ELŐZMÉNYEK

2023-ban az építtető megbízott, hogy tartószerkezeti engedélyezési, majd kiviteli és acélszerkezeti gyártmányterveket készítsek új csarnokához. A kétszintes iroda mellett egy nagy belmagasságú csarnokrész is helyet kapott volna, ahol az építőipari nehézgépek tárolását tervezte. Ez a változat kapott engedélyt, és a kiviteli tervezés is megkezdődött, mire hosszú távú bérlőre talált az épület. A bérlő gázipari mérőműszereket gyárt, melyek teszteléséhez kis mennyiségben, de sokféle gázt tartanak készleten, melyek jó része tűz- és robbanásveszélyes. A funkcióváltás miatt a tervezést ki kellett egészíteni tűzvédelmi méretezéssel is.

ÉPÜLET ISMERTETÉSE

A csarnok tartóváza síkbeli acélszerkezetű keretekből áll, egyhajós, nyeregtetős, daruzatlan, minden homlokzata burkolt. A tetőlejtés 7 fokos. Belmagassága 7,20 m, ereszmagassága 8,20 m, gerincmagassága 9,70 m. Hosszirányban az oszlopok tengelytávja 9×5,95 m, keresztirányban 30,00 m. Az iroda 5,95×25 m alapterületű, egyik külső sarkán 45 fokos lecsapással. A szintmagasságok 3,00 m magasak, az attika 6,80 m magasan van.

A csarnok fő tartószerkezete alul befogott keretszerkezet, melegen hengerelt oszlopokból, vízszintes alsó övű, gerinc felé magasodó síkbeli rácsos tartós tetőgerendából áll. A keretsarkok csavarozottak, sarokmerevek.

Az iroda földszint plusz egy emeletes, lapostetős, tartószerkezete befogott oszlopokból, és hozzájuk sarokmereven kapcsolódó tető- és födémgerendákból kialakított keretekből áll, melyek teherhordási irány merőleges a csarnok kereteire. A gerendák és az oszlopok kapcsolata csavarozott, sarokmerev, a keretsíkú stabilitást az ablakok miatt meredeken szerkesztett falsíkú gerendák növelik. 

TŰZVÉDELMI KÖVETELMÉNYEK

A tűzvédelmi tervező az épületet közepes (KK) mértékadó kockázati osztályba sorolta. A teherhordó szerkezetek, és merevítéseik, illetve a födém és a lépcső tekintetében 30 perces, a tetőfödémmel szemben 15 perces tűzállósági követelményt írt elő. A szelemenek nem lettek figyelembe véve a tartóváz merevítésében, ezért rájuk is a 15 perces követelmény maradt az előírás.

TARTÓSZERKEZETI SZÁMÍTÁS AXISVM X7 PROGRAMMAL

A modellépítés során igyekeztem egy, lehetőség szerint minél inkább a valóságot megközelítő részletezettségű, térbeli modellt használni, ezért a modell tartalmazta a két épületrészt, a monolit födémet, és a vékonyfalú szelemeneket is. Egyszerűsített modell használatára csak a földrengésvizsgálatnál volt szükség.

A kiviteli tervek készítésekor már lehetőség és egyben szükség is volt a pontos teherfelvételre, ami a tűzvédelmi követelmények megjelenésével még nagyobb jelentőséget kapott, mivel tűz esetén az állandó terheknél nincs csökkentő tényező.

A meteorológia terhek felvételénél az SWG modul használata gyors teherfelvételt tett lehetővé, kezelte a két épületrész között, és az irodai attikáknál kialakuló hózugokat is. Egyedül a magas, belső válaszfalakra ható belső szélnyomás indokolt pár kézzel definiált teheresetet.

A tűzterhelés definiálása szintén gyorsan végrehajtható volt az SD8 modullal. A program automatikusan kezelte a tervezés alatt folyamatosan változó szelvények miatt változó számított hőmérsékletét is.

Az acélszerkezetek méretezését normál hőmérsékleten SD1, tűz esetén pedig az SD8 modul segítségével végeztem.

Mivel a szerkezetben nem voltak változó keresztmetszetű rudak, a kihajlási hosszak megállapításánál az esetek többségében hasznosnak bizonyult a program által felajánlott automatikus érték használata, ami gyorsabb méretezést tett lehetővé.

A típus csomópontoknál jól használható volt az SC1 modul, bár néhány esetben kézi számításokra is szükség volt. Az oszloptalpak dübelezését a Fischer programjával végeztem.

Az altalaj közepes minőségű volt, így sikerült a mélyalapozást elkerülni. Viszonylag kis mélységű pontalapokkal sikerült megtervezni az alapozást, amihezaz RC4 modult használtam.

A monolit vasbeton födémeket, lépcsőket és a talpgerendákat szintén az AXISVM programjával, pontosabban az RC1 és RC2 modullal méreteztem. 

TŰZVÉDELMI ELLENŐRZÉS KÜLÖNLEGESSÉGEI

Az acélszerkezetek tűzvédelmi méretezésénél a gyakorlatom az, hogy a különböző szerkezetekre a kritikus hőmérsékletet határozom meg, ezeket vezetem rá a tervekre, és a műleírásba. Azt, ugyanis, hogy melyik szakkivitelező lesz megbízva a munkával, és hogy ők melyik termékükkel tudják az előírt tűzállósági határt biztosítani azt a tervezés idején általában nem lehet tudni.

A tűzgátló festékek minősítése általában 350 C foktól kezdődik, ezért arra ügyelni kell, hogy nehogy ennél alacsonyabb legyen bármelyik elem kritikus hőmérséklete. Az eredeti tervben még köracél fal- és tetősíkú merevítőrendszert használtam, de amikor a bérlői funkcióváltás miatt a tűzvédelmi követelmények megjelentek, szükségessé vált ezen elemeket zártszelvényűre cserélni, és az X rácsozást is K rácsozás váltotta fel.

A szelemenekkel szemben 15 perces tűzállósági követelmény volt, ezért tűz esetén nem lehetett arra számítani, hogy a 15-30 perces időtartamban a rácsos tartókat síkjukra merőlegesen merevíteni fogják. Itt vált szükségessé, hogy a fölső övrudak vízszintes síkú kihajlási hosszát kézzel adjam meg, a kényelmes automatikus felvétel helyett.

A betervezett szelemenek 15 perces tűzállóságát a gyártó igazolta. A számításhoz a kötélmódszert használta, ami a szelemenekre nagyon kedvező eredményt ad. Viszont a tető szélső peremgerendáira emiatt egy viszonylag nagy, 7,50 kN/m vízszintes erő jutott (csak tűz esetén), ami dominánsnak bizonyult a gerendák, és a tetőmerevítés elemeire vonatkoztatva.

A monolit vasbeton szerkezetek tűzvédelmi ellenőrzéséhez táblázatos módszert használtam, mivel ekkor még nem volt elérhető az RC8 modul.

ÖSSZEGZÉS

A bemutatott épületnél sikerült a tartószerkezeteket szinte teljeskörűen az AXISVM programmal méretezni. Az, hogy nem kell más programokat használni gazdaságos, és kényelmes megoldás, mégis legfontosabbnak azt tartom, hogy ezzel csökkenthető a rohamtempóban készülő tervezés során a hibázás lehetősége. Nem lesz elgépelés, amikor a másik programba átvisszük az adatokat, illetve a változások követése is naprakész.

A programnak is hála, a rövid tervezési határidőt sikerült tartani, és a megnövekedett követelmények ellenére gazdaságos szerkezetet tervezni. A csarnokrész acél felhasználása 34 kg/m², míg az irodarészé 58 kg/m² lett (szelemenek és nyíláskiváltások nélkül).

A szerkezetek méretezése után a teljes épület kiviteli és gyártmányterveit is én készítettem. Mind az acélszerkezeteket, mind a monolit vasbeton szerkezeteket Tekla Structures 2017i verzióban modelleztem. Az acélszerkezetek a számított kritikus hőmérsékletüket egyedi paraméterként kapták meg, így készülhetett olyan szerelési terv is, amin feliratozva látszik ez az érték, így a szakkivitelező könnyebben tudott dolgozni, a műszaki ellenőr pedig ellenőrizni.