203910. lajstromszámú szabadalom • Síkbeli rácsos tartószerkezet
1 HU 203 910 B 2 A találmány tárgya síkbeli rácsos tartószerkezet, főleg a magasépítés területén, pl. csamokszerkezetek keretfőtartóinak és tartógerendáinak kialakítására vonatkozik, amely további - célszerűen tartóhosszmenti - változást biztosító kiegészítő konstrukciós elemekből, rácsos félgerendákból és rácsos oszlopokból épül fel. Az oszlop- és félgerenda-elemek pedig hidegen hajlított K szelvényű övrudakat, U szelvényű rácsrudakat és fejlemezekből hegesztett elemeket tartalmaz, melyek a helyszínen fejlemezes csavaros kapcsolattal csatlakoznak egymáshoz. Övékből és rácsrudakból kialakított acélrácsos tartókat már az acélszerkezeteknek a magasépítésben való megjelenése óta alkalmaznak. A különféle melegen hengerelt szelvények (I, U, T, Z, L) nagyüzemi gyártásával egyidőben kialakultak a hagyományos síkbeli rácsos acélszerkezetek, amelyeknél a tartó hosszában állandó fenti szelvényekből állították össze az övrudakat és a rácsrudakat. A magasépítési szerkezetek öveit leggyakrabban két darab U, vagy egy darab T szelvényből készítették, a rácsrudakat pedig az L szelvények különféle kombinációiból. Ilyen típusú szerkezetekre mutat példát Csellár Ö.: „Magasépítési acélszerkezetek” című könyve a 68. oldalon és Palotás L.: „Mérnöki kézikönyv” című kiadványa a 1314-1316. oldalain. Ezek a hagyományos rácsos szerkezetek elsősorban a húzott elemeknél alkalmazhatók gazdaságosan, a nyomott elemek kialakítása azonban a szelvénykötöttségek miatt kevésbé anyagtakarékos. További hátrány, hogy ezen rácsos tartószerkezetek övrúdjai a tartó hosszában állandó szelvényűek, vagy általában vastagságváltozással, szakaszonként változóak. Ebben az esetben a tartóhossz mentén változó igénybevétel miatt a beépített anyag nem egyenletesen kihasznált, tehát gazdaságtalan. Az ilyen tartók gyártásához többféle övszelvény szükséges, ami alapanyag-készletezési nehézséget és toldási többletköltséget jelent. Az ilyen gyártás csak nagy élőmunka-ráfordítással lehetséges, nagy méretpontosságot igényel és minőségi gondokat okoz. A nyomott rudak gazdaságos kialakítása érdekében több tartószerkezetnél négyszög, vagy kör keresztmetszetű zártszelvényű csöveket alkalmaztak. Az ilyen tartószerkezetek övrúdjai, ha zártszelvényűek, akkor nagyobb méretek esetén vagy csövek, amik a rácsrudak csupán egyik irányú megtámasztó hatása - a kétirányban eltérő nagyságú kihajlási hosszak - miatt általában szilárdságilag nem kihasználhatók, vagy folytonos hosszvarratokkal készített szelvények. Ilyen síkbeli rácsos tartókat ismertet Konrad Glatz, Frank Hart: „Stahlkonstruktionen im Hochbau” című könyvének 140. oldalán. Rácsos szerkezetet ábrázol Büttner-Stenken „Könnyű fémszerkezetek” című könyve a 131. oldalon. Kedvezőtlen, hogy az ismertetett szerkezetek csak munkaigényes technológiával gyárthatók. Hátrányos az is, hogy nehéz a rácsrudak bekötése az övekbe, amit csak különleges egyedi elem, vagy a csőszerű rácsrúd végének bonyolult kialakításával lehet elérni. A csőszelvényű rácsrudaknál a falvastagságot lényegesen csökkentették a melegen hengerelt szelvényekhez képest. A csekély falvastagság (esetenként 2-3 mm) következtében a szerkezetek élettartama csökkent, különösen a korrózió-ellenálló képességük romlott még gondos felületkezelés esetén is. A nyitott szelvényű övrudakból készült tartószerkezetek esetében vagy monoszelvényűek, amik az egyszerű rácsrúdbekötés követelménye miatt közel megegyező kétirányú merevségűek, viszont az eltérő kétirányú kihajlási hosszak miatt, valamint vékonyfalú szelvények esetén a térbeli kihajlás veszélye miatt is, szilárdságilag nem kihasználhatók, vagy összetett szelvényűek, melyek az övrúdelemek legalább dupla mennyisége és a rúdelemek együtt dolgozásához szükséges összekötő elemek és kapcsolataik miatt gyártásigényesek. Fejlettebb megoldásra mutat példát dr. Sebestyén Gyula: „Rendszerelvű építés könnyű szerkezetekkel” című munkájának 68. oldala. Az acélrácsos tartót hidegen hengerelt L szelvényekből, gépesített gyártással, nagyméretű célberendezéseken állítják elő. A gyártási folyamat több fázisból tevődik össze. Ennek során a rácskígyók kialakítása érdekében speciális kicsípéseket, hajításokat kell alkalmazni, ami drágítja a gyártást Technológiailag az acélszelvények közül legkönnyebben a köracél hajlítható tetszőleges szögben. Az ilyen hajlított köracélból készült rácsos tartószerkezeteknél az élőmunkaigény nagyon alacsony, azonban a nyomott rudak hossza mégis korlátozott azok karcsúsága miatt, és így a megoldás csak kis teherbírású tartóknál használható. Összefoglalva megállapítható, hogy a hagyományos rácsrúd kialakítása gazdaságtalan és igen munkaigényes, az iparilag gyártott rácskígyó beruházási költsége magas, a köracélból készült rácsrudak pedig nyomóerő felvételére önmagukban csak kis terhek esetén alkalmasak. A találmány célja, a leírt hátrányokat kiküszöbölő olyan síkbeli rácsos tartószerkezet létrehozása, melyek övrúdszelvényei élhajlítással gazdaságosan előállíthatók, és lehetővé teszik a rácsrudak egyszerű, csomólemez nélküli tompán illesztett hegesztett bekötését, az általános igényeknek megfelelően kétirányban jelentősen eltérő merevségűek és csak a szükséges helyen beépített kiegészítőelemekkel a változó igénybevételnek megfelelő teherbírásúak. A találmányi gondolat alapja az a felismerés volt, hogy a célkitűzésnek megfelelő, gazdaságosan előállítható rácsos tartószerkezetet kapunk, ha olyan hidegen hajlított övét alakítunk ki, melynek az alsó öve elég keskeny a csatlakozó rácsrúd hegesztéssel történő tompa illesztéséhez, továbbá az övrúdnak az alsó öv súlyponti tengelyéhez viszonyított kifelé hajló gerinclemezei és azok folytatásában az alsó övvel párhuzamos felső övék olyan szelvénygeometriát alkotnak, melynél a függőleges súlyponti tengelyre számított inerciasugár többszöröse a vízszintes súlyponti tengelyre számítottnál. Ezáltal a rácsrudak megtámasztó hatása miatti általában kisebb vízszintes súlyponti tengely körüli kihajlási hossz, és az általában nagyobb függőleges súly5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
