Építéstechnikák | PS zsalus fal statikája
Polisztirol zsalus rendszer
Ez az írás többek között arról szól, hogy esetleg segítsen leendő építkezőknek eligazodni a szerkezeti rendszerek között. Ezért kénytelen vagyok azzal is foglalkozni, hogy a polisztirol zsalus rendszert milyen „statikai” érvekkel próbálják eladni. Ennek egyik jellemző példája az alábbi táblázat, amivel azt próbálják bizonyítani, hogy ez az építési mód mennyivel teherbíróbb, mint a többi.
Az észrevételeket pontokba szedem.
a) Egy átlagos családi ház falterhelése 100 kN/m körül van. Azt mondani, hogy az én falam jobb, mert több, mint 5-ször annyit bír, az valami olyasmit jelent, mintha valakit arra bíztatnánk, hogyha Győrbe utazol, vegyél Bécsig jegyet, mert az biztosabb. Remélem nem veszi senki zokon, ha nem magyarázom tovább.
b) Még a mosópor reklámoknál is ügyelnek arra, hogy más termékkel való összehasonlításnál azt írják, a MÁSIK, mert ugye vannak minimális etikai szempontok is. Ez a táblázat megnevezi a versenytársakat, önkényesen és ami a legrosszabb kivonatosan. Ha valaki például megnézi az YTONG ismertetőjét látható, hogy van P4 Jelű elem is, aminek a szilárdsága a duplája.
c) A táblázatot bemutató dokumentum a falak kihajlási hosszának meghatározására a következőt írja: „A helyettestő kihajlásii hossz meghatározása az MSZ EN 1992-1-1:2010 jelű szabvány iránymutatásai alapján határozandók meg.” (Nem műszaki olvasók számára. A kihajlási hossz alapján számolható a karcsúság, ami lényegesen meghatározza a fal teherbírását. A magasságához képest vékony fal kevésbé teherbíró.)
Az MSZ EN 1992-1-1:2010 jelű szabvány lényegében az EUROCODE 6 magyar változata. E szerint a megadott 1 fm falazat önmagában a kihajlási hossz szempontjából nem értelmezhető (a volt MSZ 15023-87 szerint sem). Ez szemléletesen is belátható, mert egy fal alakváltozását a befolyásolja pl. a megtámasztásának módja, az alap és födémcsatlakozás, vagy, hogy van e mondjuk a közelében ablak. A kollégák kedvéért bemásolom a szabvány vonatkozó fejezetét.
Ez a táblázat vasalatlan falakra vonatkozik, vasbeton falaknál a számítás összetettebb.
Amúgy ha az MSZ 15023-87 szerint nézzük a dolgot, akkor a legáltalánosabb falhelyzet esetet alapul véve (többnyílásos keresztmetszeti rendszer) a példabeli fal kihajlási hossza 1,25×280=350 cm. Az ebből számolható karcsúság 25. Ehhez 0,21 csökkentő tényező tartozik és az így számolható határterhelés 14x100x0,6×0,21=176,4 kN/m és nem 288! A 288 kN értékhez viszaszámolva 1,125-ös szorzó tartozik – szemben az 1,25-el.
d) Ha a kihajlást az EUROCODE alapján határozzák meg, akkor a betonszilárdság értékeket miért a régi MSZ szerint? A két rendszer nem keverhető, más anyag és más számítási modellek.
e) A vasbeton szerkezetre megadott határértékkel sem lehet sokat kezdeni, mert egy 1 méter széles vasbeton faltest teherbírása nyomóerő-nyomaték diagrammal jellemezhető, ami függ a vasalástól is és a definícióból adódóan a terhelési kombinációtól.
f) Az előző részben írtak alapján a feltételezhető betonszilárdság nem vehető C12 -nek, jó esetben talán C10. A legnagyobb baj, hogy kénytelenek vagyunk a „talán” kifejezést alkalmazni. Éppen ezért nem számolom át a teherbírást C10-re, mert értelmetlen.
A fentieket összefoglalva csak azt tudom mondani, hogy mind szellemében, mind etikailag egy ilyen összehasonlító táblázat erősen kifogásolható. Ebből semmi nem derül ki a szerkezetről, de a laikusokat könnyen megtéveszti.
Felmerül a kérdés, hogy a használhatóság és a tervezés szempontjából mi az igazi jellemzője egy tartószerkezetnek. Erre elég jól lehet válaszolni, a KISZÁMÍTHATÓSÁG. Egy tartószerkezetnek a legfontosabb ismérve az, hogy az adott feladatot (terheléseket) milyen biztonsággal látja el.
Ez lényegében a statikai méretezés lényege, ugyanis mindig azt vizsgáljuk, hogy az adott terheléseket milyen valószínűséggel bírja el a szerkezet. Ha egy fal mértékadó terhelése mondjuk 100 kN, és azt 95% biztonsággal elbírja, akkor hiába növeljük meg a szilárdságát a duplájára, a biztonság nem lesz 190%, mert az mindig 100 alatt marad, de a költségek nőhetnek a duplájukra. Nézzük meg, hogy az a „Bécsig váltott vonatjegy” valójában meddig szól, lehet, hogy Hegyeshalomnál leszállítanak a vonatról?
A polisztirol zsalus rendszereket masszív falazatoknak is hívják, ami alapján azt gondolnánk, hogy a polisztirol közé öntött fal így néz ki.
Pedig nem , az összekötő idomok miatt ilyen (a pontosság kedvéért megjegyzem, hogy a forgalomban vannak vékonyabb összekötős elemek is, én most fénykép alapján egy 5×10 cm-es méretet rajzoltam).
A perforáció a technológia eredménye, ha nincs valami formai szerepe szerkezeti szempontból még anyagtakarékosság szempontjából sem érdemes ilyet készíteni.
A fal működésének bemutatására felvettem egy egyszerű modellt – 3×3 méteres befogott fal, felső peremén terhelve ( nem falméretezés, csak szemléltetés!). A tömör fal és a perforált fal eredő feszültségeinek eloszlását és nagyságát a következő ábrák mutatják.
Ezen ábra kapcsán tennék egy kis kitérőt. A feszültségeloszlásból és az értékekből is látható, hogy még egy ilyen kis egyenletesen terhelt fal is átboltozódik és az alapkra nem egyenletesen megoszló terhelést ad. Az átboltozódás miatt a falban nem csak nyomóerők jelentkeznek. Jól tudták ezt a régi mesterek, mikor az alapfalakba tégla boltozatokat építettek. Ezt mutatja a következő ábra – Déry Attila: Történeti szerkezettan című könyvéből.
Tapasztalom, hogy tervező kollégák hajlamosak erről elfelejtkezni. Pedig a tartófalak alaprajzi elrendezésével és az alapozás helyes megválasztásával a jelentkező káros feszültségek jól csökkenthetők. Déry Attila könyvét mindenkinek ajánlom, főleg építész hallgatóknak lenne hasznos úgy forgatni, hogy az ottani szerkezeteket az újjonan tanult statikai ismereteikkel összevetik.
A perforált fal ábrája.
A két ábrát összehasonlítva látható, hogy a perforált falnál a helyi igénybevételek 10 %-al növekedtek, viszont a fal felületén a feszültségkülönbségek csökkentek, csökkent az átboltozódási képesség. A várható feszültségnövekedés azt jelenti, hogy a fal méretezésénél olyan modellt kell alkalmazni,a ami a perforációt figyelembe veszi. Elvileg ez lehet egy redukált kereszmetszet, vagy a mintapélda szerint részletes vizsgálat. Egy biztos, hogy a fal teherbírását bemutató ismertető táblázat ebből e szempontból sem helyes. Szerintem egy rendszer forgalmazásánál elvárható lenne, egy törési próba alapján a méretezési modell megadása. Ilyenről én nem tudok, számomra ez csökkenti a szerkezet megbízhatóságát.
Az, hogy az átboltozódási képesseé csökken, az nem rossz, mert egyenletesebbé teszi a feszültségeloszlásokat és az alap terheléseket. Ebből a szempontból nem tartom kedvezőtlennek a falat.
Érdemes megnézni azt, hogyha egyes összekötő bordák alatt elégtelen a betonkiöntés – vibrálás hiányában ez feltételezhető. A következő ábránál néhány borda alatt betonhiányt feltételeztem.
A falban a feszültségek átrendeződnek és ha a „hiányok” kis számban fordulnak elő, akkor a szerkezet jól reagál erre. Természetesen a nem perforált tömör fal is hasonlóan jól reagál, de mind a két esetben ez akkor működik, ha van kellő tartalék. A két megoldás között a fő különbséget abban látom, hogy míg a polisztirol zsalus falnál a feltételezhető betonozási hibák miatt jön jól a tartalék, addig egy hagyományos zsaluba öntött falnál ezzel nem kell számolni, mert a tömörítés megoldható.
A fal vasalásának tervezésekor általában igyekszünk az alkalmazott vasalást az igénybevételek elosztásához igazítani. Az igénybevételek mindig több teherkombinációból határozhatók meg, a polisztirol zsalus falnál a bizonytalan betonminőség miatt ez az optimalizálás esetlegessé válik.
ÖSSZEFOGLALVA
A polisztirol zsalus falak elvben a perforáció ellenére is (sőt annak még előnye is lehet, mint láttuk) jól működő szerkezetek lehetnek. A probléma kettős. Az egyik az, hogy a rendszer tájékoztatója félrevezető és szerintem kritikán aluli, de ez nem feltétlenül a falat minősíti. A másik az, hogy a méretezési biztonság nem jó. Ezt lehet kompenzálni túlméretezéssel, de ez nem a mérnöki út. Igazából arra esetleg méréseket végezni, hogy egy ilyen technológia mennyire bizonytalan számomra nem a megoldandó feladatok közé tartozik, inkább keresek más lehetőségeket. De tiszteletben tartom, ha valaki másként gondolja, de akkor tessék vizsgálatokat, statisztikákat bemutani, modellezni. A vonatjegy példával élve azt tudom mondani, hogy nem lehet kellő biztonsággal megmondani, hogy a Bécsig szóló vonatjegy meddig jó.
(A következő folytatás a szövetszerkezetű falakról fog szólni.)
Hozzászólások (19): megnézem
atuse
2011. április 2. szombat 10:21
[re=79473]Szabadi Ferenc József[/re]: Kövér mérnök fecskében szobabiciklizik…
Huszti István
2011. április 2. szombat 12:27
[re=79473]Szabadi Ferenc József[/re]:
Ennek az írássorozatnak egyik célja az, hogy megpróbál szakmai érvek alapján tájékoztatást adni építtetőknek. Valóban én is tapasztalom, hogy energiatakarékosság, környezetvédelem, stb. címen sokszor próbálnak az emberekre kóklerségeket rásózni, felháborító „műszaki” érvekkel. A laikus építtető persze megzavarodik és természetesen kérdez. Biztos neked is kell egy munka kapcsán magyaráznod. Nos én ezeket a magyarázatokat fogtam csokorba e sorozat kapcsán.
Miklósnak anno küldtem egy listát, hogy milyen témakörökben (egy témakör több fejezet is leshet)és úgy gondoltam 2 hetente megjelenhet egy rész. Ezek a témák az alábbiak:
– Könnyűszerkezetes házak
– Rönk házak
– Hőtechnika történet
– Alapozások
– Faltervezési hibák
– Fafödémek
Természetesen lehetnek még más témák is. Én nagyon örülnék, hogyha más kollégák is csatlakoznának ehhez írásokkal, bizonyára Miklósnak sem lenne ellenére.
Az írás során én azt tartom szem előtt, hogy lehetőleg közérthető legyen, de szakmailag se legyen pongyola. Nem gondolnám, hogy a szakmai részletekbe nagyon bele szabadna bonyolódni. A laikus építtetőt feltehetően nem érdekli, a kollégák meg tudják.
epiteszikon
2011. április 2. szombat 12:34
Üdv
A faltestben lévő betonacél különféle megoldásairól azok statikai jellemzőiről is szívesen látnék valamit ilyen jóféle írást. (itt mindtha csak beton volna) Szerintem a passzívházak tervezése során elkerülhetetlen, hogy ne találkozzunk ezen anyagokkal, így mindenképpen ismerni kellene a technológia előnyeit /hátrányait. (bár a passzívházak építésénél használt másik nagy csoport Ytong féle falazatokból épített passzívházak falszerkezetét is megnézném, azok nem repednek ahogy az Ytong szokott?. Mert tudnak. )
Marad a vázkerámia, mint egyetlen, jól ismert falszerkezet ?
Huszti István
2011. április 2. szombat 13:12
[re=79481]epiteszikon[/re]:
Szándékosan nem tértem ki a vasbeton falak vasalási kérdéseire, mert azok nagyon jól determináltak és alkalmazásuk nem építtetői döntés kérdése, hanem statikus dolga. Itthon a statikusok jól felkészültek, úgysem tudnék mást ajánlani, hogyha vasbeton, akkor statikus kell.
Ha viszont a falazott szerkezetek vasalásos (vasbetonos) megerősítésére gondolsz (fúga vas, koszorú, pillér, stb.), az valóban olyan kérdés, amiről érdemes itt is beszélni. Ezt viszont én egy későbbi témában a „Falazási hibák” témakörében gondoltam.
A passzívház vonatkozásában én semmilyen szerkezetet nem szeretnék elemezni, egyszerűen azért, mert számomra a passzívház nem egy építészeti-mérnöki feladat, hanem egy mozgalom – itt jegyzem meg és nem titkolom, hogy ezzel a mozgalommal én nem értek egyet. Egy passzívház tervezésénél persze sok érdekes mérnöki megoldást kell alkalmazni, amik önmagukban mérnökileg is elemezhetők.
Kocsis Krisztián
2011. április 2. szombat 13:52
Én azt nem értem ebben PS rendszerben ,hogyha alapvető előnyként emelik ki a gyors szerelhetőséget és a betonnal történő kiöntést ,hogyan szárad ki az egy tömbként kiöntött betonfal amit minden irányból körülvesz a PS???
Ennyire azért nem gyorskötésű egy beton sem. vagy igen??
Bár lehet hogy csak én vagyok a tudatlan…
Huszti István
2011. április 2. szombat 20:10
[re=79483]Kocsis Krisztián[/re]:
Az baj lenne, ha a beton kiszáradna. A PS nem jó nedvszívó anyag és elég jól zár, bár képes vizet felvenni. A friss betonnál az a jó, ha a vízcement tényező (V/C) kicsi, a beton szilárdsága lényegében a V/C értékkel fordítottan arányos. Elsősorban a bedolgozhatóság miatt a friss betonba több vizet kell keverni, mint az az ideális cement hidralizációhoz szükséges – a cement kötésekor a vizet kristályvízként megköti. Ha friss betonban a szükségesnél több a víz, akkor a cementkő gyengébb, szivacsos szerkezetű lesz. Ezt a két ellentétes szempontot oldja meg a szövetszerkezetben a dermesztett beton, mert viszonylag nagy V/C arányú keverék jól bedolgozható, de a gipsz zsaluzat a felesleges vizet azonnal kiszívja, lecsökkentve a V/C értéket. A megszilárdult betonnak viszont az a jó (a betonkő szilárd szövete már kialakult),ha nedvesen tartjuk. A beton kötése a megszilárdulással nem fejeződik be. A kötés során keletkező hő miatt a betonból a víz kifelé igyekszik, ha a felületet hagyjuk kiszáradni, akkor a kötéshez nem lesz elég víz és csökkenni fog a szilárdság. A gipszzsalus dermesztett betonnál a gipsz elég jól megköti a vizet és a betonmag felületét nedvesen tartja.
A PS zsalunál, az előző fejezetben leírtak szerint, magas V/C aránnyal kell dolgozni, a még meg nem szilárdult betonból a polisztirol a vizet nem szívja ki, ezért kedvezőtlen szerkezetű cementkő képződik. Az, hogy a PS a kötés után a vizet benntartja, az jó. Az viszont más kérdés, hogy a beton 28 napos kötése után a megmaradt víz mennyi idő alatt és hogyan távozik. Erről majd egy következő részben az épületfizikánál.
epiteszikon
2011. április 3. vasárnap 09:04
Tetszik a leendő menetrend !!
Kocsis Krisztián
2011. április 3. vasárnap 15:25
[re=79484]Huszti István[/re]:
Hát ez az hogy gyakorlatilag csak a tetőnél ,vagy a nyílászáróknál tud távozni a nedvesség. Márha nem zárjuk le ott is a szerkezetet és akkor aqvárium lesz az épületből.Mint pl a PS „legosytemmel” épülő házaknál látni néha.
Mindeenestre kíváncsian várom az épületfizika részt..
Huszti István
2011. április 3. vasárnap 18:05
[re=79498]Kocsis Krisztián[/re]:
Kedves Krisztián
Ezt a száradást kérdést majd tényleg az épületfizikánál részletezzük, de hozzászólásod kapcsán tennék egy megjegyzést.
Az egyik leírás a PS zsalus technológiáról ezt írja:
„A betonkötő-víz elpárolgása
A betonkötő-víz a Neopor szigetelésen keresztül párolog el, úgy, ahogy
egy normál betonfalnál.”
Nyilván ez a kijelentés számítás, vagy valami modell leírás alapján elég hiteltelen. Első ránézésre lehetne mondani, hogy hülyeség, de ne tegyük ezt. Egyszerűen azért, mert ha ezt tennénk, akkor pont abba a hibába esnénk, mint a kijelentés írója, nevezetesen leíró modell és számítás nélkül állítanánk valamit. Ezért kérlek, hogy ne mond azt pl., hogy „aqvárium” lesz indoklás nélkül. Nem azért, mert esetleg nem az lesz, hanem mert így a Te kijelentésed sem lesz hiteles. A mérnöki gyakorlatban ex katedra kijelentéseknek nincs helye.
Remélem nem veszed zokon az észrevételemet, a felvetett kérdés nagyon lényeges, de nem szeretném, ha az itt remélhetőleg kialakuló beszélgetés „reklám-marketing-politika” szintjén folyna.
TÜKE
2011. április 4. hétfő 09:01
[re=79479]Huszti István[/re]:
Remélem,hogy nem tartja senki sem reklámnak !
Írtam,hogy odakeveredtem egy helyre, ahol pl. pincerendszert tömtek be, ill. megsüllyedt épület alá nyomtak be betont.
Gondolom, ne a cementes zsákról olvassam le az adatokat! Ki tudja, mikor készült a papírzsák. A műszaki adatokat bizonyára megtalálhatják a neten. Én megtaláltam.
Én ilyesmiket írtam fel anno, laikusként : Standard cement CEM II/B-M (P-S) 32,5R Származási hely : Horvátország Szilárdsági osztály 32,5R és az EU engedélyszámok és egyéb szabványoknak való megfelelés is a zsákon olvasható. Ilyesmi : EN 197-1 Az is igaz, hogy említettek a zsákon bizonyos adalékanyagok alkalmazását is. Bocs” ha ez különösebben mást nem érdekelt volna.
Más : mivel ki tudja hányadszor láttam pl. a Dubai torony építéséről a filmet a tv-ben,épp’ most vasárnap is. Említették, hogy olyan meleg volt, hogy a betonozást csak este ill. éjjel végezték. Ha folytatódna ez a téma, esetleg megírná, hogy milyen melegben NE betonozzunk Magyarországon ? Lényegtelen,hogy jártam az M6 alagutak építésénél is, dög melegben!- és ott bizony betonoztak eléggé lendületesen! Nem az alagútban, hanem kint, a bejárat közelében. De az egy más téma,lehetne.
Huszti István
2011. április 4. hétfő 09:53
[re=79506]TÜKE[/re]:
Lehet melegben is betonozni, de hogy hogyan az betontechnológiai tervezési kérdés. Dubai környékén volt szerencsém megnézni betonozást, a vas forró volt.
Ha valakit részletesen érdekel a téma javaslom ezt:https://www.sasovits.hu/cnc/irodalom/4594fc87222fa-BETON-.pdf
Sok szempont van, pl. cement fajtája, utókezelés, felület védelme, esetleg hűtés, stb. Ez külön szakma és egyedi tervezés kérdése lehet.
Itt talán azt említeném meg, hogy házilagos építkezésnél a „mester” megvásároltatja a CEM I jelű cementet, mondván a CEM III sz..r. Pedig általában a CEM I cementek nagy kezdőszilárdságúak nagyobb hőfejlesztésre hajlamosak, nyáron nagyobb a repedezési veszély. A CEM III lassúbb kötésű kisebb hőfejlesztésű nyáron jobb és jó szilárdságú betont lehet belőle készíteni, ráadásul jobban viseli a környezeti hatásokat, pl. só.
A helyes az, ha a tervező megadja (meg is kell) az alkalmazott cement típusát, a műleírásban technológiai utasítást ad.
Huszti István
2011. április 7. csütörtök 10:39
Előzetes a folytatáshoz.
Ma voltam egy polisztirol zsalus háznál, ami penészes, és van egy elég szép nyírási repedés rajta. A folytatásban változtatnék a sorrenden, nem a szövetszerkezetek statikájáról írnék, hanem ezekről a tapasztalatokról.
Huszti István
2011. április 17. vasárnap 20:29
[re=79579]Szabadi Ferenc József[/re]:
Miklósnak 2 hetente ígértem egy részt. Mivel a héten tervleadási határidőm van kések egy hetet, elnézést mindenkitől, igyekszem.
Jerry82
2011. április 21. csütörtök 22:26
Véleményem és számításaim szerint (EC) egy ilyen betonfal (l=3m) teherbírása még C10/12-es betonnal számolva is 530kN/fm. Ez a teherbírás többszintes épület esetében is megfelelő. Ettől függetlenül szükség lenne egy pontosabb számítási eljárásra ami figyelembe veszi a fent említett bizonytalanságokat is.
Huszti István
2011. április 22. péntek 08:07
[re=79950]Jerry82[/re]:
Kedves Jerry82
Egyetértek, Ha vasbeton fal, akkor lehet ekkora teherbírás elérése, de mint írtam ez helyzet, vasalás kérdése, mindig az adott pozícióban szabad csak vizsgálni, meg ugye M-N diagram alapján. A példában a forgalmazó által megadott adat vasalatlan falra vonatkozó részét emeltem ki. Pont arra próbáltam rávilágítani, hogy így nem értelmes falazatokat összehasonlítani. Kösz az észrevételt, de kérem, eredményt mindig számítás melléklettel adjál meg, a párbeszéd így hiteles.
Huszti István
2011. április 22. péntek 08:48
[re=79950]Jerry82[/re]:
Még egy, amit megjegyeznék – és az észrevételed alapján az írásban ezt talán nem domborítottam ki – egy szerkezet vizsgálatánál nem az a legfontosabb kérdés, hogy meg lehet-e építeni belőle a feladatot, hanem, hogy érdemes-e és ezt milyen kockázattal vállaljuk.
Jerry82
2011. április 22. péntek 09:59
[re=79959]Huszti István[/re]:
Vasbeton falazatra határteherbírást megadni értelmetlen mivel az a vasalás függvénye is. Amit írtam adat az vasalatlan beton falra vonatkozik.( EC-ben sajnos nincs figyelembe véve a merőleges falak szerepe) (email elérhetőségére szívesen elküldöm a számításomat, ami nagyjából egybevág az MSZ szerint számolt értékkel). Természetesen egy szintes családi háznál nincs jelentősége a dolognak mivel 4-5 szörös biztonságról beszélünk, így a fenti táblázat is értelmetlen.
Érzésem szerint földrengés esetében ezek a beton-vasbeton falak kedvezőbben viselkednének mint egy falazott szerkezet, mivel a sarkokban, nyílások helyén elhelyezett vasalások ténylegesen feltudnak venni húzóerőt. Sajnos erről még semmilyen számítást nem láttam és nekem sem volt időm még foglalkozni a dologgal… Más kérdés, hogy ez Magyarországon mennyire lényeges..
Huszti István
2011. április 22. péntek 14:01
[re=79961]Jerry82[/re]:
Mint előzőleg írtam elvben egyet értünk. A számítást viszont megnézném, ha betonra végezted, valamit talán másként értelmezünk.
TÜKE
2011. április 23. szombat 07:55
[re=79966]Huszti István[/re]:
Elnézést, ha ide is beírom, bár nem tudom, szakembereket ez mennyire érdekel.
https://nol.hu/belfold/20110423-kapunyitasi_panik_velencen