A mérnöki fedélszerkezetek a hagyományos ácsszerkezeti megoldásoknál jóval anyagtakarékosabb, gazdaságosabb és hatékonyabb technológiákat alkalmaznak. Ennek kulcsfontosságú eleme a rétegelt ragasztott faárúk valamint a különböző keresztmetszetű faárúkból összeállított - jellemzően összeragasztott - speciális profilú, összetett tartóknak a használata. A gazdaságosságnak szintén alapvető eleme az is, hogy minden felhasznált alkotóelem méretei és kapcsolatai pontos statikai számítások által meghatározottak, azaz egyedileg méretezettek. Az összeállított tartókból épített keretszerkezetek vagy rácsostartók kapcsolatai csavarozással illetve speciális mérnöki kapcsolóelemekkel vannak kialakítva, elkerülve a faanyagot gyengítő hagyományos megoldásokat.
A mérnöki ácsszerkezetek, fedélszékek jellemzői kapcsolatai a következők:
-
Csavarozott kötéseket nyomott vagy húzott rúdként működő gerendák hossztoldásánál, illetve különböző elemek hevederes összekötéseknél alkalmazunk. Ekkor a teherátadó felületek a csavarok illetve furatok palástja. Az átmenő- vagy fűzőcsavarokat alátéttel illetve anyával rögzítjük.
-
Fa betétes kötéseket jellemzően nyomott vagy húzott rudak hossztoldásoknál alkalmazunk. A teherátadást egyenletesen kiosztott vagy egyes keményfa betétek végzik. Az elemek összeszorítását fűzőcsavarokkal oldjuk meg.
-
A fém betétes kötések esetén a keményfa betéteket tárcsák, gyűrűk, tüskés lemezek, idomacél darabok helyettesítik.
-
Szegezett kapcsolatokat jellemzően deszkák vagy pallók rögzítésére alkalmazzuk. A csavarokhoz hasonlóan változatos kiosztással, több sorban is kialakíthatók.
-
Szeglemezekkel egy síkban lévő, azonos vastagságú elemeket kapcsolhatunk össze. Jellemzően kétoldalról alkalmazzuk őket és akár több elemet is összekapcsolhatunk velük.
-
A szegező lemezek speciális alakú kapcsolóelemek, amelyek a kapcsolóelemekhezfaelemekhez idomulnak. Merőleges kapcsolatokat alakíthatunk ki például beakasztókkal, konzolos kapcsolóelemekkel, sarokvasakkal vagy talplemezekkel. Alkalmazhatunk továbbá szegezőlemezeket hossztoldáshoz illetve, ferde elemek (pl. szaruzat) lekötéséhez is. A szegező lemezeknél alkalmazhatunk szeget, facsavart vagy átmenő csavarokat.
-
Szükség esetén a helyszínen is használhatunk ragasztott kapcsolatokat. Tartók magasítását, hevederes hossztoldását tudjuk így megoldani például. A kapcsolatok szükség esetén tovább erősíthetők valamelyik másik megoldással való kombinálással, például fém betétes kapcsolóeelemek vagy átmenő csavarozás együttes használatával.
1. Mérnöki fedélszékek
A mérnöki rendszerű keretek vagy rácsostartók kétféle elrendezése használatos: a) ritkaállásos megoldás b)
a) A ritkaállásos megoldásban 3-5 szaruállásnyi távolságra, a főállásokban helyezkednek el a mérnöki szerkezetek, például a fa rácsostartók. Ezekre rögzítjük a szelemeneket, amelyek két funkciója a hosszirányú merevítés illetve a szaruzat alátámasztása.
A példában használt hevederesen kapcsolódó pallókból álló rácsostartó jellemző kapcsolatai a következők:
-
A rácsostartó csomópontjai átmenő csavarokkal és távtartó fa betétekkel vannak kialakítva, amelyek összefogják a pallókat.
-
Az összeállított rácsostartók szegező lemezekkel vannak a koszorúhoz illetve a talpszelemenhez lerögzítve.
-
A további szelemeneket átmenő csavarokkal illetve sarokvasakkal rögzítjük a rácsostartókhoz.
-
Hasonlóan rögzítésre kerül a szaruzat is.
b) A sűrűállásos megoldásban a fa keretek vagy rácsostartók egyben a teljes szaruzatot is jelentik. Ennek érdekében szaruállásnyi távolságra, 90-140 cm tengelytávra helyezzük le őket egymástól. A példában használt jellemző kapcsolatok:
-
A talpszelemeneket tőcsavaros megoldással rögzítjük az épület koszorújához (vagy födéméhez).
-
A rácsostartókat, kereteket lekötő szegezőlemezzel (sarokvas) rögzítjük. Az elemek rögzítéséhez önmetsző csavarokat használunk.
-
A rácsostartók rúdjainak találkozásánál a szeglemezek teremtenek kapcsolatot. Ezeket szimmetrikusan, mindkét oldalt elhelyezzük.
A szélmerevítésről andráskereszt formában rögzített szegező fémszalagokkal gondoskodhatunk. Szükség esetén a szélső állásközöket szélrácsok formjában tovább merevíthetjük.
c) Középszelemenekkel gyámolított mérnöki fedélszékek
Az áltlában oromfalakra támasztott erőteljes tömör fa tartók a hagyományos állószékes fedélszékek középszelemenjeinek pozíciójában kerülnek felállításra. Ezekre a derékszelemenekre ültetik fel a szaruzatot. A szarufapárok sorozatát fogópárok segítségével akasztjuk fel a szelemenkre. A fogópárak végeit átmenő csavarokkal rögzítjük a szarufákhoz. A szarufákat ezenfelül szerkezetépítő csavarokkal vagy szegező lemezekkel rögzítjük le a szelemenekhez.
2. Rétegelt-ragasztott csarnokok
A modern mérnöki faszerkezetek ideálisak a mai igényszintet maximálisan kielégítő, komplett csarnokok építésére is. Ezen épületek felhasználási területe az ipari, mezőgazdasági funkciótól a sport vagy kulturális célú középületekig terjedhet. Az ilyen építményeket leggyakrabban rétegelt ragasztott tartókból építik. Ezek előnye, hogy nem repednek, nem vetemednek, ellenben hatalmas a teherbírásuk, így akár 60-70 méter fesztávok is elérhetők velük. További különlegességük ezen tartóknak, hogy változó keresztmetszettel vagy íves formában is előállíthatók.
Példánkban egy olyan fa csarnokot mutatunk be, amelynek keretei két oszlopból és az ezeket változó keresztmetszettel összekötő gerendából állnak. A keret oszlopai hegesztett, talplemezes acélsarukkal vannak az alaplemezhez csavarozva. A kettőzött és változó keresztmetszetű oszlop gerendához való csatlakozása sarokmerev kapcsolat, amelyet kör alakban elhelyezett átmenő csavarozással alakítunk ki. Az egyszeres oszlop és a gerenda kapcsolata ezzel szemben csuklós kialakítású, belső fémbetétekkel és hengeres fém csapokkal kialakított (!). A szelemeneket süllyesztett acélsarukkal rögzítjük a keretek között. A szerkezetet ezenfelül fontos merevíteni, amelyet jellemzően a végtől számított második mezőben végzünk, andráskereszt alakban rögzített acél rudakkal - az oldalfalon és a födémen is. A kész szerkezetre ezután további kisebb keresztmetszetű tartókat rögzítünk és ehhez csatlakoztatjuk a homlokzati paneleket.
3. Acél rácsostartók ill. csarnokok
Acélból mindazon szerkezettípuspok megépíthetőek, amelyek a mérnöki fatartókból lehetségesek. Ez esetben is statikai számítások támasztják alá a mérnöki módon megtervezett szerkezeteket és azok kapcsolatait. Az acélszerkezetek előnye a fa anyagúakkal szemben a nagyobb teherbírás és elérhető merevség, ellenben a korrózió elleni védelem körülményesebbé teszi az építésüket és a karbantartásukat. Szintén nehézséget jelent az acélszerketek esetén a hőtágulásnak való sokkal nagyobb kitettség is.
Az alkalmazott tartók változatos profilokkal készülhetnek:
-
hidegen hajlított C, Z, U profilok vagy zártszelvények
-
melegen hengerelt I-, H-, U-, C-profilok vagy zártszelvények
-
egyesített szelvényű tartók
A kapcsolatok lehetnek anyagfolytonosok is, ez hegesztett varratokkal alakítható ki, valamint oldhatóak, ez esetben pedig csavarozásról beszélhetünk. Az acél rácsostartók rúdjainak jellemző kapcsolatait csomólemezekkel és csavarozással alakítjuk ki.
Az acél csarnokokat gyakran alakítják ki hegesztéssel összeállított merev tartókból, melyek kapcsolatait diafragmákkal valamint eresz- illetve gerincerősítő lemezekkel is megerősítik. Az oszlopok és gerendák leggyakrabban I- vagy H-szelvényekből készülnek. Az oszlopokat a rájuk hegesztett talplemezekkel csavarozzák le az alaplemezhez. A szelemenek legjellemzők profiljai a Z- illetve a C. melyeket csavarozással rögzítenek a merev kerettartókhoz. Szintén csavarozással rögzítik a homlokzati paneleket hordó tartóprofilokat valamint az átlós merevítőket, amelyek a szél erejétől óvják a szerkezetet.
