Magasépítészet

Fém fedélszerkezetek

A fa után a fém (általában acél) anyagú fedélszerkeze­tek építése a leggyakoribb. Hazánkban a faanyag magas ára miatt bizonyos esetekben gazdaságosabb is lehet acél fedél­szerkezetek építése (a költségesebb technológia ellenére).

A fémek kedvező tulajdonságai (nagy szilárdság, bioló­giai és mechanikai hatásokkal szembeni ellenállóság stb.) következtében minden olyan helyen előnyös az alkalmazá­suk, ahol a fa hátrányos tulajdonságai (kisebb teherbírás, kevésbé ellenálló biológiai hatásokkal szemben) a teljes fedélszékre (épületre) vonatkozóan fokozottan érvényesül­nek.

A fém fedélszerkezetek előnyei:

  • nagy szilárdságú, merev szerkezetet alkotnak;
  • nagy fesztávú tereket lehet lefedni közbenső alátámasz­tás nélkül;
  • ha az elemkapcsolatoknál hegesztett kötést készítenek, anyagfolytonos kapcsolat jön létre (statikai szempont­ból ez nem mindig előnyös);
  • szerelő jellegű, gyors szerkezetépítés jellemzi.

A fém fedélszerkezetek alkalmazásának hátrányai:

  • a fém tartóelemek az építés helyszínén nem vagy csak nehezen alakíthatók;
  • a jelentős hőtágulás következtében káros feszültségek keletkezhetnek;
  • a fém elemek teljes felületét korrózió elleni védőbe­vonattal kell ellátni, melyet adott időszakonként meg kell újítani. Ezzel együtt a fém fedélszerkezetek építé­se a legtöbb esetben munkaigényesebb és költségesebb, mint a fa fedélszékek létesítése.

A fém fedélszékek mérnöki szerkezetek, melyeket rész­letes statikai számítások, pontos gyártmányi és szerelési terv alapján készítenek.

Acélból elsősorban a nagy fesztávú, csarnok jellegű (ipa­ri, mezőgazdasági, kereskedelmi, sport stb.) épületek fedél­szerkezeteit építik, mert a kedvezőbb statikai tulajdonságok ilyen nagyméretű tereknél érvényesülnek leginkább. A csar­nokokra napjainkban jellemző az egyedi méretre és funk­cióra gyártott acélvázas rendszerű szerkezetépítés, melynél a csarnok és azon belül a fedélszerkezet teljes teherhordó szerkezeti részét egységes acél tartóváz alkotja (1.87. ábra). Az ilyen acélvázas csarnokok esetében tehát nem határolha­tó le egyértelműen a fedélszerkezet, ezért ezekkel itt most nem foglalkozunk. A csarnoképítést későbbi fejezetben tár­gyaljuk részletesebben.

Acélvázas csarnok vázszerkezete (részlet)

1.87. ábra. Acélvázas csarnok vázszerkezete (részlet)

Kisebb épületeknél (családi házaknál) acél fedélszerke­zetek kialakítása nem jellemző. Elsősorban olyan helyeken fordulhat elő, ahol valamilyen okból (pl. fokozott igénybe­vétel, tűzveszély stb.) a faszerkezet nem megoldható, vagy nem megengedett. Utólagos tetőráépítésnél is találkozha­tunk acél fedélszerkezetekkel.

Ennek oka, hogy nagyobb épületszélesség esetén is kialakítható acéltartókból a fedél­szerkezet úgy, hogy nincs szükség közbenső függőleges alá­támasztásra, így a födémekre nem, csak a falakra továbbít­ják terheiket. Másrészt magasabb (3-4 szintes) épületeknél tűzvédelmi okok indokolják az építésüket.

A fentieken kívül az acél fedélszerkezet jellemző még olyan könnyűszerkezetes épületeknél, ahol az épület teljes teherhordó rendszerét acél váz képezi (1.88. ábra). Itt azon­ban a csarnokokhoz hasonlóan a fedélszerkezet általában nem tekinthető külön épületszerkezetnek, lényegében egy egységes rendszeren belül az acél vázszerkezet részét képe­zi. Az ilyen szerkezeteket a könnyűszerkezetes építési mód ismertetésénél külön tárgyaljuk részletesen.

Acélvázas könnyűszerkezetes épület vázszerkezete (részlet)

1.88. ábra. Acélvázas könnyűszerkezetes épület vázszerkezete (részlet)

Bizonyos esetekben találkozhatunk a fa és az acél fedél­szerkezeten belüli vegyes alkalmazásával is. Ez általában úgy jelentkezik, hogy a fedélszék főbb teherhordó elemeit (szelemenek) acél tartók alkotják, míg fából általában csak a szaruzat (lécezés) készül. Az acél fedélszerkezetek többféle szempont szerint osz­tályozhatók. Szerkezeti rendszerét tekintve sűrű-, illetve ritkaállásos acél fedélszerkezeteket különböztetünk meg.

Sűrűállásos szerkezetek általában kisebb épületeknél készülnek, hagyományos kialakítású fedélszékként, acél elemekből építve. Ritkaállásos szerkezeteket nagy fesztáv esetén alkalmaznak. A fedélszerkezetet egymástól nagy tá­volságra lévő acél tartók (főállások) és az ezeket összekötő (szintén acél) szelemenek alkotják.

Az acél tartóelemek kialakítása alapján a fedélszerkeze­tek készülhetnek:

  • egyszerű egyszelvényű tartókból, amely lehet tömör-vagy áttört gerincű,
  • összetett szelvényű tartókból (pl. hegesztett zártszelvé­nyekből);
  • rácsos tartókból.