, PS; h=19 cm; l=2,40→6,60 m) jellemzően a faltömbös építési mód födémjei voltak.
• Az “UNIVÁZ” előregyártott vasbetonvázhoz körüreges, normál és szerelő-palló, valamint konzolos palló tartozik (h=27 cm; l=2,40→9,00) vakolatmentes felülettel. • A “BVM-TIP” váz előfeszített, nagyüreges födémelemeinek hossza (FS-27: h=27 cm, l max→12 m; FS-37: h=37 cm, l max→15 m), a hosszúpados gyártásnak köszönhetően tetszőlegesen választható meg. A rendszerhez szerelőpalló és konzolos födémelem is tartozik. (A “BVM-TIP” váznak van “┬” és “┬┬” födémeleme is, elsősorban csarnoklefedések céljaira.) • Az YTONG építési rendszerhez (magastetők tetőpallójaként is beépíthető) korrózióvédett vasalatú pórusbeton födémpallók tartoznak. Profil 78 elnevezésű változatuk tárcsává alakítható. (A méretek: vastagság: 20, 24, 30 cm, szélesség: 60 cm, lmax→6,00 m). A rendszernek része a konzolos palló is (l=6,00 m esetén a konzol maximum 1,50 m).
Részlegesen előregyártott födémek A részlegesen előregyártott födémek az előregyártás technológiai és a monolitikus építés statikai előnyeit egyesítik.
Gerenda + béléstestes födémek A vázkerámiás födémek előregyártott, kerámiaelem-kérgű vasalt beton gerendái közé vékonyfalú, üreges kerámia béléstestek kerülnek. A túlemelt alátámasztásokon, szárazon összerakott födém elemei helyszíni kibetonozással (hálós vasalású felbetonnal) nyerik el végleges formájukat.
“FERT” födém • a gerendák alsó részen kibetonozott kerámia “papucselemei” kígyózó kengyelekkel összekapcsolt, 3 hosszvasból álló vasalást fogadnak be; • a gerendák 4 cm-t fekszenek fel a falra és túlnyúló vasalatukkal - pótvasakkal megerősítve - kapcsolódnak a koszorúba; • az 50 cm tengelytávú gerendák közé 19 vagy 22 cm magas béléstestek kerülnek, szükség esetén 4 cm vasalt felbetonnal kiegészítve; • a fesztáv l= 3,00 → 6,60 m közötti 20 cm-es méretlépcsőkön; • amennyiben a falköz > 4,0 m, a főirányra merőlegesen, 2,0 mként keresztbordát kell beiktatni.
“POROTHERM” építési rendszer födémje • a kerámia kérgű födémgerendák hosszúpados gyártással, nagyszilárdságú feszített huzalokkal vasalva készülnek; • a gerendafelfekvés 12 cm, a koszorú-kapcsolatot az elhelyezés után felhajtott kengyelekbe fűzött pótvasak erősítik meg; • a fesztáv-tartomány l= 3,50 → 6,75 m - 25 cm-es méretlépcsőkkel - de a gerendák kővágó koronggal vághatók is; • a vázkerámia béléstestek 45, illetve 60 cm-es gerendatengelytávot adnak ki, magasságuk 17 cm; • a födém 4, illetve 6 cm-es vasalt felbetonnal egészülhet ki.
Javasolt gerendakettőzés 60-as Hoszszúsá g
Falköz
Töme g
Egyenként beépített gerendák
45-ös
4 cm felbetonnal
Tengelytávolság 4 cm
6 cm
4 cm
felbetonnal
Kettőzve beépített gerendák
6 cm felbetonnal
4 cm felbetonnal
6 cm felbetonnal
Helyszíni beton: C 16-16/kk MSZ 4719
6 cm MH
qH
MH
qH
MH
qH
MH
qH
cm
cm
kg/db
(kNm)
(kN/m)
(kNm)
(kN/m)
(kNm)
(kN/m)
(kNm)
(kN/m)
250
225
40
6,4
9,0
7,1
10,0
12,6
17,8
14,1
19,9
275
250
44
6,4
7,4
7,1
8,2
12,6
14,6
14,1
16,3
300
275
48
7,6
7,3
8,5
8,2
15,0
14,5
16,8
16,2
325
300
52
8,9
7,2
9,9
8,1
17,4
14,2
19,5
15,9
350
325
56
10,1
7,1
11,2
7,9
19,7
13,8
22,0
15,5
375
350
60
11,3
6,9
12,6
7,7
22,0
13,4
24,6
15,0
400
375
64
12,5
6,6
13,9
7,4
24,3
12,9
27,2
14,5
425
400
68
14,8
7,0
16,6
7,8
28,7
13,5
32,2
15,2
450
425
72
16,0
6,7
17,9
7,5
30,9
12,9
34,7
14,5
475
450
76
17,2
6,4
19,2
7,2
33,0
12,5
37,1
13,9
500
475
80
19,4
6,5
21,8
7,4
37,2
12,5
41,9
14,1
525
500
84
20,6
6,3
23,1
7,0
39,3
12,0
44,3
13,5
550
525
88
20,6
5,7
23,1
6,4
39,3
10,9
44,3
12,3
575
550
92
22,8
5,8
25,6
6,5
41,2
10,4
48,9
12,1
600
575
96
22,8
5,3
25,6
5,9
41,2
9,5
48,9
11,3
625
600
100
22,8
4,9
25,6
5,5
41,2
8,8
48,9
10,4
650
625
104
22,8
4,5
25,6
5,0
41,2
8,1
48,9
9,6
675
650
108
22,8
4,2
25,6
4,7
41,2
7,5
48,9
8,8
700
675
112
22,8
3,9
25,6
4,3
41,2
7,0
48,9
8,3
725
700
116
22,8
3,6
25,6
4,0
41,2
6,5
48,9
7,7
b.)
Előregyártott zsaluzóelemes födémek
Zsaluzólemezes “MESTERFÖDÉM” és IVS födém: • nagyfelületű, vékony (> 4 cm), előregyártott vasbeton lemezeket bennmaradó zsaluzatként alkalmazva alul-felül sík födémek építhetők; • a zsaluzóelemekből (<75 cm tengelytávra) kiálló betonacél rácsbordákat a helyszínen kiegészítő – az elemcsatlakozások fölé kerülő, a koszorú- és a bekötő, valamint a hálós – vasalással ellátva bebetonozzák; • gazdaságosan építhető födémvastagság 10-40 cm közötti; • 25 cm-nél nagyobb lemezvastagság esetén a rácsbordák közé polisztirolhab betétek helyezhetők, s az így könnyített (s a tömörnél gyengébb léghang-gátlású) födémmel 10,00 m-es fesztáv is áthidalható. • Az YTONG építési rendszer födém-kéregpallója hasonló elvek alapján működik. A pallók alsó felületére gyártott pórusbeton réteg vakolható.
Erkélyek, loggiák, teraszok A hazai szóhasználat szerint az erkély konzolos, a loggia pillérrel, fallal alátámasztott szerkezet, a terasz az előzőknél nagyobb méretű, alatta belső tér van (terasztető), vagy talajközeli, illetve azon fekszik. Kialakításuknál figyelembe kell venni, hogy: • nagy hőigénybevételnek vannak kitéve, s az ebből adódó hosszváltozás nem közvetíthető az épület egyéb részeire; • csatlakozásuk hőhidat jelenthet, ezt ki kell küszöbölni; • burkolata időjárás- és fagyálló kell legyen; • a felületét érő csapadéktól a határos szerkezeteket és tereket védeni kell; • a nagy felületek csapadék-elvezetéséről gondoskodni kell; • biztonságos korlátot kell építeni.
Szerkesztési lehetőségeik: • a teherhordás irányában konzolos lemezként szerkeszthetők, a hőhídhatás megelőzésére a szerkezeti kapcsolatot hőszigetelő anyaggal összeépített speciális vasalat teremti meg (pl. Schöck-Isokorb); • a teherhordásra merőleges irányban a teherhordó falakba befogott gerendák konzoljai (vázas épületeknél a vázgerendák konzoljai) támasztják alá az erkélylemezt, melyet a födémtől hőszigetelő sáv választ el, a hőhíd így a konzolokra redukálható; • a loggiák lemezét alátámasztó fal koszorújának keresztmetszete megosztható, a külső, loggiához tartozó és a belső, födémhez tartozó részt hőszigetelő betétsáv választja el hőhídmentesen egymástól; • az épület homlokzatát nagy hosszon kísérő (pl. függőfolyosót képező) konzolt a teherhordó szerkezeten is átmenő hézagokkal (t < 2-szeres szélesség, t < 5 m távolságokban) dilatálni kell.
Födémek tervezésének menete • a teherhordás irányának megállapítása; • a teherhordó és merevítő falak helye és a fesztávok a megállapítása; • a födém anyagának (pl. vasbeton) és szerkezetének (pl. előregyártott gerendás) eldöntése; • fesztávok ellenőrzése (pl. gyártott méretekkel való egybevetés); A födémgerenda-kiosztás menete (részlegesen vagy teljesen előregyártott gerendás födémek esetén) a kritikus helyek megoldásával kezdődik: • födémáttörések szegélyezése; • válaszfalak alátámasztása; • vizes helyiségek alatti – csőszerelésre alkalmas – födémrészek kialakítása; • csapadékhatásnak kitett – erkély, loggia – mezők, konzolos szakaszok megoldása;
Csomópontok szerkesztése •koszorúk hőszigetelése; •nyílásáthidalások megtervezése; •hőhídmentesség ellenőrzése; •vízszigetelést igénylő szakaszok geometriai kontrollja (összetett rétegrend igazodása a többi helyiség padlónívójához).
