György István (szerk.): Vízügyi létesítmények kézikönyve (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1974)
II. Vízépítési szerkezetek
11-168 VÍZÉPÍTÉSI SZERKEZETEK Az ívek sokféle kialakításúak lehetnek. Statikailag határozott a héromcsuklós ív; külsőleg határozatlan, a két végén befogott a kétcsuklós, ritkább az egycsuklós ív. Belsőleg határozatlanok a vonóvasas ív, az ívvel merevített gerenda, a gerendával merevített ívek, a függesztő és feszítőműves ívek. Az ókortól kezdve a világ minden táján épültek két végükön befogott ívek (boltozatok), amelyek gyakorlati tapasztalatok alapján olyan vonalvezetéssel készültek, hogy csak nyomófesziiltségek keletkeztek az ív keresztmetszeteiben. Erre az akkori építőanyagok (kő, tégla) is kényszerítette az építőket. A vasbeton ívek alakjának megtervezésekor gazdaságossági okokból törekedni kell arra, hogy lehetőleg kis hajlítónyomatékok keletkezzenek, mert nyomott szerkezet esetén lényeges acélbetét- megtakarítást érhetünk el. A mai vízépítési gyakorlatban ívek, régi boltozott tégla, kő vagy monolit csömöszölt beton átereszek, támfalak mint vízszintes ívek, ugyancsak vízszintes ívű vasbeton völgyzáró gátak, nagyméretű medencék, uszodák lefedése és még sok más feladat építésekor fordulnak elő. Az ívek számítására igen sokféle módszert alkalmazhatunk. Az erő- és mozgásmódszer különböző kialakítású íveknél sokféle számítási módot tesz lehetségessé, amelyek ismertetésével a szakirodalom külön része foglalkozik. Itt megemlítjük mint pontos számítási eljárást cr-ponti módszert, amely az erőmódszer egyik alkalmazása. Héj szerkezetek A héj szerkezetek görbe alakú, fesztávolságúkhoz képest vékony lemezszerkezetek. 1 m2-re vetített vasbeton szükségletük a legkisebb minden szerkezet között. A görbültség lehet síkba kifejthető (dongahéjak) vagy kettősgörbületű térbeli. A felület legtöbbször leírható matematikailag zárt képlettel. A héj szerkezetekre legjellemzőbb a normál feszültség, amellett nyíró és hajlító igénybevételek is keletkezhetnek a héjakban, de ezek hatása a normálfeszültségek mellett elenyésző. Gazdaságos fajlagos vasbetonigényükkel szemben, a héjak bonyolult zsaluzása nagyobb mértékű elterjedésüket gátolja. Aránylag legjobban elterjedtek az egyenes alkotójú héjak, donga, kúp, henger és a görbe alko- tójú forgásfelületek mint kupolák, forgási liiper- boloidok (hűtőtornyoknál). A héjaknak egy külön csoportját alkotják a hártyaszerkezetek, amelyek tetszőleges alaprajzra tervezhetők, lényegük az, hogy erőjátékuk „hártyaszerű”, azaz csak nyomás, ill. csak húzás ébred minden keresztmetszetükben. A héjak számítására két elmélet alapján lehet a belső erőket meghatározni: a hajlításmentes membránelmélet és a hajlítás f igyelembevételén alapuló elmélet. A membránelmélet lényege, hogy fesztávolságúkhoz mérten kis vastagságú héjak belső feszültségeinek eloszlását a héj vastagsági irányában egyenletesen veszi, vagyis elhanyagolja a hajlító és a csa- varónyomatékokat és a héj felületére merőleges irányú nyíróerőket. Ilyen esetben a húzó-, nyomóerők és a héj érintősíkjával párhuzamos nyíróerők figyelembevételével kell az ún. perem egyensúlyi feltételeket kielégíteni. Ez az egyszerűbb számítási mód. A hajlításelmélet adja a pontos eljárást, amellyel minden igénybevételt számításba lehet venni. Ezt olyankor kell alkalmazni, ha a perem egyensúlyi feltételeit nem lehet csak normál és a héj érintősíkjával párhuzamos nyíróerőkkel kielégíteni. A héjszerkezetek szerkesztésénél a következő szabályokat kell szem előtt tartani. A helyszínen készített héj legalább 5 cm, kétrétegű háló esetében legalább 7 cm vastag legyen. Membránhéjak acélbetéteit a héj közepén hálószerűén célszerű elhelyezni. Hajlított héjaknál kétrétegű acélbetétsor kell. Az egyirányú acélbetétek fajlagos keresztmetszeti területe ne legyen kisebb az acélbetétek irányára merőlegesen mért betonfelület 0,2%-ánál, de az összes acélbetét fajlagos keresztmetszete ne legyen kisebb 0,6%-nál. Az acélbetétek távolsága , egymástól általában négyszeres, a húzott acélbetéteké kétszeres lemez vastagságnál ne legyen na- gyobb. Külön kell tárgyalni az alapozásoknál használt héj szerkezeteket. Nagy előnyük a minden héj szerkezetre jellemző takarékos fajlagos vasbeton felhasználás mellett, hogy zsaluzatuk a talajból kialakítható, esetleg a meredekebb peremek környezetében talaj beton is szükséges lehet. A mérnöki gyakorlat számtalan építményfajta alapozásánál alkalmazott már héjakat: gyárkémények, víztartályok, alápincézett épületek alapozására, veszélyes mértékben süllyedő épületek utólagos alapozás erősítésére, nagyméretű támfalak alapozására és felmenő szerkezetére stb. Igen rossz altalajviszonyok mellett is biztonságos, kis süllyedést engedő alapozási lehetőséget adnak a héj szerkezetek, emellett jól kiválasztott héjalak mellett gyakorlatilag (az igen kicsi zavaró nyomatékok miatt) a teljes keresztmetszetében nyomott szerkezet, ami igen jó vízzárást is biztosít, ami különösen pincéknél, vízmedencéknél hasznos. A héjalapok által képződő földmag süllyedése kisebb mint a síkalapoké. A héjalapok hátránya, hogy kivitelezésük bonyolultabb pl. egy sík lemezalapozás328
