Nyilasáthidalások gerendák típusai, méretezése és beépítése
Az épületek megépítése vagy alapos felújítása során számos precíz lépésre van szükség ahhoz, hogy a végeredmény tartós és biztonságos legyen. Vannak olyan szerkezeti elemek, amelyek alapjaiban határozzák meg például a fal tartóerejét, stabilitását.
Az áthidaló beépítése nagy precizitást igényel, hiszen ez a kulcsfontosságú elem biztosítja a nyílászárók feletti falszakaszok teherbírását és stabilitását. Ez az építőanyag felel azért, hogy az ajtók és ablakok feletti falrész ne roskadjon meg, és hosszú távon is stabilak maradjanak.
Mindez különösen akkor válik igazán érezhetővé, amikor a kivitelezés rétegei lassan látható házzá állnak össze, és minden apró részlet súlyát szó szerint viselnie kell a szerkezetnek. A minőségi áthidaló beépítése ebből a szempontból a tervezés és a megvalósítás egyik legfontosabb lépése.
Az Áthidaló Fogalma és Funkciója
Az építőiparban a tartószerkezetek tervezésekor számos megoldással találkozhatunk, melyek közül az egyik leggyakrabban alkalmazott elemek az áthidaló gerendák. Az áthidaló gerendák - vagy egyszerűen áthidalók - olyan vízszintes teherhordó elemek, amelyek lehetővé teszik, hogy egy falszakasz megszakítása ne gyengítse az épület statikai rendszerét.
Az áthidaló „átvállalja” a felette lévő fal- vagy födémszakasz terhét, és azt a nyílás két oldalán elhelyezkedő szerkezeti pontokra, jellemzően falazatra vagy oszlopokra továbbítja. Ez az alkotóelem elengedhetetlen minden olyan esetben, amikor egy falban megszakításra van szükség, legyen szó ajtóról, ablakról vagy akár boltívről.
A rövid áthidalók funkciója az, hogy a nyílászárók, vagyis az ajtók és ablakok fölé építik be őket a falakba azzal a céllal, hogy ne azok tartsák a föléjük kerülő falazat súlyát - hiszen ezek értelemszerűen nem is lennének képesek erre. A modern áthidalók első pillantásra egyfajta „téglagerendáknak” néznek ki.
Valójában azonban különleges szerkezetű és különleges eljárással készülő elemek.
Az Áthidalók Története és Fejlődése
A rövid áthidalók nem új találmányok, különböző, hasonló funkciójú elemeket mindig is alkalmaztak az építkezéseknél. Régen a vastag fagerendák voltak a legelterjedtebbek, de vasból készült elemeket is előszeretettel építettek be az ajtók és ablakok fölé. Ha pedig nagyobb fesztávot kellett áthidalniuk a középkori mestereknek, akkor az egyenes, hosszú gerendák helyett az ablakok és ajtók fölött gyakorta alkalmaztak boltíves rendszereket, hiszen ezek az öntartó szerkezetek lényegében kiváltják az áthidalók funkcióját.
És bár sok régi épület ma is áll, vagyis a vas- és fagerendás áthidalások is lehetnek tartósak, ezek felett már régen eljárt az idő, a mai építési szabványok csak egészen ritka esetekben engedélyezik ilyen megoldások használatát. A fa ugyanis idővel elkorhad, a vas rozsdásodik, ráadásul egyik megoldás sem teszi lehetővé megfelelő szigetelés alkalmazását.
Áthidaló Gerendák Típusai és Anyagai
Az áthidaló gerendák rendkívül sokféle szerkezetben és épülettípusban megtalálhatóak. Családi házakban ajtó- és ablaknyílások felett, társasházaknál többszintes falazott épületekben, különösen belső falaknál. Felújítások során utólagos nyíláskialakításoknál vagy statikai megerősítésnél alkalmazzák.
A különböző anyagok eltérő teherbírással, tömeggel és hosszúsággal rendelkeznek, így minden esetben a falazathoz illeszkedő megoldás választása a cél.
Fa áthidalók
Elsősorban erős, tartós fafajtákból készülnek, mivel ezeknek ellen kell állniuk a jelentős terhelésnek. A leggyakrabban alkalmazott alapanyagok között van például a tölgy, ami nagy szilárdságú, jól terhelhető, ellenáll az időjárási viszontagságoknak is. A lucfenyő gyakori választás az ár-értékaránya miatt, főként könnyűszerkezetes építkezéseknél. A borovi fenyő keményebb a lucnál, tartósabb és strapabíróbb.
A fa áthidalók felhasználási területei között szerepelnek a belső nyílások feletti hézagkitöltések és teherhordó szerkezetek. A fa gerenda teherbírása kiemelkedően magas az egyéb fa építőanyagokhoz képest, de a pontos teherbíróképesség meghatározásához számos dolgot kell ismerni, például a fa faját és a tervezett felépítést.
Kő és tégla áthidalók
A kő és a tégla megmunkálás után kerül beépítésre, tulajdonképpen falazási munkával. Különösen a boltövek esetében játszanak fontos szerepet.
Acél és vasbeton áthidalók
Az acél áthidalók ma már csak helyreállításoknál, átépítéseknél és utólagos kiváltások készítésénél alkalmazhatók. Az acél anyaga lehetővé teszi a nagy terhelések viselését, ezért olyan esetekben is beépíthető, amikor az áthidalás más anyaggal nem oldható meg. Elsősorban I, vagy U gerendákat használnak.
A vasbeton áthidalók helyszínen öntött, vagy előregyártott kivitelben készülhetnek el. A monolit vasbeton gerendás áthidalást elsősorban a tömör falas épületeknél alkalmazzák. A vasbeton áthidalók gyakran előfeszített vasbetonból is készülhetnek. Az előregyártott elemek közé tartozhatnak a Leier MDA és MDVA típusok, valamint a Porotherm előregyártott áthidalói.
Előregyártott áthidalók
Az előregyártott elemek alkalmazása azért előnyös, mert méretük igazodhat a többi épületszerkezet méretéhez (falazóelemek, nyílászárók), így beépítésük nem időigényes. A Porotherm A-10/A-12 jelű normál, fektetett áthidaló és az M-25 jelű elemmagas áthidaló is ebbe a kategóriába tartozik. Az MDA elemek 12 cm szélesek, míg az MDVA-k 9 centiméteresek. Mindkét elemtípus magassága 65 mm. Az áthidalónak legalább 12 cm hosszúságban fel kell feküdnie a fogadó falszerkezetre.
Az Áthidaló Beépítésének Fontossága és Módszerei
Az áthidaló beépítése pontos illesztést igényel, mivel ez kulcsfontosságú ahhoz, hogy a szerkezet stabil maradjon minden körülmények között. A falazatnak tökéletesen síknak kell lennie, hogy az elem egyenletesen feküdjön fel, különben a terhelés nem megfelelően oszlik el.
A kivitelezés során a következőket kell szem előtt tartani: Falazat előkészítése, bontás, próba és beillesztés, felfekvés és rögzítés, hézagok pótlása és bevakolás. Ha kellően meghúzott a habarcs az áthidaló alatt, akkor következhet az áthidaló hézagmentes beépítése és bevakolása. Több áthidaló beépítése esetén egy időben csak egyet cseréljen ki.
A szigetelés figyelembevétele kiemelten fontos, mert az áthidaló hőhidak kialakulása növeli a fűtési költségeket. Az alátámasztás kifejezetten szükséges, mivel a födém vagy tetőszerkezet teherbe vonásai jelentősek lehetnek. A Porotherm A-10 és A-12 áthidalók építés közben alátámasztás nélkül egyáltalán nem terhelhetők.
Áthidalók Méretezése és Kiválasztása
Az áthidalók méretezése kritikus szerepet játszik az épületek tartósságában és biztonságában. Az áthidalók méreteinek kiválasztása a fal vastagságától és a nyílás szélességétől függ. A Bakonytherm elemmagas áthidalók igazodnak a 25 cm-es modulméretű modern falazati rendszerekhez. Ezek a 10 cm vastag falakhoz tervezett elemek biztosítják a nyílások stabilitását, miközben könnyűek és gyorsan beépíthetők.
A Leier MDA és MDVA áthidalói különböző méretekben érhetők el. Az MDA elemek 12 cm szélesek, az MDVA-k 9 cm-esek. Mindkét típus magassága 65 mm. Az áthidalónak legalább 12 cm hosszúságban fel kell feküdnie a fogadó falszerkezetre. A teherbírás az elsődleges, mivel az elemnek el kell viselnie a felette lévő fal, födém, illetve a tetőszerkezet súlyát.
A fal vastagságához és a terheléshez igazítva kell megválasztani a beépítési magasságot és mélységet. A teherhordó rész a hőszigeteletlen főtartó rész, a 6 cm-es hőszigetelést védő köpenyelem pedig csak önmagát tartja, azaz önhordó. Hátrányuk, hogy csak a 30 cm-es falvastagsághoz gyártják.
Speciális Áthidalási Megoldások
Boltívek: A boltövek a nyílások feletti terheket a nyílás két oldalán lévő falszakasznak, vagy pillérnek adják át. Ezek a szerkezetek kőből, téglából, vagy vasbetonból készülhetnek. A boltöv lehet egyenes, emelt ívű, félköríves, fél elipszis, kosárgörbe, másodfokú parabola stb.
A törtvonalú áthidalásokat az átlagtól eltérő nyíláskiképzéseknél alkalmazzák. Ezekhez a megoldásokhoz természetesen különleges alakú nyílászárókra van szükség. A törtvonal előállítható előregyártott áthidalókkal úgy, hogy a gerenda alatt egy álboltövet készítenek.
Az Áthidaló Beépítésének Gyakorlati Tippjei
A legfontosabb szabály az, hogy az áthidalónak 25 centiméterrel hosszabbnak kell lennie az áthidalandó nyílásnál, hiszen mindkét oldalon 12,5-12,5 cm-rel túl kell nyúlnia azon. A felfekvési felületre 1 cm vastag kiegyenlítő habarcsréteget kell felhordani. Ebbe ágyazva kell elhelyezni az áthidalókat.
Az áthidalók fölötti részt betonozni kell, vagy kisméretű téglából kell felfalazni. Külső falak esetében pedig gondoskodni kell a megfelelő szigetelésről, hogy ne alakuljon ki hőhíd az áthidaló mentén. A falazatot úgy kell kialakítani, hogy az áthidalandó felfekvési pontjai alá lehetőleg egész falazóelem kerüljön. Ha ez nem megoldható, akkor a nem teljes méretű falazóelemet téglavágó géppel kell előállítani.
Amíg az áthidaló beépítése során a szerkezet el nem nyeri végleges teherbírását, nem szabad az alatta lévő nyílást kibontani. Utólagos áthidaló szerkezet beépítése esetén a tartószerkezeti tervben meghatározott felfekvési hossz: minimum 12 cm legyen. Az első áthidaló berakása után a második beépítéséhez csak akkor kezdjen hozzá, ha az első már megkötött és stabilan tartja a falat.
Födémek és Áthidalók a Gyakorlatban
A födémek és áthidalók túlnyomó része előre gyártott elemekből, helyszíni kapcsolásokkal készülnek. Az anyaguk részben vagy teljesen előre gyártott, szinte 100%-ban vasbeton. A vasbeton tartószerkezetek többsége nagyüzemi előregyártással készül. Az előregyártásnál a termékek mérete és teherbírása adott, de a beépítés során, kiegészítő vasalásokkal a teherbíró képesség akár meg is többszörözhető.
A vasbeton födémgerendák és födémpallók közötti mezőkbe kiválóan használható a hazai gyártású, 30-100 cm-es gerendatengely-távolságokhoz gyártott bélés-, ill. 4/12 és 4/13 táblázat szerinti elemek. A FERT és OPEKA típusú gerendák is rendelkezésre állnak, a födémek akár előfeszített vagy kerámiatestekben készülhetnek. A kerámiapiac előnyeként említik a könnyű beépíthetőséget és a könnyített szerkezetet, míg a vasbeton gerendák nagyobb terheléseket viselnek.
A födémek üregeinek és a szerkezetek tömegének figyelembevétele kulcsfontosságú a méretezés során. A gyakorlati tapasztalatok alapján a gyártástól az elem beépítéséig 1-2% törésre lehet számítani, és a törött elemeket gyakran fel lehet használni a falazat más részein. A födémek és áthidalók tervezési és kivitelezési folyamata során fontos a szakértői tanács és a pontos kivitelezési utasítások követése.
A gyönyörű mérnöki munka az ívhidak mögött!
tags: #nyilasathidalasok #gerendak #tipusai