Mezőgazdasági könnyűszerkezetes épületek, acél vázak

Az épületek szerkezetének legfontosabb elemét a tartóvázak adják. Korábban a mezőgazdasági épületeknél annak teherviselő vázát fából készítették, mert a fa anyaga könnyen beszerezhető volt, akár helyi kitermeléssel is. Megmunkálását pedig a képzett ácsok könnyen elvégezték. A faszerkezetek munkaigényes elkészítése, tűzállósági problémája, alacsony szilárdsága és az ezzel járó tartóssági gondok nagyobb létesítményeknél háttérbe szorították alkalmazását.

Ma már a mezőgazdaság is igényli a 15-30m-es szélességű épületeket, közbenső alátámasztás nélkül. Ezeket pedig gazdaságosan acélból vagy vasbetonból készült épület vázakkal lehet megoldani. Az acél vázak előnye: anyagának magas szilárdsága, könnyű és gyors szerelhetősége, átalakíthatósága, könnyű javíthatósága, megerősíthetősége. Egykori hátrányaként felhozott hiányosságai: alacsony tűzállósága és korrózió ellenálló képessége ma már korszerű anyagokkal (festékekkel, tűzvédő lapokkal stb.) megoldhatók.

Szerkezeti szempontból megkülönböztetnek főtartókra felépített és főtartók nélküli rendszereket. Amennyiben az épület hosszirányában egy adott távolságra főállások (oszlopok, gerendák) helyezkednek el, amelyekre a tetőhéjalás terhelését szelemenek, a függőleges térelhatárolásra ható erőket falváz-tartók adják át, akkor az 1. ábra szerinti elrendezés adódik. Az ábra szerint a főállások oszlopokból és gerendákból állnak (2. ábra). Ez utóbbiakat szaruzatoknak is nevezik főként akkor, ha önálló tetőszerkezetet alkotnak. Például, ha téglafalra, vagy vasbeton oszlopokra kerülnek elhelyezésre. A vázszerkezethez tartoznak a hosszirányban futó szelemenek, a minden 6-7. mezőben elhelyezett szélrácsok, hosszkötések és a végfali átlós kötések (3. ábra), melyek mind a vázszerkezet térbeli merevségét biztosítják.

A homlokzat vázszerkezeti felépítése megoldható az 1. ábrán látható végfali oszlopokkal, falvázzal és meghosszabbított szelemenekkel, vagy szélső főállással (1. ábra). A szélső főállást az ábrán látható BUTLER rendszernél gyengébb (karcsúbb) szelvényekből készítik, hiszen fele akkora terhelés jut rá, mint a közbensőkre. A főtartókra felépített csarnokoknál meghatározó az oszlop-gerenda kapcsolat, amely lehet csuklós csomópontú és merev csomópontú vagy keret-főtartós rendszer.

Csuklós csomópontú rendszer

Ennél a rendszernél a főtartó gerendái (szaruzatai) az alaptestbe befogott, felül csuklós kapcsolatú oszlopokon nyugszanak. Az oszlopok szerkezetileg jól különválaszthatók a tetőszerkezettől, amelynek fő tartóeleme a (szaru) gerenda. Ilyen típusú könnyűszerkezetes vázat mutat a 4. ábra, amelyet a Csengeri Agrár Rt. épített terménytárolónak. A szaruzat itt kéttámaszú rácsos tartóból készült (szakirodalmi megnevezése első francia alkalmazójáról: Polonceau fedélszék). Könnyen gyártható kisebb műhelyekben is, mert a leszabáson és a kézi hegesztésen kívül más műveletre nincs szükség. A két háromszög alakú rácsos rész, valamint az alsó összekötő rúd külön szállítható. A könnyű főtartót autódaruval emelik az oszlopokra. Az adott esetben a gabona megtámasztására külön támfalra nem volt szükség, mert ez az épület két meglévő magtár közé épült, melynek falai ezt biztosították.

A főtartók távolságát a szelemenek teherviselése határozza meg. Leggyakoribb kiosztás a 6-9 m rácsos főtartókon nyugvó szelemeneket mutat az 5. ábra, melyet a RUTIN Kft. gyártott. A szelemenes rendszer mellett készülnek szelemen nélküli rendszerek is. Itt a főtartó távolsága általában 3 m, mert ilyen távolságra önhordók a tetőfedést biztosító hőszigetelt (PU-habos) panelek vagy az acél tálcák, illetve hullámlemezek.

Csuklós csomópontú rendszerekből készülnek többhajós magtárak is. Ilyen a 6. ábrán bemutatott váz, amelyet Kemecsén építettek fel. Az oszloptávolság itt csupán 3,6 m. Az oszlopok alul befogottak, a kéttámaszú rácsos szaruzatok csuklósan kapcsolódnak az oszlopokhoz. Az oszlopok közötti 4m magas támfal zsalukőből készült, az oldalnyomást az oszlopok veszik fel (ezért is indokolt a sűrű oszlop kiosztás). Fontos megjegyezni, hogy a zsalukő tetején vasbeton koszorú fut végig, mely összefogja az elemekből készült támfalat. A tető lejtése 15º. A vápa kialakításánál figyelembe kell venni, hogy itt hózugok keletkezhetnek, ezért a víz elleni szigetelést gondos bádogos munkával kell megoldani.

A gerenda készülhet tömör tartóból is. Ez esetben szélestalpú Európa (IPB) szelvényt alkalmaznak leggyakrabban. Ugyanebből a szelvényből gyártják az oszlopokat is, de előfordul más szelvénytípus, pl. cső vagy két szembefordított „U” szelvény.

A mai könnyűszerkezetes tárolóknál a szelemeneket hidegen hajlított Z,C,U szelvényből készítik. A régebbi típusoknál alkalmaztak melegen hengerelt I és U szelvényeket is. Statikailag a többtámaszú tartókat részesítik előnyben. A többtámaszú tartók szélső mezőiben nagyobbak az igénybevételek, mint a közbensőkben. Ezért a szélső mezőt sokszor erősítőbetéttel látják el.

A falváz feladata az oldalfalak – főtartók közötti – megtámasztása. Megkülönböztetnek hossz- és végfalon elhelyezett falvázakat. A hosszfali elrendezésnél a váz oszlopaira – az oldalhéjalás alátámasztási szükségletének megfelelő osztásban – vízszintes falváz-tartók támaszkodnak. A végfalon a szelemenosztásnak megfelelően célszerű a falváz oszlopait kiosztani.

Keret-főtartós rendszer

A keret-főtartós rendszer jellegzetessége, hogy az oszlop-gerenda kapcsolat, valamint a gerenda esetleges töréspontjai merev (nyomatékátadó) kialakításúak.(lásd az 1-3. ábrát). A keretszerkezetek erőeloszlása – a csuklós csomópontú rendszer főtartójához viszonyítva – egyenletesebb, a keletkező nyomatékok jól követhetők. A maximális nyomatékoknál (pl. a felső sarokponton vagy a gerinc környékén) szelvényerősítés (magasítás) alkalmazható, mint az a 7-8. ábrán lévő váznál is látható. Ez a LINDAB BUTLER típusú gabonatároló váza Hajdúnánáson épült fel, tervezését a TARTÓTERV Kft. végezte. Jellegzetessége, hogy gazdaságossági okok miatt a fesztáv közepén ingaoszlop alátámasztást kapott. Ennél a típusnál a főtartót hegesztett I szelvényből készítik gyártósoron, automata hegesztőgépek segítségével. Ezzel a módszerrel változó magasságú, gazdaságos tartók alakíthatók ki. Az oszlop teteje vízszintes, ami szerelési könnyebbséget jelent, mert a gerenda rá emelhető, a csavarfuratok egyszerűen beállíthatók. Más típusú oszlop-gerenda kapcsolási módokat mutat be a 9. ábra. A hajdunánási csarnoknál az utolsó két mezőben kétszintes részt alakítottak ki, közbenső födémmel (8. ábra).

A LINDAB BUTLER acél váz egyes részleteit a 10-11. ábra mutatja. A kapcsolatokhoz, bekötésekhez szükséges rátét elemeket külön gyártják le, és csavarozással erősítik fel a főtartóra. A 10. ábrán a szélrács bekötés, a 11-en az alapszerelvény és a hosszmerevítő bekötése látható. Az oszlop felfekvése az alapra csuklós kapcsolattal történt.

A kapukat rendszerint az oldalhomlokzaton helyezik el. A LINDAB BUTLER típusú csarnoknál ezt a 12. ábra szerint oldották meg

A főtartókra felépített tárolóknál az íves tartók alkalmazásának – az egyenes tengelyű megoldáshoz viszonyítva – külön statikai, esztétikai, térkihasználási előnyei lehetnek.

A statikai előny abban mutatkozik, hogy függőleges terhelésből az íves tartóban nagyrészt nyomás keletkezik, a hajlítás minimális.

Az esztétikai és térkihasználási előnyök az ívek geometriai alakjából származnak. Példaként megemlíthető a szemestermény-tároló csarnokok gazdaságos kialakítása. Itt az íves tartókkal a természetes rézsű alakja jól követhető és a tároló térfogata kihasználható.

Az ilyen típusú tartók hátránya, hogy gyártásuk (a tartó ívesítése) többletmunkát jelent. Ezért sok esetben olyan, egyenesekből összeállított tartókat készítenek, amelyek tengelye poligonálisan követi az ívet.

Könnyűszerkezetes raktáraknál kétféle alaptípus különböztethető meg:

- alapra, támfalra támaszkodó és

- oszlopra felfekvő íveket

A tartótípusok közül mind a rácsos, mind a tömör gerincű kivitelt alkalmazzák. A RUTIN Kft. padlószintre támaszkodó íves, rácsos főtartókkal készült 500 vagonos terménytárolóját a 13. ábra mutatja.