Korszerű acél könnyűszerkezetes födémek
A könnyűszerkezetes építés egyik alapeleme a hidegalakítással gyártott, vékonyfalú, tűzihorganyzott acél trapézlemez vagy profilozott lemez. A közbenső födémek, szintosztások céljára többféle szerkezeti kialakításban is felhasználhatók az acél trapézlemezek: 1. könnyűszerkezetes födém teherhordó elemeként, 2. monolit vasbeton födém bennmaradó zsaluzataként alkalmazott trapézlemezként, 3. acél profillemezes öszvérfödémekként, vagy 4. additív födémszerkezetekként.
Az 1. esetben az acél trapézlemez száraz technológiás, vagy opcionálisan teherelosztó vékony betonozással készülő könnyűfödém tartószerkezete. A trapézlemez a végleges állapotban a teljes (állandó és hasznos) teherre méretezett.
A 2. kialakításban a trapézlemezt bennmaradó zsaluhéjként alkalmazzuk, feladata a betonszilárdulásig a nyersbeton súlyának és a szerelési tehernek a hordása, ideiglenes alátámasztás alkalmazható a végleges támaszok között, ekkor kisebb teherbírású acélprofil elegendő. A végleges állapotban az összes állandó és hasznos terhet teljes mértékben a méretezett monolit vasbeton födém viseli, a trapézlemeznek ekkor már nincs teherbírási szerepe.
Acél trapézlemezes födémszerkezetek fajtái, ArcelorMittal termékekkel
Hacierco 153/290 száraz födém
Hacierco 85/280 bennmaradó zsaluzat
Cofraplus 80 profillemezes öszvérfödém
Cofraplus 220 additív födém
A 3. esetben az acél profillemez a rákerülő monolit vasbetonnal együttműködő (közöttük nyírási kapcsolattal rendelkező) ún. öszvérfödémként működik a végleges (üzemi) állapotban. A beton megszilárdulása előtt a profillemez zsaluhéjként működik, nagyobb fesztávok eléréséhez ideiglenes alátámasztás szükséges.
A 4. féle szerkezeti kialakításban a nagy merevségű acélprofil és a vasbeton födémlemez is részt vesz a végleges teherbírásban, de nincs közöttük együttműködő (nyírási) kapcsolat, a 2 alkotóelem teherbírása egyszerűen összeadódik (ún. additív födém). A betonszilárdulás előtt az acélprofil itt is zsaluzatként viselkedik, opcionálisan ideiglenes alátámasztással.
Az öszvérfödémek 2 fő csoportja az acélprofil geometriája szerint (Eurocode 4 alapján), példák ArcelorMittal termékekkel
Konkáv („re-entrant”) geometriájú profillemezek (ArcelorMittal Cofrastra 40 és Cofrastra 70 típusok)
Konvex (trapéz) geometriájú profillemezek (ArcelorMittal Cofraplus 60 és Cofraplus 80 típusok)
A 3. és 4. típusokat, ahol a végleges (üzemi) állapotban az acélprofil és a betonlemez is részt vesz a teherhordásban, együttesen az „ArcelorMittal kompozit födémrendszerek” csoportjába soroljuk.
Teherbírási szempontok
A vékonyfalú acél trapézlemezek teherbírását önmagukban – 1. kialakításban végleges teherviselő födémként, 2-3-4. kialakításokban zsaluhéjként, a megfelelő terhelésekre – az Eurocode 3 szabványsorozat 1-3 fejezete szerint kell számítani, igazolni.
Az öszvérfödémek (3. kialakítás) méretezésének módszerét, folyamatát az Eurocode 4 szabványkötetek tartalmazzák. A hajlított öszvérfödémben a két alkotóanyag előnyös szilárdsági jellemzőit tudjuk kiaknázni: a betonlemez a nyomott zónában, az acél profillemez a húzott zónában dolgozik hatékonyan. Kulcsfontosságú a megfelelő nyírási kapcsolat (az együttdolgozás) biztosítása az acél profillemez és a megszilárdult betonlemez között, az optimális teherbírás érdekében.
Alapvetően kétféle módon tudjuk ezt elérni:
• mechanikus kapcsolat, gyárilag sűrűn elhelyezett lokális dombornyomások révén (konvex és konkáv geometriájú profilok esetén is működik),
• súrlódásos kapcsolat, amely a betonzsugorodás hatására kialakuló keresztirányú nyomóerők révén alakul ki (csak a konkáv geometriájú profilok esetén működik).
A 4. kialakítás, az additív födémek esetén speciális, egyedi méretezési eljárás áll rendelkezésre a vonatkozó Eurocode szabványok alapján, gyártó által minősített rendszerben.
Az előző példákban említett, különböző típusú ArcelorMittal profillemezekkel készíthető öszvérfödémek és a Cofraplus 220 additív födémek alkalmazási fesztáv-tartományát az alábbi táblázat szemlélteti:
Az öszvérfödémek és additív födémek előnyei:
• Alacsony önsúly, az azonos teherbírású monolit vasbeton és előregyártott vasbeton födémekhez képest 25-40% súlymegtakarítás érhető el, amely lehetővé teszti a teljes tartószerkezet (gerendák, oszlopok, alapozás) gazdaságosabb tervezését.
• Többféle alátámasztó szerkezet esetén is alkalmazható (acél, vasbeton, téglafalazat).
• Ötvözi az előregyártott és a monolit kivitelezési technológia előnyeit.
• Az acélprofilok helyszínre szállítása, mozgatása és
beépítése gyors és gazdaságos.
• Az acélprofilokból kialakított zsaluzat biztonságos munkaterületet nyújt betonozás előtt.
• Rugalmas alaprajzi elrendezésben is alkalmazható (változó fesztávolság, ferde peremlezárások, áttörések stb.).
• Magas tűzállósági ellenállás (REI30 automatikusan teljesül, méretezéssel akár REI120 is elérhető).
• Jelentős hangszigetelési képesség (alapvetően a betonlemez tömege határozza meg, a járatos födémvastagságok esetén, 12–25 cm között, a súlyozott léghanggátlási szám Rw=47-56 dB között változik).
Alkalmazási területek
• többszintes irodaházak,
• ipari, kereskedelmi csarnokok nagyterületű közbenső födémei,
• parkolóházak,
• meglévő épületek (társasházak, középületek, műemlékek) felújítása, átalakítása.
Gyártói támogatások
Az itt bemutatott könnyűszerkezetes acél építési termékek és rendszerek tervezéséhez és alkalmazásáhozaz ArcelorMittal Construction gyártó az alábbi támogatási eszközöket biztosítja az érdeklődő szakemberek számára:
• termékek műszaki adatlapjai,
• keresztmetszeti rajzok (PDF- és DWG-formátumban is),
• komplett csomóponti gyűjtemény (kb. 600-féle különböző részletrajzzal), minden típusú alátámasztás esetére, többféle homlokzatburkolattal kombinálva (PDF, DWG),
• teherbírási táblázatok,
• statikai méretező szoftverek (Spaner, Cofra5),
• alkalmazási segédletek, beépítési útmutatók (PDF és Youtube-filmek),
• személyes konzultáció, mérnöktámogatás.
