• pillérek
• vasbetonváz

Monolitos vázrendszerű építési mód (vasbetonváz)

A pillérekből és gerendákból álló vázszerkezet elrendezése az épülethez viszonyítva lehet:

1. Hosszanti elrendezésű, illetve az épület hosszfalaival megegyező irányú (687 a ábra). Általában szélesebb épületek esetében, valamint olyankor szokásos elrendezés, amidőn az alaprajzi adottságok miatt a pillérek nem állnak egymással szemben (687 c ábra).
2. Haránt elrendezésű, illetve az épület hossz­falaira merőleges irányú. Ebben az esetben a falak terhét hordó gerendáról is gondoskodni kell (687 b ábra); magas keskeny épületek esetében szokásos elrendezés. A haránt elrendezés előnye, hogy meg­könnyíti a homlokzati síkból előálló zárt erkélyek létesítését, a szélső pillérsor elé jelentős mértékben kiugró homlokzati üvegfal kialakítását (692. ábra), és szélnyomás ellen biztonságosabb.
3. Egyesített, haránt- és hosszirányú elrendezés esetében alkalmasan választott hálózat metszés­pontjaiban helyezkednek el a pillérek, a rajtuk két irányban futó gerendákkal (főtartókkal). Ez a váz­elrendezés módot ad arra, hogy a födémet két irányban vasalt lemezként alakítsuk ki. Az ilyen elrendezésű és helyenként keretekkel kiképzett, merev vázszerkezet a hossz- és keresztirányú szél­erőket önmaga képes felvenni és az alapokhoz levezetni.

687. ábra. Vasbeton váz elrendezése; a), c) hosszanti oszlopállás; b) haránt oszlopállás; az a) ábra mellett és a b) ábra alatt levő nyomatéki ábra, valamint; az alaprajzokba bejelölt vasvezetési séma a vas­beton „lemez” és az „idomtestes” födémekre jellemző

Megjegyzés. Kívánatosnak tartjuk a mestergerendák­nak, illetve a főtartóknak az alaprajzokba szaggatott vonallal történő bejelölését. Ezáltal azonnal tájékozódni tudunk a váz elrendezéséről, és nem kell időt veszte­getni a tervező ilyen irányú elképzelésének megfejtésére.

Homlokzati pillérek

A homlokzati pillérek tengelytávolságát általá­ban az ablakok elrendezése (nagysága és egymástól mért távolsága) szabja meg. Leggazdaságosabb a 3,0 m-es pillértengely-távolság. A túl nagy és a 2,5 m-nél kisebb pillértávolság nem gazdaságos; előbbi esetben a hosszabb gerenda, utóbbi esetben a sűrű pillérállás (több pillér) okoz költségtöbbletet. A harántállás esetén a pillértávolságot a helyiségek beosztása határozza meg.

Egyáltalában a pillérek kiosztását (szituálását) az alaprajz adottságai határozzák meg. Az egy­mással párhuzamos állások pillérei nem kell hogy (pl. lakóépületek esetében) egymással szembe kerül­jenek (687 c ábra); középület esetében azonban legtöbbször szembe esnek egymással.

Nyilván­valóan törekedni kell az egymással szemben álló oszlopelrendezésre, valamint az egyforma oszloptávolságokra, mert ebből a méretezés és a kivitel szempontjából is előnyök származnak. Célszerűen megválasztott hálózat (raszter) metszéspontjaiban alkalmazott oszlopok esetében egyszerűbb és rövi­debb sztatikái számítási módokkal, azonos vas­szereléssel és zsaluzattal dolgozhatunk. Jó szer­kezeti érzékkel kell a lépcsőházak pilléreit kiosztani.

A vázszerkezetre vonatkozó sztatikái meggondolások

A vasbeton szabályzat szerint „A végén oszlopokkal egybeépített gerendának a szélső oszlopnál fellépő befogási nyomatékát, az oszlopnyomatékok összegére kell felvenni”; továbbá „A szélső oszlopon a hajlító nyomaték hatása nem hanyagolható el”. Mindebből az következik, hogy a vázas épület szélső oszlopait nemcsak közönséges központos nyomásra, hanem hajlításra is méretezni kell. Ha a közbülső oszlopok közvetlen vagy közvetve vízszintes erőkkel (szélnyomás, földnyomás, gépszíjhúzás stb.) terhelték, vagy az oszlopok esetleges konzoljai terhet hordanak, úgy az ezen erőhatásokból adódó hajlító nyomatékok sem hanyagolhatók el.

Általában a vázat – a számítás egyszerűsítése végett – egyemeletes, többlábú keretként szokás számítani, mégpedig úgy, hogy az alsó emelet osz­lopaihoz való csatlakozásnál befogást tételezünk fel. A szélnyomásnál azonban mindig a teljes vázat vizsgáljuk. Abban az esetben, ha a pincében nem alakítunk ki keretet, a földszinti keretlábakat csuklósan is kiképezhetjük.

Közel egyenlő oszloptávolság és közel egyenlő mér­tékű terhelés esetén a gerendák többtámaszú tartóként, a közbülső oszlopok pedig központos nyomásra méretezhetők, és csak a szélső oszlopoknál kell a befogási nyomatékot figyelembe venni.

A födémekkel és válaszfalakkal kimerevített, elég széles és nem túlságosan magas vasbetonvázas épületeknél a szélnyomást nem veszik figyelembe, és csak az alapokat méretezik a szélnyomás hatására is. Sokszor azzal a feltételezéssel élnek, hogy a szélnyomás a csomópontokban koncentráltan hat, és így a szélnek az oszlopokra való közvetlen hajlító hatása elhanyagolható. A magas, keskeny, és válaszfalakkal vagy egyéb módon ki nem merevített épületeknél azonban a szélnyomás jelentős tényező. Ilyenkor az épület sztatikái vizsgálata során a vázat többemeletes, többlábú keretnek tekintjük.

A szélnyomásnál erősebb vízszintes erőhatások, mint a robbanások szívó és lökő hullámai ellen külön is merevíteni célszerű a vázas épületet. Erre kínál­kozik alkalom pl. a lépcsőházaknál, amelyeknek harántfalait erre a célra megfelelő vastagsággal és megfelelő vasalással lehet kiképezni. A határ- és zárófalak egyes szakaszait, továbbá a lakáselválasztó falakat is felhasználhatjuk erre a célra.

Az előbbieket összefoglalva hangsúlyozni kell, hogy a vasbetonvázas épületek állékonyságának vizsgálatánál nem volna helyes pusztán a váz stabilitását mérlegelni, hanem a vázból és födémek­ből, valamint a haránt irányú (nyílásokkal át nem tört) falakból álló merev rendszert kell figyelembe venni.

A pillérek és oszlopok mérete

A pillérek és oszlopok hozzátevőleges keresztmetszetét – a vas keresztmetszeti terület külön figyelembevétele nélkül – közelítőleg σ = 45 kg/cm² feszültségi érték alapján vehetjük fel. Á vasbeton szabályzat szerint a pillér kisebbik mérete ne legyen kisebb 25 cm-nél. A keresztmetszetet a terhelés növeke­désének megfelelően lefelé, kb. két emeletenként kell növelni.

Eddig a pillérek alapterületének növelését a szélső falak oszlopainál legtöbbször három irány­ban, az épület belsejében pedig négy irányban haj­tották végre. Újabban azért, hogy a födémek nyí­lásköze emeletről emeletre – a jól ismert oknál fogva – ne változzék, a pillérek méretét a falra merőleges irányban gyakran állandónak veszik, és csak a másik irányban (pl. a fal hosszirányában) változtatják meg (688 a ábra).

Ebből több előny származik: pl. a mester­gerendák támaszköze felülről lefelé állandóan kisebbedik, tehát esetleg kevesebb vasbetét is elegendő; a mestergerendák szelvénye azonos lehet, és így a zsaluzatot magasabb emeleteken újra fel lehet használni; csak egy födémtervet kell készíteni; az installációs hálózat felszálló vezeté­keit nem kell az átmeneteknél körülményesen ki­alakítani stb.

A pillérek homlokzati méretét általában csak akkor hagyjuk változatlanul, ha vakolatlan homlokzat esetében egyforma szélességű pillérekre tartunk igényt. Ilyenkor a pillérek méretét csak a mélységi irányban növeljük. Haránt állású vázelrendezés esetén a végig egyforma pillérvastagság önmagától adódik.

Technológiai szempontból célszerű az összes emeleten minden irányban azonos pillérméretekre törekedni, mert így egyforma méretű kalodákkal és zsaluzótáblákkal dolgozhatunk, ami pedig anyagban és munkaidő-ráfor­dításban jelentős megtakarítást eredményez.

Az egymás fölé kerülő vasbetonpillérek csatla­kozásának kialakítását, illetve a vasbetétek vonalvezetésének módját lásd a 688 b ábrán.

688. ábra. Vasbeton váz pilléreinek méretváltozási lehetőségei

A külső falak függetlenítése a vázszerkezettől

A vázas szerkezet lehető­séget nyújt: a pillértől pillérig terjedő széles abla­kok (689 a ábra) vagy a pillérek és gerendák közét teljesen kitöltő hatalmas ablakmezők (689 b ábra) alkalmazására.

689. ábra. A vasbetonváz nyújtotta homlokzat­kialakítási lehetőségek; a) pillértől pillérig érő széles ablakok, b) az egész vázmezőt kitöltő ablakok

Azáltal, hogy a födémet a vasbeton pillérsor elé konzolosan kiugratjuk (691 a-b ábrák), lehetőség nyílik megszakítás nélküli – akár az egész hom­lokzaton végigfutó – szalagablak (690 a ábra) vagy megszakítás nélküli, födémtől födémig eső ablaksáv (690 b ábra) létesítésére. Ezeken túl­menően a vázas szerkezet megadja a módot víz­szintes és függőleges irányban szilárd anyagú szer­kezettel (pillérrel vagy gerendával) meg nem osz­tott, több emeletes hatalmas üvegfal létesítésére is, mint pl. áruházak esetében (692. ábra).

690. ábra. Vasbeton vázszerkezettől függetlenített homlokzati falkiképzések; a) az egész homlokzaton végigfutó szalagablak, b) födémtől födémig érő, megszakítás nélküli üvegfal

691. ábra. Vasbetonváz és födém szerkezeti sémája váztól függetlenített homlokzati falak esetén; a) lelógó, b) födémbe rejtett mestergerendával

692. ábra. A homlokzati oszlopsor elé jelentős mértékig kiülő homlokzati felület (pl. üvegfal) esetén alkalmas váz- és födémelrendezés

Ilyenkor a pillérek a helyiségekben szabadon állnak, és hogy diagonális irányban ne eredményezzenek túlságos fényfelfogó, illetve a kitekintést gátló felületet, kör keresztmetszetűek vagy letompított sarkúak (nyolc szögűek) legyenek.

A 691 és 692. ábrák szerinti konzolos megoldások csökkentik a pozitív nyomatékot. Ilyenkor az ablakok mellvéd- és kötényfalai a negatív nyomaték csökkentése végett vékonyak (könnyűek) legyenek. Ezek gyakran vasbetonból, hőszigetelő burkolattal készülnek. A födém áthűlő szakaszát is kívánatos hőszigeteléssel ellátni.

A homlokzati falaknak a vázrendszertől való függetlenítését nem szabad kizárólag formai szempontból értékelni, hanem sokkal inkább abból a meggondolásból, hogy ezen a réven egyébként keskeny épülettraktusok esetén is alkalom nyílik szélesebb helyiségek (mint tanácskozótermek, auditóriumok stb.) kialakítására.

Ez a szerkezeti meg­oldás módot ad azonkívül a földszinti bejáratok környékén oszlopsoros fedett várakozóhelyek; vala­mint iskolák, internátusok, kaszárnyák, sportépületek, szállodák stb. esetében rossz idő alkal­mával való tartózkodás és fedett helyen való közleke­dés számára; kórházak, szanatóriumok esetében pedig fektető folyosók, loggiák céljára alkalmas épületrészek létesítésére.

A belső falak függetlenítése a vázszerkezettől

Nemcsak a homlokzati, hanem a belső pillérek is szabadon állók lehetnek. A korszerű építészi felfogás nem idegenkedik attól, hogy a válaszfalakat a pillérektől függetlenül építse meg, tehát az alap­rajz beosztását függetlenítse a függőleges teher­hordó elemektől (693. ábra). Az ilyen megoldások módot adnak, pl. a középfolyosó egy- vagy kétoldali kiszélesítésére, megfelelő szélességű várakozó­helyek stb. kialakítására.

693. ábra. Belső falak függetlenítése a vázszerkezettől

Ilyen kialakítások esetén igen sokszor kívánatos, hogy a mestergerenda ne lógjon le, hanem a födém vastagságában rejtve maradjon (691 b ábra). Nem túlságosan nagy pillérközök esetén ezt a kívánalmat meg is lehet valósítani. A födémbe rejtett mestergerendák költségesek, mert igen gyakran alul és felül vasaltaknak kell lenniük. Sok esetben szükség van arra is, hogy a mestergerenda szélesebb legyen, mint az alátámasztó pillér vagy oszlop.

A pillérek keresztmetszete

A pillérek lehetnek a közbülső, sarok-, és az ablakállásoknak megfelelően: négyzetesek, téglalap alakúak, kör és sokszögű alaprajzúak, kávás kialakításúak. Vasa­lási sémájukat a 694 a-h ábrákon tanulmányoz­hatjuk. A túlságosan keskeny pilléreket merev vasbetétekkel kell kiképezni (694 i ábra).

694. ábra. Vasbeton vázpillérek keresztmetszetei; a)-c) négyszögű, d) sarok, e) kávás, f) keskeny, g)-h) csavart kengyelezésű, i) merevbetétes pillér-, illetve oszlopszelvények

A födémek lehetnek: a) monolitos vasbeton szerkezetűek, b) béléstest nélküli vagy béléstestes sűrűbordás vasbetonfödémek, c) idomtestes vas­beton födémek, d) előregyártott vasbetongerendás födémek, e) szilárd anyagú gerendafödémek és f) nagyméretű előregyártott-elemekből (panelek­ből) készültek.

A d-f  pontbelieknél sokszor problémát okoz a vázgerendákhoz való csatlakozás, ugyanis a vázgerenda sűrű vasalása néha útjában áll a födémgerenda vagy födémpanel vasnyúlványainak. Ilyenkor a vasnyúlvá­nyokat egy kissé elhajlítják, vagy a gerendákat egymás­hoz viszonyítva kissé eltolva helyezik el.

Előregyártott vasbeton födémgerendák esetében a vázgerendák {mestergerendák) zsaluzatának szélét úgy kell kialakítani, illetve az alátámasztást megoldani, hogy az egyszersmind alkalmas legyen a födémgerendák ideiglenes gyámolítására is.

Gombafödémes vázas épület

A gombafödémes vázas épületek nehéz anyagok raktározására és bizonyos (a födémeknél részletezett) ipari épületek céljára felelnek meg. Ilyenkor az építmény szélső térelhatároló falai pillérekből és gerendákból, vala­mint az azok közét kitöltő falból állnak, viszont a belső teherhordó részek pillérekből, illetve oszlopokból és – a korábban megismert – gerendák nélküli gombafödémből állnak. Elképzelhetők olyan esetek is – pl. nagy üvegfalakat kívánó ipari épületeknél -, hogy még a szélső oszlopállások is gombafödémesen készülnek, a térelhatároló üvegfalakig előugró, konzolos födémszakasszal.

Alapozás

A vázas épületek egyes pilléreire jutó terhelés és ennek folyományaképpen a pillérek alapjának mérete könnyebben és szaba­tosabban számítható, mint a nyílásokkal legtöbb­ször nem rendszeresen áttört tömör falazat eseté­ben. Tömörfalas épületeknél ugyanis az erővona­lak gyakran nem függőlegesen, hanem megtört vonal, mentén futnak le az alapokhoz. Ebből pedig sokszor az következik, hogy az altalaj az alapok hosszában nem kap egyenletes feszültséget.

Vázas épületeknél könnyebben érhető el, hogy az altalaj az egész épület alatt egyenletes feszültség alatt álljon, és ennek következtében az esetleges süllyedés is egyenletes legyen.

A vasbeton vázszerkezet monolitásából adódik, hogy az esetleg bekövetkező nem egyenletes süllyedés (volt példa az épület egyes részeinél 15 cm-es, utólag kijavított süllyedésre) sem katasztrofális, az épület állé­konysága nem szenved kárt, mert – bár költséges módon – a lesüllyedt részt megfelelő új alapok segít­ségével fel lehet emelni, vagy a fennakadt oldalon alkal­mazott alávájással lehet az épületet újra függőleges helyzetbe hozni.

A vasbeton pillérek és pillérsorok sajátos alapo­zási kérdéseit „Az alapozási szerkezetek”, című részben már korábban tárgyaltuk. Itt csak a határfalak melletti pillérek alapozási kérdését óhajtjuk megvizsgálni.

695. ábra. Határfal melletti vasbeton pillérsor alapozása; a) földszinti alaprajz, b) alapozás felülnézete, c) metszete

A határfalaknál adódó alapozási külpontossá­got a határfal pilléreinek a szomszéd faltól való – és a szimmetrikusan kialakított alaptest mére­téből adódó mértékű – visszaugratásával {konzo­los megoldással) lehet elkerülni (695. ábra). Ez a megoldás egyszersmind módot ad a kéményeknek és szellőző kürtőknek – a szomszéd falhoz simuló – célszerű elrendezésére is. Ebben az esetben ugyanis ezek a kürtők nem hatolnak keresztül a határfal melletti koszorúgerendán vagy haránt­állás esetén a szélső mestergerendán.

Nedvességszigetelés

A vasbeton pillérek alap­jait felszálló nedvesség esetében – a korábban tárgyaltak szerint – a) medenceszerűen vagy b) a szigetelő rétegnek a pillérre való felvezetésével és a pillér ezen szakaszának vízzáró betonból való készítésével lehet kiképezni.

Talajvíz esetén azonban nem helyes az előbbi megoldásokhoz fordulni. Ugyanis a szigetelést a kiugró és beugró éleknél, hajlatoknál, valamint sarokzugoknál – technológiai okok miatt – nem lehet megnyugtató módon, tökéletesen vízzáróan kialakítani. A folytonossági hiányokat csak a legkörültekintőbb munkával lehet elkerülni.

Minden egyes pilléralap egy-egy hibaforrás lehet. Másrészt a pillérek tövénél a nagy terhelések következtében fennáll a szigetelés elnyíródásának veszélye. Az elsorolt meggondolások miatt célszerűbb a talaj­vízben álló vázas épületeket nem szoliter módon, hanem összefüggő lemezzel alapozni, és a négy­rétegű ragasztott szigetelést az ellenlemez alatt összefüggően, a falszigeteléssel egy időben, teknőszerűen kialakítani.

Pincefal

A pincefal, mivel kellő leterhelése nincs, nem oldható meg vázkitöltő, vékony falazattal, hanem csak a földnyomás felvételére alkalmas módon.

Mégpedig:

1. Az oszlopok között kialakított, megfelelő vastagságú fallal (696 a ábra).
2. Úgy, hogy a pillérek közé a pincében pótpilléreket iktatunk (sűrítünk) be. Mind a fő, mind a kisegítő pillérek oldalait ferdén képezzük ki azért, hogy a hozzájuk falazott 1 ½ tégla vastagságú pincefal – lapos boltozatra emlékeztető módon – befeszüljön a pillérek közé (696 b ábra).
3. A pilléreknek nekifeszülő, 1 tégla vastagságú, függőleges téglaboltozattal. Az így kialakuló térséget üvegbetonnal fedhetjük le; ez a megoldás egyszersmind a pince nappali megvilágítását is lehetővé teszi (696 c ábra).
4. A pillérek közé épített és hajlításra megfele­lően méretezett vasbeton fallal.
5. A pillérek előtt végigfutó – azoktól teljesen függetlenül megépített – és a földnyomás felvételére kellően méretezett fallal. A pillérek előtt kialakuló térséget üvegbetonnal fedhetjük le. Zárt sorú, utcavonalba eső, a földszinten üzlet­helyiségeket magába foglaló épületeknél lehetne a pincehelyiségeket megvilágítani ezzel a megoldás­sal, ha hatóságaink megengednék a közterületbe eső föld alatti építkezést.

696. ábra. Vasbetonvázas épületek pincefalának megoldásai; a) támfalszerű kiképzés, b) besűrített pillérek közé befeszülő fal, c) a pillérekre támaszkodó függőleges boltozat

Az elsorolt megoldások közül a 2., 3., és 4. a pince pilléreiben hajlító nyomatékot idéz elő, ezért a pillérek méretezésekor ezt is számításba kell venni.

Kémények, szellőző kürtők és felszálló vezeté­kek kérdése. Nyilvánvaló, hogy a mestergeren­dákat nem kívánatos függőleges irányú lyukakkal áttörni. Éppen ezért a kéményeket és a szellőző kürtőket a pillérek, illetve a gerendák mellett kell megépíteni (697 c ábra).

697. ábra. Szerkezeti részletek; a) a vasbeton pillérekre szerelt felszálló vezetékek hőszigetelő réteggel való leplezése, c) gyűjtőkémény, vázpillér és válaszfalak kapcsolata

A kémények és szellőző batériák könnyű falúak, az előbbiek gyűjtőrendszerűek legyenek.

Amennyiben kisebb átmérőjű installációs csövekkel kénytelenek vagyunk áthatolni – akár függőleges, akár vízszintes irányban – a mester- vagy fiókgerendákon, esetleg a pilléreken, úgy az áthatolás helyén a betonozással egyidejűleg egy fémcső hüvelyt kell beépíteni a szerkezetbe, amelybe később be lehet húzni a szóban forgó csöveket. Gerendáknál vízszintes áthatolások esetén termé­szetesen a semleges tengely, másrészt a nyomatéki 0 pont közelébe essék az áthatolás (698. ábra).

698. ábra. Gépészeti berendezések csöveinek áthatolása; 1 vasbeton födémlemezen, 2-3 gerendán

Helyes, ha a fiókgerenda nem esik a pillér ten­gelyébe, mert a lemezben kihagyott nyíláson a felszálló vezetékeket könnyebben lehet keresztül­vezetni. Lemezszerű födémeknél könnyen lehet nyílást kihagyni a vezetékek részére (698 a ábra).

A homlokzati pilléreken elhelyezkedő központi fűtési vezetékeket a hőszigetelő réteggel lehet bur­kolni (697 a-b ábra).

Gépészeti vezetékek célszerű elhelyezését, a javítások szempontjából való könnyű hozzáférhetőséget teszik lehetővé, a 699 a-b ábrákon látható kialakítások, amelyeket pl. többemeletes, középfolyosós épületeknél alkalmazhatunk. Az a) esetben a gépészeti berendezési tárgyak a folyosó mentén, a b) esetben pedig a harántfalak (a válasz­falak) mentén helyezhetők el. Az épület rendelte­tése szabja meg, hogy melyik elrendezés kívánatos.