• fedélszerkezetek
• mérnöki fa fedélszék

Korszerű mérnöki fa fedélszerkezetek

A 20. század elején az addig alig változó fedélszerkezet-építésben a szi­gorodó követelmények és igények, valamint az ide kapcso­lódó építési és gyártási technológiák fejlődése következté­ben egyre több új, korszerűbb megoldás (kialakítási mód) jelent meg.

A fedélszerkezet-építés fejlődését minden eset­ben azon alapvető cél határozta meg, hogy minél kevesebb faanyag felhasználásával, gyorsabb és könnyebb kivitele­zéssel nagy teherbírású, tartós fedélszerkezetek készülje­nek. Ennek következtében a 20. század közepétől fokozato­san kialakultak az addigiaktól eltérő, korszerű szerkesztési elveken és technológiai alkalmazásokon alapuló mérnöki jellegű fedélszerkezetek. A mérnöki fedélszerkezetek olyan tartószerke­zetek, amelyek minden esetben részletes statikai számítások alapján készülnek, méretezett mér­nöki elemkapcsolatokkal.

Napjainkban a mérnöki fedélszerkezeteknek sokféle típu­sa és számtalan kialakítási módja létezik, melyek többféle módon osztályozhatók. A legtöbb esetben a tető geometriá­jának megfelelően kialakított, (a szaruállásokhoz hasonló módon) egymás mellé sorolt síkbeli tartókból (favázból) és az ezeket összekötő különböző merevítőkből állnak.

A mérnöki fedélszékek típustól függően a szerkezeti (rúd-) elemeket egyaránt alkothatják a már ismert hagyományos faelemek (gerendák, zárlécek, pallók, deszkák), illetve a kü­lönböző gyártástechnológiákkal előállított mérnöki fatartók. Ez utóbbinak szintén sokféle típusa létezik.

Az alkalmazott gyártástechnológiát és a jellemző keresztmetszeteket alapul véve a mérnöki fatartók lehetnek:

• tömör fából készült egyszerű szelvényű fatartók;
• kapcsolt szelvényű (ragasztott) fatartók;
• rétegelt-ragasztott fatartók;
• rácsos fatartók (1.70. ábra).

1.70. ábra. Mérnöki fatartók
a) egyszerű szelvényű tömör fatartók; b) kapcsolt szelvényű fatartók; c) rétegelt-ragasztott fatartók; d) rácsos fatartók

1.71. ábra. Mérnöki fedélszerkezetek
a) sűrűállásos mérnöki fedélszék;  b) ritkaállásos mérnöki fedélszék

A fatartók általában csak egy szerkezeti elemet képeznek, egyes fatartó-típusok azonban önálló tartóként is alkalmaz­hatók. A fatartók előnye, hogy a hagyományos fedélszékek teherhordó faelemeihez képest jóval kisebb szelvényméret­tel (kevesebb faanyag felhasználásával) nagyobb teherbírású, kedvezőbb statikai és szilárdságtani tulajdonsággal rendelke­ző szerkezeti elemet képeznek.

A korszerű mérnöki fedélszerkezetek merevítését a korábban már ismertetett hagyományos merevítőkkel (viharléccel, vihar­deszkával, illetve a fent is említett szelemenekkel), valamint az alkalmazott fém kötő- és kapcsolóelemek rendszeréhez tartozó szegező fémszalaggal képezik (1.72. ábra).

1.72. ábra. Fedélszék merevítése szegező fémszalaggal

Utóbbi elem rendszertől függetlenül, egymagában is alkalmazható, vagyis hagyományos, illetve átmeneti jellegű fedélszékek­nél egyaránt használható. Természetesen – a hagyományos szerkezetekhez hasonlóan – a mérnöki fedélszékeknél is részt vesz a merevítésben a tetőlécezés (esetleg deszkázat), vala­mint – ha van ilyen, akkor – a belső burkolat (borítás).

A mérnöki jellegű fedélszékek előnye:

• folyamatosan ellenőrzött üzemi körülmények között készül;
• egyszerű helyszíni szerelőmunka;
• gyors kivitelezés;
• teljeskörű tervezésből adódóan minden részletében pontos szerkezeti kialakítás;
• költséghatékony munkaerő-kihasználtság.

Hátránya:

• építésük nagy pontosságú, precíz munkát igényel (ez vonatkozik a fogadószerkezetekre is);
• egyes szerkezetek (pl. ragasztott fatartók) esetén kiala­kításuk költséges.

A korszerű mérnöki fedélszerkezetek típusai többféle szempont szerint csoportosíthatók. A következőkben ezeket az alkalmazott fatartók és a szerkezeti kialakítás függvé­nyében tárgyaljuk részletesen.

Tömör, egyszerű szelvényű fatartókból készült fedélszerkezetek

A tömör, egyszerű szelvényű mérnöki fatartós fedél­szerkezetek szerkezeti felépítésükben, megjelenésükben a hagyományos fa fedélszékekhez hasonlítanak (1.73. ábra). Lényegében csak abban különböznek tőlük, hogy a fatartók (méretükben és keresztmetszetükben) valamelyest eltérnek a hagyományos fagerendáktól, valamint hogy minden egyes elemkapcsolatot mérnöki fakötéssel alakítanak ki. Az ilyen szerkezetek a legtöbb esetben ritkáállású, látszó fedélszék­ként készülnek, vagyis általában olyan zárófödém nélküli helyeken, ahol a belső térhatás növelése mellett a fedélszer­kezet mint belsőépítészeti érték is jelentős szerepet kap.

1.73. ábra. Tömör szelvényű fatartókból álló fedélszerkezet

A fedélszerkezet fő teherhordó részét képező tartók kiala­kítása, a méretektől, a terheléstől, az alkalmazott szerkezeti rendszertől, valamint az egyedi esztétikai igényektől füg­gően sokféle lehet. Ritkaállásos szerkezetekről lévén szó, a tartókat szelemenek kötik össze (melyek általában fatar­tók), ezekre támaszkodik a tetősíkot közvetlenül meghatá­rozó szárazat.

A tartók egymástól mért távolságát, a szele­menek számát, méretét, helyét, minden esetben a tervezés során, egyedi mértezés alapján határozzák meg. A húzó igénybevételek felvételére gyakran alkalmaznak acél vonórudakat. Ezeket leggyakrabban a tartók alsó húzott övében építik be, így helyettesítve az alsó vízszintes (nagyméretű) fatartót. A vonórudak helyét, számát, méretét szintén a ter­vezéskor határozzák meg.

Rácsos (könnyített) fatartók alkalmazásával készült fedélszékek

Rácsos (könnyített) fatartókat napjainkban ritkán alkal­maznak fedélszerkezet építéséhez. Önmagában ugyanis a rácsos tartók olyan összetett szerkezetek, amelyek kiala­kítása gyakran munka- és időigényes. A gyártástechnológiától függően a rácsos fatartók álta­lában pallóméretű faelemekből készülnek szegezett, szegezett-ragasztott, illetve ragasztott kivitelben (1.74. ábra). Ezeket többnyire üzemi körülmények között állítják elő.

1.74. ábra. Rácsos (könnyített) fatartó

Rácsos fatartókat a fedélszerkezeteken belül legtöbbször a szelemenek vonalában elhelyezkedő, a szarufákat közvet­lenül alátámasztó hosszanti gyámolításként alkalmaznak. A fatartók kialakítása (szelvény, méretek, rácsozat stb.) és száma elsősorban az épületszélességtől és a várható terhe­léstől függ. A fatartók végei mentén az épület haránt-főfala­ira támaszkodva továbbítják a terheiket (1.75. ábra). Az ilyen szerkezeti kialakítás előnye, hogy a közbenső szakaszon sem igényel alátámasztást. Ebből adódóan alkalmazásuk a be­épített tetőterű, valamint a zárófödém nélküli épületeknél előnyös.

1.75. ábra. Rácsos fatartóval gyámolított fedélszék

Régebben előfordult, hogy nagy fesztávú tetőknél a teljes szaruzatot rácsos fatartókból készítették. Az egymás mellé sorolt, rácsos fatartókból álló szaruállásokat a fatartók belső mezőjében vízszintes lécekkel (deszkákkal) kötötték össze. Ilyen fedélszerkezeteket a jelentős anyagszükséglet, vala­mint a munka- és időigényes építés miatt napjainkban már nem készítenek. A rácsos fatartóknál több szempontból is kedvezőbb a tö­mör egyszerű szelvényű fatartók alkalmazása, így általában ez utóbbival helyettesítik.

Rácsos tartókból álló fedélszerkezetek

Az egyik legjellemzőbb mérnöki fedélszerkezetek a rá­csos tartókból állók, melyek teherhordó elemeit (a szaruál­lásokat) síkbeli rácsos fa tartószerkezetek (főtartók) képe­zik. Ezek egyaránt készülhetnek tömör, egyszerű fűrészelt szelvényű vagy rétegragasztott elemekből. A tartók elem­kapcsolatait szegezett, betétes, csavarozott, szegezőlemezes illetve szeglemezes kötésekkel képezhetik. Napjainkban ez utóbbit alkalmazzák a leggyakrabban (szeglemezes rácsos tartók). A tartók vázszerkezete (rácsszerkezete) a tető geo­metriájától, méretétől és hajlásszögétől függően többféle lehet (1.76. ábra). Rácsos tartókból építhető sűrű és ritkaál­lásos fedélszerkezet is.

1.76. ábra. Különböző szerkezetű rácsos tartók sémája

Sűrűállásos szerkezetként kialakítva a fedélszerkezet általában 0,90-1,40 m távolságban egymás mellé sorolt sík­beli rácsos tartókból áll, melyeket lécekkel vagy szegező fémszalagokkal kötnek össze és szegezőlemezes kapcso­lóelemekkel rögzítenek a talpszelemenekhez (1.77. ábra). A tartók felső övrúdjai egyben a tető szaruzatát is alkotják, ennek megfelelően közvetlenül ezekhez kapcsolódik a te­tőfedés. A mérnöki fedélszerkezetek közül napjainkban ez a típus a legelterjedtebb.

1.77. ábra. Szeglemezes rácsos tartókból álló sűrűállásos fedélszerkezet

Szeglemezes rácsos tartókból bármilyen összetett, illetve kontyolt fedélszerkezetek kialakíthatók. Összetett fedélszerkezetnél (178. ábra) különböző te­tőrészeket jellemzően úgy csatlakoztatják, hogy a kisebb tetőrészt meghatározó tartókat a nagyobb tetőrész tartóira építik. A tető geometriáját követve a kisebb tetőrész tar­tói a vápacsúcshoz közeledve egyre kisebb méretű keretek lesznek. A kisebb tartók beépítése előtt, a vápa vonalában a hagyományos összetett fedélszékeknél is alkalmazott haj­latpallókat helyezik el.

178. ábra. Szeglemezes rácsos tartókból álló fedélszék-részlet

Természetesen a csatlakozó tetőrészt alátámasztó tartók kialakítása, méretezése és elhelyezése során figyelembe kell venni a csatlakozó felületen jelent­kező nagyobb igénybevételt. Az adott szakaszon elhelyez­kedő tartók teherbírása fokozható nagyobb keresztmetsze­tek alkalmazásával, illetve a tartók rácsainak sűrítésével. Hasonlóan kedvező megoldás lehet az adott szakaszon a tar­tók közötti távolság csökkentése (sűrűbb kiosztás) is.

A szeglemezes rácsos tartókból álló kontyolt fedélszékek kialakítása a hagyományos kontyolt fedélszéknél megismert elvek alapján történik. A kontyolt tetőrészt a tetőidom geo­metriájának megfelelő, különböző kialakítású csonka tar­tókkal képezik (1.79. ábra). A csonka tartók elhelyezkedé­sét, kapcsolatrendszerét is az előzetes tervekben határozzák meg pontosan. Az élgerinc vonalában külön méretezett tar­tó helyezkedik el, ehhez kapcsolódnak két oldalról az egy­re kisebb csonka tartók. A különböző irányból egymáshoz csatlakozó csonka tartókat, melyek szintén minden esetben méretezett elemkapcsolatok, szegezőlemezes kapcsolóele­mek kapcsolják össze.

1.79. Szeglemezes rácsos tartókból álló kontyolt fedélrész

A szeglemezes rácsos tartókból álló sűrűállásos fedélszé­keknél a kiváltások kialakítása szintén a hagyományos fe­délszerkezeteknél megismert elveken alapszik. A kiváltáso­kat olyan csonka tartókkal képezik, amelyek teherelosztó fa­elemeken (fatartón, pallón) keresztül a kétoldali szomszédos tartókra továbbítják terheiket (1.80. ábra). A csonka tartók is tervek alapján vannak méretezve, üzemben lettek előre gyártva.

1.80. ábra. Kiváltás szeglemezes rácsos tartókból álló fedélszékben

Ritkaállásos rácsos fedélszerkezet

Ritkaállásos rácsos fedélszerkezet esetén a teherhordó elemeket egymástól (a tervben rögzített) nagy távolságban elhelyezkedő főtartók és az azokra rögzített hosszanti, víz­szintes szelemensorok alkotják (1.81. ábra). A szelemenek­re általában külön szaruzat kerül, de sűrűbb szelemenki­osztás esetén teljes deszkázatú tetőfedések (pl. bitumenes zsindelyfedés) közvetlenül a szelemenekre is helyezhetők. A főtartók kialakítását, távolságát, a szelemenek méretét és távolságát a méretek és a várható terhelések, igénybevételek ismeretében minden esetben a tervezés során határozzák meg.

1.81. ábra Rácsos tartókból álló ritkaállásos fedélszék

Rácsos tartókból álló fedélszerkezetek alkalmazása el­sősorban zárófödém nélküli épületeknél előnyös. Szilárd zárófödémmel rendelkező épületeknél csak olyan esetekben építhetők, ha a tetőteret semmilyen módon nem hasznosít­ják. Zárófödém nélküli sűrűállásos fedélszékeknél a mennyezetet a tartók alsó vízszintes rúdeleméhez rögzített borí­tással (esetleg álmennyezettel) képezik. Ritkaállásos rácsos fedélszékeket elsősorban ipari, mezőgazdasági építmények­nél, raktáraknál alkalmaznak.

A rácsos tartókból készülő fedélszerkezetek előnye, hogy gyorsan megépíthetők, és alkalmazásukkal az épületek záró­födéme és az esetleges közbenső főfal elhagyható (lénye­gében megspórolható). A napjainkban jellemző szeglemezes rácsos tartók min­den esetben üzemi, ellenőrzött körülmények között, előre gyártva készülnek. A tervezés a gyártó részéről számító­gépes modellezőprogrammal történik, mellyel a fedélszék térbeli modellje mellett részletes statikai számításokat és pontos gyártmánytervet készítenek.

Ez alapján történik a szintén számítógéppel vezérelt gyártás. A kész tartók, tartóelemek az építési helyre történő szállítása után a fe­délszerkezetet szerelési terv alapján állítják össze. A tartók tervezése során figyelembe kell venni a gyártás és szállítás során jelentkező méretbeli kötöttséget. Nagyméretű tetők­nél előfordulhat, hogy egy főtartó csak több kisebb rácsos tartóból állítható fel, melyet utólag az építés helyszínén sze­relnek össze.