Az építőmérnöki munka alapját képezi a statikai tervezés, amely meghatározza egy épület vagy szerkezet biztonságát és élettartamát. Ennek kulcsfontosságú eleme a teherszámítás, amely a szerkezeti károk 60%-ának oka, ha nem megfelelő. A megfelelő statikai tervezés nemcsak a biztonságot garantálja, hanem gazdaságos megoldásokat is eredményez. A túlméretezés felesleges költségnövekedést okoz, míg az alulméretezés katasztrófához vezethet.
Egy épület tartószerkezetének el kell tudnia viselnie az emberek, a használati tárgyaik, a raktározandó anyagok súlyát. Ezek azok a terhek, amiért az épületet felépítik. Ezeket a terheket hasznos terheknek nevezzük.
A hasznos terhek meghatározása és szabványai
A hasznos terhek értékeit az Eurocode, illetve a vonatkozó szakirodalom tartalmazza. A vizsgált helyiség funkciójától függően eltérő nagyságú, egyenletesen megoszló terhet veszünk figyelembe a bonyolult, időben változó terhek helyett.
Például, lakóhelyiségek, irodák, illetve a velük azonos besorolású egyéb építmények úsztatott padlószerkezeteibe az AUSTROTHERM AT-L2 lépéshang-szigetelő lemezek építhetők be. Tantermek, előadótermek, üzletek, éttermek, múzeumok, színházak esetén az AUSTROTHERM AT-L4 és GRAFIT® L4 lemezek használhatók, ahol a hasznos teher értéke 4,0 kN/m²-nél nem nagyobb. 5 kPa (azaz 5 kN/m²) terhelésig pedig az AUSTROTHERM AT-L5 és GRAFIT® L5 lemezek alkalmazhatók.
Sosem Akarták, Hogy Ezt a Szervet Használd - Mert Képes Irányítani a Valóságot
Hó- és szélteher számítás
A statikai tervezés során a hó- és szélteher számítása az egyik legkritikusabb feladat. A hazai éghajlati viszonyok között különösen nagy figyelmet kell fordítanunk a szélsőséges időjárási körülményekre. Az elmúlt évtizedben tapasztalt klímaváltozás miatt a hagyományos számítási módszerek felülvizsgálata vált szükségessé.
Hóteher
Az MSZ EN 1991-1-3 szabvány szerint a hóteher számítása során figyelembe kell venni a földrajzi elhelyezkedést, a tengerszint feletti magasságot és a tető geometriáját. A karakterisztikus hóteher értékei:
- I. Karakterisztikus hóteher: 1,25 kN/m²
- II. Karakterisztikus hóteher: 1,5 kN/m²
- III. Karakterisztikus hóteher: 2,0 kN/m²
A többszintes tetők, attikák és tetőfelépítmények mellett kialakuló hófelhalmozódás gyakran elmarad a számításokból, ami jelentős tervezési hibát jelenthet.
Szélteher
Az MSZ EN 1991-1-4 szabvány szerint a szélteher számítása a helyi szélviszonyok alapján történik. Magyarország négy szélzónára van felosztva, ahol az alapszélsebesség 23,6 m/s és 27 m/s között változik. A szélnyomás (qp) a következő képlettel számítható:
qp = ce(z) × qb
ahol ce(z) a kitettségi tényező, qb az alaptorlónyomás. A szélnyomási tényezők (cp) meghatározása az épület alakjától és méretarányától függ.
Teherkombinációk és merevítőrendszer
A teherkombinációk helyes megválasztása alapvető fontosságú a biztonságos tervezéshez. Példaként, egy ipari csarnok méretezése során a mértékadó teherkombináció a teljes hóteher + 0,6-szoros szélteher kombinációja lehet.
A merevítő rendszer, különösen a szélmerevítések fontossága sok tervező által alulbecsült. A megfelelő merevítés nélkül a szerkezet stabilitásvesztése következhet be, ami súlyos károkat okozhat.
Modern tervezési kihívások és megoldások
A modern acélcsarnok gyártás során egyre nagyobb fesztávolságú és karcsúbb szerkezeteket építünk, amelyeknél a dinamikus hatások nem hanyagolhatók el. A szerkezet sajátfrekvenciájának meghatározása kulcsfontosságú a rezonancia elkerülése érdekében. Az egyedi csarnok tervezése során különböző lengéscsillapítási megoldásokat alkalmazhatunk a dinamikus hatások csökkentésére.
A számítógépes tervezéssel az egyre bonyolultabb fedélszerkezeteket ma már könnyen és gyorsan lehet számolni. A szoftverek használata során mindig végezzünk kézi ellenőrző számításokat a kritikus pontokon. A "fekete doboz" megközelítés veszélyes lehet, mivel a program csak azt számítja, amit beállítunk. A tervezés során azonban soha nem szabad megfeledkeznünk a kapott eredmény legalább közelítő ellenőrzéséről.
Fedélszerkezet terhei és anyagai
Az útmutatóban bemutatjuk a fedésből adódó terheket, melyek felhasználhatók a méretezés során. Egy gyakori tévhit, miszerint a betonfedés túl nehéz és ez problémát okozhat. Valóban a betoncserepes héjazat az egyik legnehezebb fedés, azonban könnyebb fedés választásával a súlykülönbség a teljes fedélszerkezet terhének csak 15-25%-ára vonatkoztatva jelent csökkenést.
A fedés önsúlyából és a várható terhelésből határozható meg a lécezés vastagsága, illetve számolható ki az aljzatot alátámasztó szarufák mérete és kiosztási sűrűsége. A fedés önsúlya, illetve a hóteher, szélteher következtében a lécezés lehajlik. A lehajlás maximális értékét az EUROCODE szabvány a támaszköz 200-ad részében határozza meg, ami 80 cm-es szarufatávolságnál 4 mm-t jelent. Ez esztétikai szempontból is fontos, másfelől az alakváltozások befolyásolják a cserepek felfekvését. A tetőlécek, illetve a deszkák beépítésével a tető merevsége, alaktartása nő.
Lépéshang-szigetelés és hőszigetelés
Amikor a lépéshang-szigetelésről kell gondoskodnunk, a hőszigetelés többnyire nem kérdés. Lakott, fűtött tereket választ el a kérdéses födém, hiszen felül rendszeresen járkálunk, és ezt nem akarjuk alul hallani. De a talajon fekvő padló esetében a rezgés felfele is tud terjedni, és a föld felé irányuló hőáramokat is csökkenteni szeretnénk. Ebben az esetben érdemes a fokozott hőszigetelő képességű GRAFIT® L4, GRAFIT® L5 lemezeket beépíteni.
Gyakran találkozunk azzal, hogy a tervező 4, 5 cm vastag hangszigetelő réteget gondolt a padlóba. Sokszor szükséges, de számos esetben akusztikailag nincs is szűkség rá. Például egy monolit vasbeton födémre a 2 cm vastag AT-L2 lemez szokásos lakótér esetében elégséges lehet. A lépéshang-szigetelő réteget nem szabad megszakítani, ezért, ha a szerkezeti födémen épületgépészeti vezeték futnak, úgy az AUSTROTHERM lépéshang-szigetelő réteg alá terhelhető AUSTROTHERM hőszigetelő lemezt kell elhelyezni. A hőszigetelő lemez vastagságát úgy kell meghatározni, hogy legalább elérje a csővezetékek vastagsága által meghatározott legmagasabb vízszintes síkot. A lemezekből a fektetéskor a csövek helyét úgy kell kiszabni, hogy a csövek és a lemezek között a legkisebb rés legyen. A csövek melletti teret laza anyaggal - pl. polisztirolgyöngy - lehet kitölteni. Az így elkészült sík felületre kell felületfolytonosan, megszakítás nélkül elhelyezni a kiválasztott lépéshang-szigetelő lemezt, majd a technológiai fólia és a betonréteg elkészítése után lehet a padlót a kiválasztott burkolóanyaggal fedni.
Amennyiben kiegészítő hőszigetelésre is szükség van, vagy szerelési céllal (a födémen futó gépészeti vezetékek miatt) nem lépéshang-szigetelő lemez beépítésére is szükség van, úgy a terhelés növekedésével azoknak is egyre nagyobb szilárdságúaknak kell lenniük, rendre AT-N100, 150, 200, illetve ezek GRAFIT® változatai.