189778. lajstromszámú szabadalom • Kupola héjelemekből, valamint sablon és eljárás a héjelemek előállítására
1 189.778 2 A találmány tárgya héjelemekből álló, gömböv alakú kupola közel körív alakú terek lefedésére, valamint sablon (alakmás, öntőnunta stb.) és eljárás a héjelemek előállítására. A kör vagy ezt-megközelítő alaprajzú terek lefedése az embert Ősi építőtevékenységének kezdete óta foglalkoztatja. A fejlődés útja az őskor habarcs nélküli kőboltozatától a hatalmas barokk székesegyházak kupoláihoz vezetett; a római Szent Péter székesegyház kupolájának átmérője pl. 42jn. Korunk építőtechnológiai törekvései, amelyek a minél kevesebb helyszíni munka, a könnyű, előregyártott építőelemek alkalmazása és ezzel a nagy és bonyolult állványrendszerek kiküszöbölése irányában mutatnak, nem kedveznek a kupola alakú lefedések alkalmazásának, habár ezek számos előnnyel bírnak. Ezért több olyan próbálkozás ismert, amelynek célja könnyű elemekből összeállított kupola kidolgozása. Köralaprajzú terek lefedésére kézenfekvőnek mutatkozott műanyag héjszerkezetek alkalmazása, csekély önsúlyuk és kedvező szilárdsági tulajdonságaik miatt . Eddig számos gömbsüveg, gömböv vagy hasonló alakú héjszerkezet készült, de legfeljebb 20 ni átmérővel, míg a redőzött héjszerkezetek eddigi legnagyobb átmérője 7,5 m volt; ezek egydarabban kerültek beemelésre. A radarkupola gömbhéjakat többé-kevésbé bonyolult idomokból — gyakran síkidomokból — állítják össze, amelyek anyaga műanyag, falvastagsága 50—75 mm. Egy plantárium (Armagh) 15,25 m támaszközű műanyag gömbkupolája. 24 db szeletből lészült, amelyek mindegyikének tömege 350 kg és a teljes kupolának a lefedett területre vonatkoztatott, fajlagos tömege 46 kg/m2 volt. Egy sportlétesítmény 68 m átmérőjű kupolája alumínium tartószerkezeten elhelyezett kb. 500 db elemből készült és fajlagos tömege 55 kg/m2 volt. (Seachtling; Bauen mit Kunststoffen, pp. 207., 493., 499., 502.). Ismertek továbbá kettős görbületű elemekből öszszeállított egyéb kupolaszerkezetek, hiperbolikus paraboloid, vagy egyéb görbe felületű elemekből (U.o,: p. 503-504., 517-518.). Ezeknek a kupolaszerkezeteknek a fajlagos tömegét 15 kg/m2 értékre csökkentették, de ez alá az érték alá nem sikerült lemenni. Ezek az ismert elemek azonban olyan alakúak, hogy mindkét irányú görbületük konvex, miáltal a szomszédos elemek egymáshoz illesztése a kupola legmélyebb, csapadékvizet elvezető helyeit képezi és ezért tömítése és szigetelése nehezen valósítható meg. Valamennyi ismert megoldás közös hátránya, hogy az elemek geometriája függ a lefedésre kerülő tér méretétől; különböző átmérőkhöz különböző méretű, egyedileg gyártott elemek szükségesek. Találmányunk célja héjelemekből összeállított ku[>ola kidolgozása olyan elemekből összeállítva, ameyek a különböző áthidalási méretekhez csak ívhoszszúságukban különböznek, s így azonos sablonban gyárthatók és a szomszédos héjelemck összeillesztése a héjkupola külső burkoló felületén helyezkedik el. Találmányunk azon a felismerésen alapul, hogy a kitűzött cél elérhető, ha a különböző méretű áthidalásokhoz tartozó különböző héjkupolákat azonos gömbsugarú gömböv burkolató felületekkel készítjük, de a gömbövet alul határoló szélességi kört a gömbfelületnek olyan magasságában helyezzük el, hogy áunérője az áthidalandó nyflás méretének feleljen meg. Ilymódon a különböző kupolákhoz szükséges héjelemek csak ívhosszúságukban különböznek és azonos sablonban gyárthatók. A legnagyobb áthidalást a gömbfelület főköre eredményezi. Felismertük továbbá, hogy a kettős görbületű héjelem kétirányú görbületét ellentétesen kel] kialakítani, vagyis míg a héjelem hosszirányú görbülete konvex, addig a keresztirányú görbületének konkávnak kell lennie. Ilymódon érhető el ugyanis, hogy a szomszédos héjelemek egymáshoz kapcsolódó peremei a héjkupola külső burkoló felületén, míg a konkáv felület alkotta vályú a héjeleni legmélyebb helyein helyezkedjen el. Ezáltal a csapadékvíz nem az illesztések, hanem folyamatos felület mentén áramlik. A találmány szerinti kupola lényege tehát, hogy kettős görbületű, hosszirányban konvex, keresztirányban konkáv felületű héjelemekből áll. A héjelemek az alsó Összefogó koszorúhoz, a felső összefogó gyűrűhöz és egymáshoz kapcsolóelemekkel vannak rögzítve. A héjelem egy középső vályúból és ennek két szélső éléhez csatlakozó peremből áll. A höjelemet két közös függőleges tengelyű, de nem koncentrikus gömbfelület, továbbá ezek két-két szélességi és két-két hosszúsági körének síkjai határolják. A peremek a külső gömbfelület gömbi kétszögeinek részét képezik. A vályú középső alkotója a belső gömbfelület hosszúsági körére esik. A héjelemet a felső végén határoló, a belső gömbfelületen levő szélességi kör átmérője a felső összefogó gyűrű külső átmérőjének felel meg. A héjelemet az alsó végén határoló szélességi kör a felső határoló szélességi kör és a belső gömbfelület egyenlítői főköre között helyezkedik el. A vályú keresztmetszete a héjelem felső végétől az alsó végéig folytonosan növekvő görbületi sugarú és ívhosszúságú körív. A héjelemfelső végén felső perem, alsó végén talp van. A héjelem anyaga előnyösen üvegszál erősítésű poliészter. A találmány szerinti sablon munkafelülete a héjelem alakjának felel meg, azzal a különbséggel, hogy alsó végét előnyösen a belső gömbfelület egyenlítői főkörének síkja vagy egy ehhez közeli sík határolja. A találmány szerinti eljárás lényege, hogy a héjelemet a sablon felső, keskenyebb végétől mért olyan hosszúságban készítjük, amely a kupolát befoglaló gömböv kontúrjának ívhosszúsága. A találmány szerinti kupolát, sablont és a héjelemek előállítására vonatkozó eljárást részletesebben példák keretében ismertetjük. A mellékelt rajzokon: az 1. ábra egy körraktár távlati képét, a 2. ábra a héjelem nem léptékhű oldalnézetét, a 3. ábra az előbbi felülnézetét, a 4. ábra egy héjelem közelítőleg léptékhű oldalnézetét, az 5. ábra két szomszédos héjelem keresztmetszetét, végül a 6. ábra egy egyenesekkel és körívekkel határolt tér lefedését ábrázolja. 1. példa ' ömlesztett anyag tárolására szolgáló 1 körraktárt (1. ábra) olyan kupolával fedünk le, amelyet üvegszál erősítésű poliészterből, előregyártott 48 db 2 héjelemből (2-4. ábra) állítunk össze. A kettős görbületű 2 héjelemet belülről az sugarú belső Gu gömbfelület, kívülről az R^ sugaru külső gömbfelület határa lkja. A G^ gömbfelület középpontja a G^ gömbfelület középpontjával közös függőleges Z tengelyen van, de ennél mélyebben, vagyis a két gömbfelület nem koncentrikus. A 2 héjelem keresztmetszete (5. ábra) a körív alakú 3 vályúból és a 4 peremekből áll és a 2 héjelem hossza men-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
