Építészet | Tanulmányok, Esszék » Medencék

Medencék A mai vízépítési műtárgyak ősei a vizet használó tevékenységek „műtárgyai” voltak: a csapadékvíz tároló ciszternák, jégvermek, fürdők, állatfürdető helyek, kenderáztatók, cserző, vászonfehérítő medencék, agyagdagasztók stb. Ezek használata vagy természetes vízfolyások elrekesztett ágaiban (pl vágóhíd fölött) történt, vagy ahol a folyamatos vízpótlás nem volt meg, víztároló műtárgyak alkalmazásával. A víztároló műtárgyak korai formái: természetes üreg, sziklatalajba vágott üreg, mesterséges tó, kötött talajban felületvédelemmel ellátott medence (pl. a Lukács Fürdő, Csillaghegyi Fürdő), szádfalas, cölöpfalas medencék kavicsos fenékkel, falazott kő, kátrányos tégla medencék, később kőporos vízzáró vakolattal, cement tartályok, vasalt cement tartályok A jelenlegi alkalmazások szinte felsorolhatatlanok. A legtöbb medence mégis a lakossági vízhasználattal kapcsolatos: a

vezetékes vízellátás és a szennyvíztisztítás műtárgyai. Jelenleg és még jónéhány évig az utóbbi adja a vasbetonépítés műtárgyépítési igényének nagyobb részét. A 60-as évek egyoldalú urbanizációs programja ugyanis az olcsóbb vezetékes vízellátás mellett elhanyagolta a drágább szennyvíztisztítást. A tipikus feladatok 2000-5000 lakos-egyenérték, (kb. 200-500 m3/nap) teljesítményű szennyvíztisztító telep kb 200-1500 m3 összegzett tároló kapacitású műtárgyai Ezek az ún. közepes méretű műtárgyak többnyire olyanok, hogy a vízzárási követelményeknek eleget tevő falméretek a teherbírási követelményeknek olyankor is megfelelnek, ha nem az erőtanilag optimális szerkezeti alakot alkalmazzuk, ezért a tervezésben meghatározó szempont a gyors, gazdaságos és megbízható eredményt adó építéstechnológia alkalmazása. A szennyvíztisztító telepek medencéi általában a következők: homokfogó, előülepítő,

anaerob keverőmedence, oxidációs medence, utóülepítő, iszapszikkasztó. Ezeknek a medencéknek a méreteit részint a mértékadó szennyvízterhelés és a technológiailag szükséges tartózkodási idő, részint az alkalmazott technológia speciális követelményei határozzák meg. Térszíni vasbeton medencék Kedvező alapozási viszonyok esetén a medencék nem igényelnek külön alapozási szerkezeteket, csupán a fenéklemez egyenletes felfektetését célzó 25-30 cm-es kavicsos homok ágyazó réteget, ill. a sík munkateret biztosító 5-6 cm vastag szerelőbetont, amelyet a medence alaprajzi méretein minden irányban valamelyest túlnyúló területen célszerű elhelyezni Gyengébb felszíni terhelhetőség esetén akár 1 m-t meghaladó vastagságú réteg talajcseréje is szóba jöhető megoldás. A cserélendő réteg vastagságát mérsékelni lehet a medence alatti talaj szádfallal vagy résfallal való körbefogásával, amelynek célja a terhelt talaj

oldalirányú kitérésének a megakadályozása. Ezt a megoldást inkább csak kör alakú alaprajz esetén szokták alkalmazni. Átázásra érzékeny lösztalajok esetén szóba jöhet az egész medence ún szivárgó tálcára helyezése A szivárgó tálca voltaképpen egy kavicsos homokkal töltött, belső oldali szigeteléssel ellátott "második medence", amelyben a tárolómedence fenekén átszivárgó víz összegyűjthető és időnkénti szivattyúzással eltávolítható. 1 szivárgó vízszigetelés szivárgó tálc a Szivárgó tálcára helyezett medence Kedvezőtlen alapozási viszonyok esetén szükség lehet a fenéklemez alapozására. Ilyenkor a teherbíró rétegre támaszkodó kút- vagy cölöprendszert alkalmaznak, amelyet a támaszerő egyenletesebb eloszlását is szolgáló gerendaráccsal fognak össze, a fenéklemez pedig ezen a gerendarácson fekszik. Egészen kivételes esetektől eltekintve, a mélyalapozás támaszerői és a

térszín megtámasztó hatása nem vehetők egyidejűleg figyelembe, így nem tulajdonítható statikai előny ilyen esetben a fenéklemez térszínre való felfektetésnek Előnyös lehet viszont az átvezetések, a szivárgások ellenőrizhetősége stb szempontjából, ha a gerendarácson felfekvő fenéklemez alsó felülete alatt egy járható vagy bújható teret alakítunk ki. A mélyalapozású medencék többsége valóban ilyen kialakítású Az ipari medencék általában egy vízkezelési technológia műtárgy-sorozatának elemei, amelyek fenékszintjét és töltési szintjét egymással összefüggésben kell felvenni. Ennek egyrészt az a magyarázata, hogy a kezelt víznek a műtárgyak közti mozgatását gravitációs úton célszerű megoldani, másrészt az, hogy a medencék mélységét erősen befolyásolja a funkciójuk (pl. az ülepítés) Emiatt a térszín és a medencefenék, ill a teljes töltési magasság szintje közötti szintkülönbség nagy

változatosságot mutat. Kedvezőtlen telepítési adottságok esetén a mértékadó talajvízszint a rendezett terepszint közelében van, (nagyon gyakori, hogy a talajmechanikai és -hidrológiai szakvélemény mértékadó talajvízszintnek az ún. rendezett terepszintet jelöli meg,) ilyenkor a medencék méreteit elsősorban a felúszással szembeni biztonság követelménye határozza meg. Néha viszont arra is rákényszerülhetünk, hogy a medence fenékszintjét a rendezett térszínnél magasabban vegyük fel, bár ezt célszerű elkerülni. A kiemelt medencék környezetét ilyenkor is úgy alakítjuk ki, hogy az alapozási szintjük fagyhatár alá kerüljön. Ezt úgy érhetjük el, hogy a medencét burkolt vagy füvesítéssel stabilizált rézsűvel határolt földtöltéssel vesszük körül, úgy, hogy ez a legkedvezőtlenebb helyen is legalább 0,81,2 m földtakarást biztosítson az alapozási sík fölött. A medencét körülvevő földtömeg nyomásának

fölvétele statikai szempontból nem igényel jelentős áldozatvállalást, mert a földnyomás a belső víznyomásból származó igénybevételekkel azonos nagyságrendű, de ellentett előjelű igénybevételeket kelt. Ilyen földtöltést ezért akkor is célszerű alkalmazni, ha az alapozási szintünk a terepszinttől számított fagyhatárnál mélyebben fekszik. A földtöltéssel a legegyszerűbb ugyanis a medencefal hőszigetelését megoldani Ebből a megfontolásból gyakran a zárt medencéknek a terepszint fölé eső födémjét is földtakarással látják el, ennek hatékony vastagsága kb. 0,3 m. 2 Földrézsűvel körbefogott nyitott és zárt medence A hőszigetelés célja nem a medencében tárolt víz hőmérsékletének megőrzése, hiszen a víz nagy tömegéből és magas fajhőjéből adódóan nagyobb hő-tehetetlenséggel bír annál, hogy megfagyása vagy túlzott felmelegedése reális veszély lenne. A szerkezet falát kell megvédenünk a

külső és a belső oldali környezet hőmérsékletkülönbsége által keltett feszültségektől, ill. a beton pórusain át a fal külső oldalára szivárgó vizet a megfagyástól A víztározó medencék falait és fenéklemezét általában úgy szokták kialakítani, hogy azok a vízzárást növelő rétegek alkalmazása nélkül is megfeleljenek a vízzáró szerkezetekre vonatkozó műszaki követelményeknek. Ha nincs szükség ennél szigorúbb követelmény teljesítésére, akkor a medence nem igényel sem külső, sem belső szigetelést, sem a térszín fölötti, sem a térszín alatti falszakaszokon. A népegészségügyi előírások alapján az ivóvíz tárolására szolgáló medencéknél a vízzáró vasbetonszerkezetekre általában alkalmazottnál szigorúbb követelményeket támasztunk, mert a külső oldali szigeteléssel meg kell megakadályoznunk, hogy az ivóvízhez beszivárgó talajvíz vagy pórusvíz keveredjék (infiltráció). Ugyancsak külső

oldali szigetelést alkalmazunk a szerkezeti beton védelmére akkor, ha a talajvíz agresszivitása erős Ez legtöbbször a talajban lejátszódó szervetlen ill szerves bomlásból származó anionok, elsősorban az ún piritbomlásból a talajvízbe jutó SO 4 - - szulfát-ion magas koncentrációjának a következménye. A talajvíz a szulfátion-tartalom kb. 300 mg/l fölötti értékétől tekinthető gyengén agresszívnek, kb 1000 és 5000 mg/l érték között közepesen agresszívnek, efölött erősen agresszívnek. Gyengén, ill. közepesen agresszív talajvíz esetén megfelelő korrózióvédelmet nyújthat az S54-es, ill. S100-as ún szulfátálló cement kötőanyag alkalmazása, 5000 mg/l szulfátkoncentráció fölött gyakorlatilag elkerülhetetlen a szerkezet külső oldali korrózióvédelmi célú szigetelése. Ilyen feladat esetén a medence szerkezeti csomópontjainak a kialakításában is figyelembe kell vennünk a szigetelő réteg biztonságos

kivitelezésének követelményeit Ivóvíz tározó medencék speciális problémája a szabad klór-ion jelenléte az ivóvízben. Erre a víz csíramentesítése miatt lehet szükség A klór mind a beton, mind pedig az acél szempontjából korrózív anyag. A klorid-korrózió a betonban viszonylag lassú folyamat, amely nem jár a szulfát-korrózióhoz hasonló nagy térfogatváltozással a beton szilárdságát biztosító kötőanyagban, ezért kimutatható jelei csak a korrózió előrehaladt állapotában jelentkeznek a húzó és a nyomószilárdság fokozatos csökkenése miatt Az acél klorid-korróziója lényegesen gyorsabb. Első jelei tűszúrás-szerű felületi egyenetlenségek az acélbetétek felszínén, amelyek rövid idő alatt jellemző ún. korróziós kráterekké fejlődnek A kráterek méreteinek növekedése előbb-utóbb az egész keresztmetszetet tönkreteszi Igen jellemző a tartós mechanikai feszültség alatt álló acélbetéteknél (pl

feszítőbetéteknél) az acélbetét klorid-korrózió miatti elpattanása, ami számottevő képlékeny alakváltozás nélkül következhet be a kráteros bemaródással gyengített keresztmetszetben A 3 klorid ion ugyanis nemcsak keresztmetszet-csökkenést okoz, hanem az acél ridegedését is. A klórid-korrózió elleni védekezés alapvető eszköze a lehetőség szerinti legtömörebb, telített beton alkalmazása. A tömörség ugyanis nemcsak a víz átszivárgását, ezáltal a vízben lévő kloridnak a szerkezetbe való bejutását akadályozza, hanem a klór által a felszínhez közeli rétegben elindított anyagszerkezeti változások kellő péptelítettségű betonban olyan struktúra kialakulását eredményezik, amely hatékonyan gátolja a klorid-ion továbbhaladását. Szerencsés körülmény, hogy ez a követelmény egybecseng a vízzáró betonokra megfogalmazott követelményekkel, ennek tulajdonítható, hogy a gyakorlatban viszonylag ritkán

szembesülünk az ivóvíz klórozásával közvetlen kapcsolatba hozható korróziós problémával. Tudnunk kell azonban, hogy a beton és az acél klorid-korróziója ún. katalitikus korrózió, ami azt jelenti, hogy a korróziót létrehozó anyag nem kötődik le a korróziós vegyi folyamat során, ez pedig azt jelenti, hogy nem szükséges klorid utánpótlás ahhoz, hogy a beindult folyamat folytatódjék. Nem lehet tehát elejét venni pl utólagos szigeteléssel a további romlásnak, ha a klorid a szerkezetbe került Azokat az ivóvíztározókat, amelyek vizének csíramentességéhez jelentős klórozás szükséges, a tervezett élettartam biztosítása érdekében célszerű a klorid ion behatolását gátló belső szigeteléssel megtervezni. A vasbeton szerkezetek korrózióvédelmére vonatkozó szabályzati előírások az MSZ-17215-84 szabványban vannak összefoglalva. Az alábbiakban a tervezés során felmerülő alternatívák szembeállításának

módszerével tekintjük át a medencék tervezésének legfontosabb kérdéseit. Körszimmetrikus vagy téglatest alak? A vasbeton medencék lényegesen egyszerűbben építhetők téglalap alaprajzzal, mint kör alaprajzzal. Ez elsősorban azért van így, mert a téglalap alaprajzú medence falait síkok határolják, így jól alkalmazhatók a nagytáblás zsaluzási-állványozási rendszerek, de a hagyományos zsaluzat elkészítése sem igényel különleges munkát. Egyszerűbb a vasalás elkészítése, előre szerelt hálók alkalmazása is. Téglalap alaprajzú medencékkel jobb terület-kihasználás érhető el, ami sok esetben, különösen több lépcsős kiépítés, ill. meglévő technológia bővítése, módosítása esetén szintén előny. E különbségek miatt a közepes méretű víztechnológiai műtárgyak körében csak akkor szoktak kör alaprajzú medencét építeni, ha ez az alak jelentős használati előnnyel jár. Az ülepítési technológia

előnyben részesíti a köralakot, az ülepítéshez ugyanis kicsiny áramlási sebesség és huzamos tartózkodási idő szükséges, amely legegyszerűbben spirális pályán való mozgással érhető el. Ezért a finom szemcsék kiülepítésére szolgáló ülepítők, derítők leggyakrabban kör alaprajzúak. Ugyancsak kör alaprajzúak a zárt rothasztó medencék, amelyeknél ez az alak a kicsiny hűlő felület és a jelentős folyadéknyomás felvétele miatt egyaránt előnyös Egyéb vízkezelési célra a kis medencék téglatest alakban is megfelelnek. Ritkán, de előfordulnak a mérnöki gyakorlatban olyan folyadéktárolók is, amelyekben valamilyen okból a folyadék egésze nyomás alatt áll. Ilyen tárolókat általában fémből célszerű készíteni. Optimális alakjuk nyilvánvalóan forgásfelület, amely a legtöbbször gömb, vagy a gömbhöz közel álló csepptartály-alak 4 A kör alaprajzot részesítjük előnyben a nagy (a ~5 m-t meghaladó)

magasságú medencéknél is. Ennek erőtani oka van: a folyadéknyomásból származó igénybevételek eloszlása kedvezőbb a forgáshéj alakú szerkezetben, mint a síkokból összeálló szerkezetekben, ezért ha az utóbbiak erőtanilag szükséges falvastagsága ill. keresztmetszeti vashányada lényegesen meghaladja a szokásos értékeket, vállalnunk kell a hengertartály építésének összetettebb feladatát Egyesített vagy önálló egységekből álló műtárgyrendszer? Adott kapacitású műtárgyrendszer tervezésekor gyakran az derül ki, hogy sok szempontból előnyös, ha egy-egy funkció ellátására nem egy-egy műtárgyat alkalmazunk, hanem kettőt, esetleg többet. Különösen így van ez olyankor, ha a műtárgyrendszer működésének optimális hatásfoka olyan kihasználtságnál van, amelytől nagy szezonális eltérések állnak elő. (Előfordulhat pl hogy a turista szezonon kívüli időszakban - azaz az év jó kétharmadában - a kihasználtság

csak töredéke a turista szezonban biztosítandó kapacitásnak, ezért a rendszer az év nagyobb részében "takarékon" üzemelhet.) Gyakran kerülünk ezért szembe a tárolótér megosztásának alapkérdésével: műszakilag, ill. gazdaságilag kedvezőbb-e két (vagy több) teljesen különálló medencét építeni, vagy kedvezőbb az egyesített műtárgy tárolóterét rekeszfalakkal hidraulikailag elkülönülő részekre bontani? Ez a kérdés sokkal többrétű annál, hogy általánosan érvényes választ adhassunk rá. Kicsiny - egy-két száz köbméter térfogatú - rekeszekre osztott medencéknek a vízzárósághoz szükséges vastagságú körítő- és elválasztó falak általában olyan nagy önsúly-hányadot, térbeli merevséget és keresztmetszeti teherbírást adnak, hogy a kimerevített dobozszerű szerkezetnek sem a fenéklemezében, sem a függőleges falaiban nem okoznak komoly gondot a részleges feltöltöttségből származó hatások.

Nagyobb térfogatú műtárgyaknál ilyen megosztás, ill. összeépítés csak kedvező alapozási viszonyok esetén jöhet szóba. Ezt elsősorban az magyarázza, hogy az iméntihez képest sokkal jelentősebbek a részleges feltöltésből származó kellemetlen hatások. A körmedencék alakjából adódó statikai és használati előnyöket csak úgy tudjuk a tárolótér megosztása esetén megőrizni, ha a rekeszfalat is körszimmetrikusra vesszük fel. Megosztott tárolóterű körmedence alaprajzának vázlata Munkahézagok Minden vasbetonszerkezetnél elvárt dolog, de a vízépítési műtárgyaknál elsődleges fontosságú követelmény, hogy a tervezés során meg kell tervezni a szerkezet építési fázisait, meg kell adni az eltérő fázisban készült szerkezeti elemeket elválasztó munkahé5 zag pontos helyét és kialakítását. Ha a kivitelezés során a körülmények úgy alakulnak, hogy a munka szakaszolását meg kell változtatni, a módosítások

összes következményét jóelőre végig kell gondolni, mert ellenkező esetben fölmerülhetnek olyan következmények is, amelyek kedvezőtlen hatását csak már megépített részek visszabontásával lehet elkerülni. A medencék fenéklemeze és felmenő falai szinte sosem készíthetők azonos munkafázisban. Ennek az egyik oka az a körülmény, hogy a medencefal belső oldali zsaluzatát megtámasztó állványzat a fenéklemez területére esik A másik az, hogy ha jelentős költségvállalással meg is oldjuk a belső oldali zsaluzat megtámasztását, egy munkafázisban történő betonozás esetén meg kell oldanunk a friss beton hidrosztatikai nyomásából adódó gondokat is. Ezért itt majdnem mindig munkahézagot kell kialakítani A munkahézag elhelyezésének különböző lehetőségei Ennek két eltérő módját szokták alkalmazni. Mindkét megoldás abból az elvből indul ki, hogy a munkahézag a vízzárás szempontjából nem teljes értékű. Ezen az

egyik módszer úgy segít, hogy a munkahézagba olyan vízzáró elemet – legtöbbször gumiszalagot – épít be, amely meghosszabbítja a szivárgási utat, a másik módszer ugyanezt azzal éri el, hogy a munkahézag helyén magát a szerkezeti vastagságot növeli meg. Egyik megoldás sem tekinthető problémamentesnek. A vízzáró elem beépítése a fenéklemez szintjén általában bizonytalan eredményű, mert a fenéklemez fölső vasalásának keresztezési helyeire vonatkozóan nincs igazán jó megoldásra lehetőség, a fenéklemez szintje fölötti elhelyezése azt igényli, hogy a kiemelt perem belső oldala külön zsaluzatot kapjon. A belső oldali zsaluzat mellőzhető ugyan, ha a munkahézagot megfelelő hajlású kiékeléssel emeljük a fenékszint fölé, viszont ez többletvasalást igényel az egyébként is zsúfolt vasalású peremen. Még inkább komplikálttá válik a csomópont vasalása és zsaluzása, ha megnövelt vastagsággal próbáljuk a

szivárgásnak elejét venni a munkahézagban, mert ezt a vastagságnövelést is kiékeléssel kell kialakítanunk. A nagytáblás zsaluzatok elterjedése előtt mégis gyakran alkalmazták ezt a megoldást, mert a maximális nyomaték helyén a kiékeléseknek statikai előnyei vannak. A jelenlegi építési gyakorlat nem szívesen alkalmazza sem a szivárgási út megnövelésére szolgáló kiékelést, sem a hasonló célú gumiszalag betéteket. Helyettük a duzzadó műanyag tömítő betétek használata kezd általánossá válni A tömítő betétek olyan anyagból készülnek, amely jelentős térfogat-növekedés mellett vizet képes fölvenni. Sok ilyen anyag létezik, de tömítő betét céljára alkalmazható anyagok (pl. ADECA szalag) vízfelvételének összhangban kell lennie a beton szilárdulásával, nehogy a gyors duzzadás fölrepessze a munkahézagot. A fenéklemezzel egybe épített falak egy munkafázisban elkészíthető legnagyobb hosszúságát a műszaki

irányelvek a betonösszetétel és a szilárdulás körülményeinek a 6 figyelembevételével 6 és 12 m közötti értékben adják meg. A tapasztalatok azt mutatják, hogy akkor sem célszerű a maximális hossz lehetőségét kihasználni, ha ezzel tetemesen csökkenthető lenne a függőleges munkahézagok száma. A medencefalak igénybevételeloszlása miatt nem célszerű a munkahézagot a függőleges falak csatlakozásánál vagy ilyen csatlakozás közelében kialakítani. A több méter magasságú függőleges medencefalak egyetlen ütemben történő betonozása olyan zsaluzat és állványzat alkalmazását igényli, amelyet a teljes magasságú frissbeton hidrosztatikai nyomására kell méreteznünk. Bizonyos (3~4 m) falmagasság fölött kifizetődőbb lehet ezért a függőleges fal betonozását vízszintes munkahézagokkal is szakaszolni. Általában ezeket a munkahézagokat is duzzadó műanyag tömítő betétekkel alakítják ki A medencéken észlelt

szivárgás legtöbbször a munkahézagok mentén jelentkezik, ezért minden lehetőséget meg kell ragadni arra, hogy minél tökéletesebb kapcsolatot tudjunk a különböző korú rétegek közt kialakítani. Alapvető fontosságú a munkahézag fogadófelületének a tisztán tartása. Súlyos hiba forrása lehet pl, ha a betonfelületre felhordott sár, a zsaludeszkák beszabásakor keletkező fűrészpor, faforgács, vagy a zsalutáblák formaleválasztására alkalmazott anyag a munkahézag fogadófelületére kerül. A munkahézagban kialakuló beton-beton kapcsolat megbízhatóbbá tételét szolgálják a kötőhidak. A kötőhidak a munkahézag fogadófelületére vékony rétegben felhordott, speciális receptúra szerint készített habarcsok („mischungok”), amelyek jól tapadnak mind a régi, mind a frissen rákerülő betonfelülethez. A hagyományos kötőhidak megemelt cementtartalmú cementhabarcsok voltak, körülményes alkalmazási módjuk miatt ezeket mára

teljesen kiszorították a korszerű kötőhidak. A korszerű kötőhidak szerves kötőanyaggal erősített bevonat-szerű rétegek, amelyek felhasználása a fogadófelület megtisztításán kívül nem igényel különleges előkészítést és utómunkát. Nehezen eloszlatható tévhit, hogy a munkahézag vízzárósága javítható a fogadófelület cementtejes kezelésével. Az igazság ezzel szemben az, hogy az ilyen „gondosságnak” egyértelműen kárát vallja a kapcsolat, mert a kiszáradt cementtej vattaszerű réteget alkot a felületen amelynek tömörsége is, szilárdsága is elfogadhatatlanul alacsony. Dilatációk A medencék önálló mozgású dilatációs egységekre bontására olyankor van szükség, amikor az egybeépített szerkezet elemeinek gátolt mozgásai elviselhetetlenül nagy belső erőket ébresztenének a szerkezetben. Ezeknek a mozgásoknak a kiváltója legtöbbször a hőmérsékletváltozás és az altalaj egyenlőtlen összenyomódása A

hőmérsékletváltozás következtében kialakuló gátolt mozgás általában vízszintes, az altalaj egyenlőtlen összenyomódásához tartozó gátolt mozgás pedig függőleges irányú. A dilatációs egységek közti kapcsolatnak voltaképpen csak az adott mozgástípus által meghatározott irányú relatív elmozdulásokat kell lehetővé tenniük. A medencék dilatációs szerkezetei költséges és kényes szerkezeti elemek, mert egyszerre kell biztosítaniuk az egymástól elválasztott elemek független mozgását és a nyomás alatti folyadékzárást. Bár a dilatáció alkalmazását mindig bizonyos erőtani előnyök indokolják, a szerkezet teljes átvágásának erőtani, gazdaságossági, ill használati szempontból kényelmetlen következményei is vannak. Különösen nagy súllyal jelentkezhetnek ezek a következmények az ún egyesített vízkezelési műtárgyaknál, ahol a függet- 7 len mozgású elemek kialakítása a medencefalak egy részének a

megkettőzését igényli és megnehezíti a vízkezelés-technológiai egységek hidraulikai kapcsolatának a megoldását. A dilatációk alkalmazása ezért többnyire csak a szóba jöhető alternatívák részletes analízise, az előnyök és hátrányok gondos mérlegelése után dönthető el. A külső felületükön földdel, a belsőn természetes hőmérsékletű vízzel érintkező vasbeton szerkezetek viszonylag kicsiny hőingadozásnak vannak kitéve, ezért a gátolt hőmozgásból származó feszültségek ilyen körülmények közt még nagy, 40-50 m hosszúságú oldalfalakkal kialakított medencéknél sem szoktak gondot okozni. Figyelemmel kell azonban lenni ilyen méretű szerkezeteknél arra, hogy zsugorodásból és a hőmérsékletkülönbségekből származó feszültségek összegződhetnek, ezért olyan építési módot kell alkalmazni, amely lehetőséget ad a zsugorodásból származó feszültségek mérséklésére. Ezt szolgáló irányelv, hogy a sík

középfelületű szerkezeti elemeket, amelyekre vízzárósági követelményt írtunk elő, munkahézagokkal elválasztott egységekben kell betonozni, úgy, hogy a munkahézagok távolsága sehol ne haladja meg a 12 m-t. (A tapasztalatok szerint a vz4-vz6 vízzáró betonból függőleges munkahézag nélkül betonozott hosszú medencefalakon átlagos gondosságú bedolgozás és utókezelés esetén a szilárdulás során 2.5-35 menként jól látható, kb 005 mm tágasságú függőleges repedések alakulnak ki A fenti irányelv betartásával kiosztott, függőleges munkahézagokkal határolt betonozási egységek alkalmazásával ezek kialakulását általában meg lehet előzni.) Más a helyzet viszont a termálvízzel vagy melegített vízzel feltöltött medencéknél (pl. úszómedencéknél,) amelyeket önálló hőmozgású egységekre tagolva (pl a 26-28o C hőmérsékletű vízzel feltöltött 50 m-es versenymedencéket két vagy három egységre bontva) kell

kialakítani. A független mozgású egységekre bontást kicsiny hőingadozás esetén is indokolttá tehetik az altalaj feltételezett egyenetlenségei és - különösen egyesített műtárgyrendszer esetén - az egymás mellé sorolódó medencék töltöttségi állapotának különböző volta. Az elnyújtott téglalap alaprajzú medencék könnyen kerülhetnek az altalaj egyenetlenségei miatt olyan helyzetbe, hogy a medence két vége vagy a közepe "fennakad", és a fenéklemezre jutó vízteher jelentős része nem közvetlenül a talajra, hanem a hosszirányú falakra adódik át. Kisebb műtárgyaknál az ilyen módon az U keresztmetszetű hajlított gerendához hasonló viselkedésre kényszerített medence többlet-feszültségei nem jelentősek, de a nagyobb műtárgyak használhatatlanná válását is okozhatják. Körültekintő talajfeltáráson alapuló geotechnikai műveletekkel (homogenizálás, talajcsere) az ilyen fennakadás kockázata csökkenthető,

de kétséges esetekben a kellemetlen következmények csak a medence önálló mozgású egységekre bontásával kerülhetők el kellő biztonsággal. Vízzáró bevonat vagy vízzáró beton? Régebben a betonozási technológia bizonytalanságai miatt kockázatosnak ítélték a tömegében vízzáró beton lehetőségeinek kihasználását, ezért igényesebb szerkezet esetén szinte kötelező volt a többrétegű belső vízzáró vakolat, ill. vízzáró bevonat alkalmazása Ez jelentősen megnövelte az építési időt és a költségeket, ennek ellenére gyakran nem adott kielégítő vízzárást. A mostani szemlélet szerint a többrétegű belső vízzáró vakolat hatása a kellő vastagságú és megfelelő tömörségű betonnal is elérhető, ezért inkább erre érdemes nagyobb figyelmet szentelni. A vízzáróság kérdése természetesen összefügg a repedezettséggel. A vasbeton szerkezetek általában csak feszítés alkalmazásával tehetők repedésmentessé.

Ez nem je- 8 lenti azt, hogy víztoroló vasbeton szerkezetet vízzárására vonatkozó követelményt csak feszítés alkalmazásával tudjuk vízzáró bevonat nélkül elérni. Ha a repedés nem hatol át a teljes keresztmetszeten, vagy ha a keresztmetszeten átmenő repedés tágassága és annak a föl- és leterhelés során bekövetkező változása kicsiny, az átáramló víz által magával sodort anyag olyan mértékben eltömi a repedést, hogy az nem jelenik meg koncentrált szivárgás formájában az átellenes oldalon. Gyakran megfigyelhető az is, hogy az első feltöltés alkalmával jelentkező szivárgások rövid használat után megszűnnek, így a szerkezet vízzáróságára vonatkozó követelmények előbb-utóbb teljesülnek. Ennek szintén a vízvezető pórusok eltömődése (kolmatációja) az oka Ezt a jelenséget ki is lehet használni úgy, hogy az elkészült medence első feltöltését nem tiszta vízzel, hanem magas kolloid-tartalmú

agyag-szuszpenzióval végezzük. Tudnunk kell azonban, hogy a kolmatációra elsősorban olyan szivárgásoknál számíthatunk, amelyek nem "dolgozó" repedések (azaz nem a szerkezet számított igénybevételei következtében megnyíló és záruló repedések) mentén alakulnak ki, és durva betonozási hibáknál – rosszul kialakított, elszennyeződött felületű munkahézag, szétosztályozódott adalékvázú vagy tömörítetlen beton stb. helyén - jelentkező átfolyások a legritkább esetben tömődnek el A vízzáró bevonatok vízhatlan rétegek, amelyek természetesen csak a szerkezet falaira feltámaszkodva képesek a víznyomás elviselésére. Ennek a feltámaszkodásnak két eltérő lehetősége: a megtámasztó felületen elcsúszást megengedő, ill. a szerkezettel együtt mozgó feltámaszkodás. A megtámasztó felületen elcsúszni képes réteg általában a helyszínen hegesztett néhány mm vastag műanyag fólia-lapokból vagy acélból

kialakított bélés, amelyet helyenként a medence felületéhez rögzítenek. A fém bélés és a medencefal közt a vízzáró hegesztés helyigénye miatt 1-2 cm-es rést szoktak hagyni, amelyet az egyenletes felfekvés érdekében, ill. korrózióvédelem céljából cementhabarccsal töltenek (injektálnak) ki Műanyag fólia-bélés esetén erre nincsen szükség, de lehetőség sem. Az acélból kialakított bélést ivóvíztározó medencéknél rozsdamentes acélból kell készíteni, ami felettébb költséges megoldás, a megtámasztó felületen elcsúszni képes műanyagbélést pedig azért nem szívesen alkalmazzák, mert a fólia zsugorodása és megnyúlása miatt nehéz megakadályozni, hogy a bélés és a medencefal közt zugok, rések keletkezzenek. A zsugorodás következtében a fóliát elszakíthatja a rá háruló víznyomás, a megnyúlás pedig különösen az ivóvíz minősége szempontjából kellemetlen, mert a zugokban és a feltáskásodások alatt

a víz ihatóságát veszélyeztető mikroorganizmusok telepedhetnek meg. Amit ennek a megoldásnak erényeként említhetünk, az, hogy viszonylag könnyen alkalmazható a medencék utólagos vízzáróvá tételéhez, ezért legtöbbször javítási, felújítási feladatoknál kerül elő. A felülettel együtt mozgó bevonat hagyományos formája maga a bevezetőben említett többrétegű vízzáró vakolat. Kézi, még inkább gépi felhordású filmrétegekkel lényegesen gyorsítani és egyszerűsíteni lehet a bevonatkészítést, így a műanyagok sokcélú építőipari elterjedése gyorsan kiszorította a rideg és repedés-érzékeny cement kötőanyagú vízzáró bevonatokat. A műanyag-mázak alkalmazásának a tapasztalatai megmutatták azonban, hogy nagyrészt illúzió az a remény, amelyet a műanyag-film nagy nyúlóképessége alapján e bevonatok repedés-áthidaló képességével kapcsolatban tápláltak: a "dolgozó" repedések áthidalására

önmagában a műanyag máz sem alkalmas. A bevonat szakítószilárdsága 9 ugyan jelentősen növelhető, ha üvegszövetet hengerlünk a máz rétegei közé, de ez nem sokat segít azon a gondon, hogy a máz tökéletes feltapadása miatt a repedésmozgás vagy a szakadónyúlást meghaladó nagyságú fajlagos alakváltozást kelt a mázban, vagy a máz leválását (delaminációját) indítja meg. A repedés vonalát követő tapadás gátló csíkkal ugyan enyhíthetünk ezen a gondon, persze csak akkor, ha már kialakult repedésről van szó, amelynek a futását ismerjük. Ezzel a fogással tehát csak javítás esetén élhetünk, nagyon kétséges sikerrel Tapadásgátló csík, ill. mozgáskiegyenlítő réteg alkalmazása mozgó repedés áthidalására Teljes értékű megoldást ilyenkor csak egy mozgáskiegyenlítő réteg alkalmazása ad. Ez a várható repedésmozgás kb 10~20-szorosát elérő vastagságú, radírgumi-szerű hiperelasztikus réteg, amelyet a

betonfelület és az üvegszövettel erősített vízzáró bevonat közé iktatnak be. A mozgáskiegyenlítő réteg alkalmazása viszont többszörösére emeli a bevonat fajlagos költségét, így csak azokon a helyeken kifizetődő alkalmazni, ahol valóban szükség van rá. Ennek eldöntése a szerkezeti kialakítás, az igénybevétel-eloszlás és az építéstechnológia egyidejű részletes vizsgálatát igényli. Előregyártás vagy helyszíni betonozás? A vasbetonépítésben a megbízható minőség alapfeltétele midig is a megbízhatóan egyenletes betonminőség volt, amelyet csak pontos és szigorúan betartott betonkeverési technológiával, magas színvonalú gépesítéssel lehet elérni. Ez a munkahelyi körülmények eltérő volta miatt nehezebben valósítható meg az építés helyszínén, mint az előregyártó üzemek telephelyein Ez a különbség bizonyos építési feladatoknál az elemek illesztésével kapcsolatos nehézségek ellenére kedvezett az

előregyártásnak Mára a helyzet annyiból változott, hogy általában megvannak a jó minőségű beton helyszíni alkalmazásának a technikai lehetőségei is, ezért az előregyártás a műtárgyépítésben visszaszorulóban van. (Igazi átütő sikere a monolit szerkezetek számos használati előnye miatt nem is volt soha. Az előregyártási technológia egyes elemei, pl az előre szerelt vasalások alkalmazása azonban változatlanul nagy népszerűségnek örvendenek a műtárgyépítésben) A legjelentősebb költség-megtakarítás a medencefödémek előregyártásától várható, mert a födém állványzatának és zsaluzatának a legmagasabb az elmaradó költséghányada, másrészt, mert a födémre vonatkozóan nincsen vízzárósági követelmény, így egyszerűbb lehet az előregyártott elemek kapcsolata. A vízzárási gondok miatt jóval kevésbé ígéretes a medencefalak előregyártása, a medencefenék előregyártását pedig csak különleges

építési körülmények tehetik indokolttá. A monolit építés hagyományos módszerének egyik legnagyobb költség-kihatású eleme az egyedi zsaluzat és állványzat készítése. Ennek gazdaságosabbá tétele ösztönözte az ismételten felhasználható zsaluzatok és zsaluzási rendszerek kifejlesztését. Mára az ún 10 integrált nagytáblás zsaluzási-állványzási rendszerek ( DOKA, OUTINORD, SYMONS, NOE, PERI, stb.) alkalmazása szinte kizárólagossá vált a medenceépítésben Monolitikus kapcsolatok vagy mozgó kapcsolatok? Ez a kérdés a monolit építési technológiával készült medencéknél is, előregyártott vagy részben előregyártott medencéknél is fölvetődhet. Egyszerűbb a válasz előregyártott medencéknél. Ezeknél ugyanis az előregyártott elemek közti monolitikus kapcsolat nehezen valósítható meg, ezért nem is célszerű erre törekedni. Ehelyett a kapcsolatok vízzáróságát olyan tömítőelemek alkalmazásával kell

megoldani, amelyek megőrzik a vízzáróságukat a terhelés miatt bekövetkező kapcsolati mozgások alkalmával is. Nem lehet persze az előregyártott elemekből épülő medencék minden kapcsolatát mindig mozgó kapcsolatként kialakítani. Statikai képtelenség pl egy téglalap alaprajzú nyitott medence oldalfalának előregyártott elemeit elcsúszó vagy csuklós kapcsolattal a fenéklemezhez kapcsolni. Nem mondhatunk le a teherátadó kapcsolat előnyeiről a medence-oldalfalak összekapcsolásánál sem. Ezeken a helyeken vagy vállaljuk a monolitikus kapcsolattal többé-kevésbé egyenértékű ún "nedves" kapcsolat létrehozásának technológiai nehézségeit, vagy a helyszíni hegesztéssel, csavarozással, összefeszítéssel kialakított "száraz" teherátadó kapcsolatok alkalmazásával járó statikai, korrózióvédelmi és vízzárási, stb problémák megoldását Összetettebb a válasz monolit szerkezeteknél. Olyan esetekben, amikor az

egyszerű kivitelezés és a vízzárás általános követelményei „hajazzák” az erőtani követelményeket, teljesen elhibázott a „tiszta” erőjátékú szerkezetre való törekvés Emiatt a kis- és a közepes méretű műtárgyaknál előnyben vannak a monolitikus kapcsolatok. Vannak azonban olyan szerkezetek, amelyeknél a helyzet megfordul: a szerkezet kialakításában elsődlegessé válnak az erőtani szempontok. A nagy tárolási magasságú és tárolóterű hengertartályok igénybevételei pl sokkal egyszerűbben és kedvezőbben alakulnak, ha a fenéklemez és a fal kapcsolata mozgó kapcsolat, amely megengedi a membránigénybevételekhez tartozó sugárirányú eltolódást és az alkotók elfordulását Ha tehát bizonyos értelemben a megvalósíthatóság statikai korlátjait ostromoljuk, inkább választjuk a körülményesebben megvalósítható mozgó kapcsolatot, mint az erőtanilag kedvezőtlenebb merev befogást. A szerkezet mozgó kapcsolatainak

vízzáróságát olyan tömítőanyaggal kell biztosítanunk, amely károsodás nélkül képes jelentős nagyságú víznyomás mellett nagy és váltakozó irányú kapcsolati mozgások követésére. A közhiedelem szerint ilyen célra a nagy alakítható képességű kittek a leginkább alkalmasak, ezeket számtalan változatban kínálja is a piac. Ezeknek a termékeknek az alkalmazása nagy körültekintést igényel, mert kevés olyan van köztük, amely valóban minden igényt kielégít. A termékek egy része a tárolt anyaggal való összeférhetetlenség (pl. ivóvíz esetén az egészségre káros vagy a víz minőségét rontó összetevő) miatt, másik a tartós használat során fellépő kinyomódás vagy éppen elridegedés miatt esik ki a választékból Sok (képlékeny vagy ún hiperelasztikus) anyag valóban nagy alakíthatóságú, de gyengén tapad a betonhoz, így a kapcsolati mozgás irányának váltakozását nem tudja kielégítően követni. Léteznek a

vízfelvétellel duzzadó kitöltő anyagok is, ezek bizonyos korlátokon belül alkalmasak ilyen mozgások kompenzálására. 11 Feszítés A forgáshéj alakú medencék folyadéknyomásból származó legjellegzetesebb igénybevétele a gyűrűirányú húzás. Ez kézenfekvően a szerkezet gyűrűirányú feszítésével mérsékelhető. A gyűrűirányú utófeszítés hagyományos technológiái roppant változatosak, de általában bizonytalan eredményűek. Minden technológia elsődleges célkitűzése a feszítőerő súrlódási veszteségének csökkentése volt. Ezen a téren áttörést hozott a modern hídépítésben is elterjedten használt ún csúszókábelos feszítési technológia alkalmazása A csúszókábelok gyárilag zsírba ágyazott, műanyag köpennyel ellátott, tetszőleges hosszal alkalmazható feszítőelemek, amelyekben a feszítőerő súrlódási vesztesége még 180o-os irányváltozás esetén is elhanyagolhatóan kicsiny. A kábelok a

betonozás előtt és a betonozás után is elhelyezhetők, azaz belső és külső kábelos feszítésre egyaránt alkalmazhatók A medencék meridián-irányú feszítése általában elkerülhető, ill. a peremzavarok keskeny zónájára korlátozható. Ilyen célra elsősorban az ún rövid feszítőutas feszítési technológiák (pl. GEWI acél) alkalmasak, amelyeknél a feszítőelemek lehorgonyzása ékcsúszási veszteség nélkül történhet Jelentős a feszítés szerepe az előregyártott medencék körében, mert az elemek illesztési hézagai feszítéssel tehetők megbízhatóan vízzáróvá, az előregyártott fal pereme feszítéssel szorítható a medence vonófödémjéhez, stb. Itt is az említett rövid feszítőutas feszítési technológiák alkalmazása előnyös. Négyszög alaprajzú medencék Négyszög alaprajzú medencéket azoknál a feladatoknál alkalmazunk, amelyekben a statikai szempontok szerinti optimalizálás másodlagos szempont. Ennél

fontosabb szempontok pl. - a területkihasználás - az egyszerűbb zsaluzás, vasszerelés - az előregyárthatóság. A négyszög alaprajzú medencék két alaptípusa a nyitott és a zárt medence, ezek statikai vázukban és szerkezeti arányaikban is lényegesen eltérnek. Az ivóvízkezelés medencéi az egészségügyi előírásoknak megfelelően mindig zárt medencék Mind a nyitott, mind a zárt medencéknél nagy változatosságot mutat a technológia által megszabott fenékalak kialakítása. A fenék a gyakorlatban soha nem vízszintes sík, hanem olyan alakú, amelyből a teljes leürítés során valóban ki tud ürülni a folyadék. Ehhez a kivitelezési pontatlanságok mérlegelésével megállapított lejtést kell biztosítani, a fenék mélypontján a csőcsatlakozások elhelyezése céljából zsompot kell kialakítani. A kívánt fenékalak kialakítása általában két megoldást kínál: „követő” szerkezeti alak felvételét, (a.) amikor ferde vagy

megtört fenéklemezzel hozzuk létre a kívánt formát, ill „nem követő” szerkezeti alak felvételét, amikor a szükséges fenékalakot vízszintes szerkezeti lemezre történő rábetonozással hozzuk létre (b) A két lehetőség mérlegelésének szempontjai - a gazdaságosság, - az egyszerűbb, ill. kevesebb hibaforrást tartalmazó kivitelezés, 12 - izosztatikus talpfeszültség-arányok. Fenéklemez kialakítása követő szerkezeti alakkal (a), ill. rábetonozással (b) Az egyszerű kivitelezhetőség szempontjai leginkább a vízszintes (esetleg vízszintes-függőleges szakaszokból álló) fenéklemez és a megfelelő profil rábetonozással való kialakítását részesítik előnyben. A leggyakoribb hibaforrások a különböző fázisban készülő szerkezeti elemek csatlakozási vonalai, így ezek száma a betonozási fázisok számának minimalizálásával csökkenthető a leghatékonyabban A gazdaságosság szempontjaival nem áll ellentétben akár

jelentős mennyiségű, csupán kitöltő szerepű, a megkívánt profil kialakítását szolgáló rábetonozás alkalmazása, mert ennek költségtöbblete általában nem túl nagy. Nagyobb fenékugrások helyén a kitöltő szerepű beton részben megfelelő tömörségű kavicsos homokkal is helyettesíthető, ha gondoskodunk az oldalirányú elmozdulás meggátlásáról. Gyakran a medence felúszása miatt is szükséges a rábetonozás. Az izosztázia olyan talpreakció-eloszlást jelent, amelynél a talpfeszültségek azonosak a megbolygatatlan földtömeg adott helyen fellépő feszültségeivel. Magát az izosztatikus reakcióeloszlást nagyon ritkán tudjuk a fenéklemez alatt megvalósítani, de arra azért törekedhetünk, hogy a talpfeszültségek aránya minél közelebb álljon az izosztatikus feszültség-arányokhoz. Homogénnek tekinthető talaj esetén ugyanis ilyen feszültségeloszláshoz tartozik a szerkezet legkisebb várható relatív süllyedése. Az

izosztatikus feszültségarányok elvéből az következik, hogy azoknál a műtárgyaknál, amelyek állandó terheinek eredője csekély mértékben tér el az alaprajz súlypontjának a függőlegesétől, nem célszerű a „követő” szerkezeti alak alkalmazása, azoknál viszont, amelyeknél az eltérés nagy, akkor is megfontolandó a rábetonozás helyett az alapozási sík megtörése, ha ez többlet-ráfordítást jelent. Az izosztatikus feszültségarányok megállapítása különösen gondos mérlegelést igényel ingadozó magasságú talajvíz esetén Ilyenkor lényegesen különbözhet egymástól a felhajtóerő nagy tartósságú átlagos értékéhez és a rövididejű mértékadó értékéhez tartozó talajfeszültség-eloszlás. Az erőtani számításról A téglalap alakú medencék erőtani méretezésére elterjedten használják a véges elemes modellezésen alapuló programokat. Ezek alkalmazása azonban nem ment fel bennünket az igénybevételek

"legalább" nagyságrendi ellenőrzésére alkalmas eljárások ismerete alól, hiszen a számítási eredmények helytálló voltáról a tervezőnek független számítási módszerrel meg kell győződnie A fenéklemez igénybevételeinek és alakváltozásainak ellenőrzésére, ill. kézi számítással való méretezésére a rugalmas ágyazású lemezek és a szerkezeti rendszernek megfelelő peremfeltételű és terhelésű téglalaplemezek közelítő megoldásain alapuló módszereket szoktak alkalmazni. 13 A maximális igénybevételekre általában jó becslést lehet kapni rúdszerkezetek vizsgálatára egyszerűsített számítási modellek alapján is. Ennek az a magyarázata, hogy az oldalfalakat alkotó téglalap alakú lemezek oldalhosszainak aránya általában megengedi az ún. "egyirányú teherviselés" feltételezését Ennek illusztrálására vizsgáljuk meg a téglalap alakú lemezek jellemző nyomatékainak alakulását medencék

számításánál leggyakrabban előforduló megtámasztások és terhelések figyelembevételével. A nyitott medencék oldalfalait három peremükön befogott, a felső peremükön szabadon elmozduló lemezeknek tekinthetjük A zárt medencék oldalfal-födém kapcsolatát rendszerint úgy szokták kialakítani, hogy a födém nem adhat jelentős befogást az oldalfalaknak, vízszintes irányú megtámasztást viszont igen. A valóságos helyzetet tehát a három oldalán befogott, a fölső peremen pedig csuklósorral megtámasztott lemez igénybevétel-eloszlása tükrözi 3 3 3 2 p0 l/h= 1 2 2 2 M= p0 h / a l/h= 2 l/h= 1.5 17.5 6.5 a 1 34.5 a 2 68 51 50 a 3 154 105 205 Három oldalán befogott, felső peremén szabad téglalaplemez nyomatékai A fenti ábrán hidrosztatikus nyomással terhelt, három oldalán befogott, a negyediken szabad peremű téglalapok jellemző nyomatékainak alakulása látható. Az 1 jelű helyen a függőleges irányú vasalást igénylő M y

befogási nyomaték nagysága az l/h hányados növekedésével a konzolszerű teherviselésre jellemző p 0 h2/6 értékhez tart, amelyet l/h =2 értéknél már jól meg is közelít. A 2 helyen az M x befogási nyomaték az l/h =2 esethez képest lényegtelenül változik meg, ha tovább növeljük az l/h arányt. A 3 helyen a szabad peremen, a peremmel párhuzamos irányban - fellépő M x nyomaték az l/h növelésével nullához tart, de már az l/h =2 esetén is elhanyagolhatóan kicsiny érték 3,4 2 p0 l/h= 1 a 1 30.7 a 2 36.6 a 3 85.5 a 4 80.6 3,4 2 4 3 4 2 2 M= p0 h / a l/h= 2 l/h= 1.5 19.3 31.5 16.4 33.5 37.6 102 47.2 83.0 Három oldalán befogott, felső peremén csuklós lemez nyomatékai Hasonló tendencia figyelhető meg a három oldalán befogott, fölső peremén csuklósan megtámasztott lemez igénybevétel-eloszlásában. Az M y befogási nyomaték (1) nagysága az l/h hányados növekedésével az alsó végén befogott, a fölsőn megtámasztott

gerenda teherviselésre jellemző p 0 h2/15 értékhez tart, amelyet l/h =2 értéknél már jól meg 14 is közelít, ugyanígy a gerenda mezőnyomatéki maximumához tart az M y pozitív nyomatéki maximum értéke (3) is. Az M x negatív és pozitív nyomatéki maximumok (2 és 4) aránya négyzetlemez esetén közel áll a mindkét végén befogott gerendák nyomatéki arányához, a befogási nyomaték l/h növekedésével viszonylag keveset változik, a pozitív nyomatéki maximumnak viszont a helye is eltolódik, úgy hogy a szimmetriatengelyben M x legnagyobb értéke a Poisson-hatásnak megfelelő M 3 értékhez tart. A táblázati értékek jól mutatják, hogy a méretezés szempontjából leginkább fontos (1) befogási nyomaték már l/h =2 esetén is kellő pontossággal - és a biztonság javára - becsülhető az egyirányú teherviselés feltételezésével. Kézenfekvő a következtetés, hogy ugyanígy az egyirányú teherviselés feltételezésével vegyük

figyelembe azt is, hogy az oldalfalaknak nem ad teljesen merev befogást a fenéklemez. Így a nyitott medencék vizsgálatára alkalmazható számítási modell egy rugalmas ágyazású gerenda, amelynek végeihez egy-egy konzol kapcsolódik (a ábra,) a zárt medence számítási modellje pedig voltaképpen egy zárt keret, (b ábra,) amely abban különbözik az előzőtől, hogy a konzolok végei egymáshoz vannak kapcsolva. a b Nem szabad azonban elfeledkeznünk arról, hogy a vizsgált lemezmezőkben akkor is keletkeznek a számított teherviselési irányra merőleges vasalást igénylő nyomatékok és normálerők, ha ezek figyelembevételére az egyszerűsített számítási modell nem ad lehetőséget. Különösen fontos ezek közül a falak függőleges csatlakozási vonala mentén működő befogási nyomaték, amelynek nagysága megközelítheti a rúdmodellel számított befogási nyomaték felét. Azt is szem előtt kell tartanunk, hogy a lemezmezők

megtámasztását is a csatlakozó lemezmezők biztosítják, így a vizsgált falelemre működő teljes vízszintes teher tárcsateherként a megtámasztó lemezelemekre jut. Végső soron tehát minden lemezmező tárcsaként is igénybe van véve. Gyakori hiba, hogy a statikai modell felvételét csak az elkészült szerkezet elemeinek és kapcsolatainak rendszerét tükröző modell felvételére korlátozzák, holott az építés közbenső fázisát reálisabban tükröző statikai modellek szerint egyes szerkezeti elemek statikailag kedvezőtlenebb helyzetben is lehetnek, mint amilyen helyzetet az alkalmazott egyetlen modell tükröz. (Ha pl egy zárt medence vizsgálatát csupán egy zárt keretmodell segítségével végezzük, nem tudjuk figyelembe venni, hogy a falterhek olyan szerkezeten keltenek igénybevételeket, amelynek a felső átkötő eleme még nem készült el.) A téglalap alaprajzú medencék fenéklemezének és sík középfelületű falainak vasalásához

előnyösen alkalmazhatók az előre szerelt hálók. A teljes vasalás ilyenkor két részből tevődik össze: a hálóvasalásból és a szerelt vasalásból. Szerelt vasalással szoktuk megoldani a fenéklemez-fal csatlakoztatást, (kitüskézést) a fal-fal csatlakozásokat (sa- 15 rokvasalás), a falak perem-lezárását a szabad peremeknél és a vasalás térbeli merevítését (távolságtartók, átkötő vasalás). 2-3 m magas vízoszlop terhét viselő monolit vasbeton falaknál az erőtani számítás szerint szükségesnek mutatkozó vasalás mennyisége általában nem haladja meg a lemezkén és tárcsaként is igénybe vett szerkezetekre vonatkozóan előírt minimálvasalás értékét, így nincsen szükség az igénybevételek eloszlását aprólékosan követő vasalás-elrendezésre. Erősebb igénybevételű falaknál viszont kifizetődő lehet, hogy azokon a helyeken, ahol a számítás szerint a minimálvasalást meghaladó erősségű vasalást kell

alkalmaznunk, az „átlagos” vasalási igény figyelembevételével kialakított hálós vasalást helyi erősítéssel egészítjük ki. A hálók toldásának az alábbi a és b ábra szerinti változatait szokták alkalmazni. toldási hossz toldási hossz b a Ponthegesztéssel kialakított hálók toldása Az a megoldás lényege az, hogy a háló egyik (vagy mindkét) peremén a toldandó acélbetétek keresztező vas nélkül egy (vagy fél-fél) toldási hossznyival túlnyúlnak, így a csatlakozó hálók az ábrának megfelelően egymásba tolhatók. A b megoldás ezzel szemben kihasználja, hogy a ponthegesztéssel a toldandó vasakhoz kapcsolt keresztező vasak túlnyújtás nélkül is biztosítják a beton és az acélbetétek közti együttdolgozást. Az a megoldás hátránya, hogy ezt a lehetőséget nem használja ki, a b megoldás hátránya pedig az, hogy két vasalási sík helyett három vasalási sík alakul ki. Harmadik megoldásként szóba jöhet az is,

hogy a túlnyújtás nélkül kialakított, egymás mellé helyezett hálók vastoldását helyszíni szereléssel elhelyezett toldóvasak elhelyezésével biztosítjuk. Ennek a megoldásnak a hátránya, hogy megnöveli a helyszíni szerelési munkát. Monolit és előregyártott sokszög alaprajzú medencék A medencék teljes előregyártása csak különleges építési körülmények esetén jöhet szóba, mert gazdasági előny csak a zárófödém és a függőleges elemek előregyártásától remélhető. Kivétel a kicsiny tárolóterű csőmedence, amelyet nagy átmérőjű előregyártott ROCLA csövekből alakítanak ki. Tágabb értelemben előregyártásnak tekinthetjük a térszín alatti medencéknek azt az építési technológiáját is, amikor a térszín fölött részben elkészített medencét szekrénysüllyesztéssel építik meg. Az alábbiakban csak olyan medencékkel foglalkozunk, amelyek a végleges alapozási síkjukon készülnek A medencék

fenéklemezét szinte mindig helyszíni betonozással alakítják ki. A fenéklemez és a fal, ill a belső alátámasztások monolitikus csatlakoztatásához kitüskézést 16 kell alkalmazni. A monolit fal-fenéklemez csatlakozás néhány változatát mutatják az alábbi ábrák. Az ábrákon a vasbetétek közül csak a sarokvasalást és a tüskéket tüntettük fel. (Célszerű az ábrákat a képernyőn felnagyítva szemlélni) a c b d Fenéklemez-fal csatlakozás vasalása (csak a sarokvasalást ábrázoltuk) A legegyszerűbben kivitelezhetőnek az a. ábrán látható változat látszik Gyakran gondot jelent viszont, hogy a fenéklemez pereme felé kanyarodó vízszintes tüske-szárnak nem lehet a túlnyújtáshoz elegendő hosszat biztosítani. Ilyenkor ennek a vasnak is a lemez belseje felé fordítására kényszerülünk Ennek a problémának egy konstruktívabb elkerülési módszere látható a b. ábrán A fenéklemez túlnyújtása egyébként is kedvező,

mert csökkenti a sarok-környéki vasalás zsúfoltságát. Régebben a falak alsó csatlakozásainál szinte mindig alkalmaztak a fenéklemezen kiékelést is, emiatt a munkahézag a fenékszintnél magasabbra került Ez is megoldhatja az a ábrával kapcsolatos vasvezetési problémát A kiékeléshez viszont fölső zsaluzatot is kell alkalmazni a lemezperem betonozásánál, amelyet a bedolgozott frissbeton felhajtó erejével szemben rögzíteni kell. A tapasztalatok azt mutatták, hogy ez az erőtani indokkal alkalmazott kiékelés általában fölösleges, ennek ellenére számos előnye van annak, ha a munkahézagot a fenékszint fölött alakítják ki. Ezek közül a legfontosabb az, hogy ilyen módon egyszerűbben és megbízhatóbban lehet a munkahézagba a szivárgási utat meghosszabbító vízzáró elemeket elhelyezni. Ilyen sarok-kialakítást mutat a c ábra A felső zsaluzat alkalmazása elkerülhető, ha a peremet a d. ábrán bemutatott módon alakítjuk ki

Azoknál a nagy alaprajzú zárt medencéknél, amelyek födémjét a víztérben álló oszlopokkal kell alátámasztani, kézenfekvő, hogy a zárófödémet gombafödémként, a fenéklemezt fordított gombafödémként alakítjuk ki. Előnyös lehet ilyenkor a gombafej formáját bennmaradó zsaluzatként biztosító előregyártott kéregelemek alkalmazása (pl. gellérthegyi víztározó). Az alsó kéregelemeket a fenéklemez betonozása előtt a lemez vasalásához kell rögzíteni. A falak függőleges csatlakozási élei mentén szintén befogási nyomaték lép fel, amelynek előjele a terhelési esettől függően pozitív is, negatív is lehet. A csatlakozás sarokmerev vasalását legtöbbször az alábbi a. ábra szerint oldják meg Régi terveken gyakran találkozunk a b. ábra szerinti sarokvasalással, amelyet a sarok kiékelésével együtt túlhaladottnak tekinthetünk. 17 a b A fügőleges él sarokvasalásának megoldásai A magas monolit falak építésében

erős költségnövelő tényező a zsaluzás. Ennek az oka az, hogy olyan zsaluzattartó állványzatot kell alkalmaznunk, amely a frissbeton hidrosztatikus nyomásának a felvételére képes. A zsaluzattartó állványzat függőleges megtámasztása a legbiztosabban úgy alakítható ki, ha mind a belső, mind a külső oldali zsaluzatot a már megszilárdult fenéklemezre tudjuk támasztani, célszerű ezért a fenéklemezt erre alkalmas módon, túlnyújtással kialakítani. A fenéklemez túlnyújtása megkönynyíti a csatlakozás vasalásának kialakítását, csökkenti a befogási nyomaték felvételéhez a fenéklemezben szükséges keresztmetszeti vasalás mennyiségét, továbbá növeli a medence felúszással szembeni biztonságát is. Az állványzat igénybevételei hatékonyan csökkenthetők, ha egymáshoz horgonyzott külső és belső zsaluzatot alkalmazunk, ebben az esetben viszont gondoskodnunk kell a betonban bennmaradó átkötő elemek helyén a későbbi

szivárgás elkerüléséről. Bevált megoldás erre az, ha az átkötő elemeket olyan csőhüvelyben helyezzük el, amire a szivárgási út megnövelésére szolgáló széles gallért hegesztünk Ilyenkor a zsaluzat elbontása után az átkötő elem helyére vízzáró dugót kell a csőhüvelybe rögzíteni. Az előregyártás szerepe a zárt medencék födémjeinek építésénél a legjelentősebb. Ezeket a födémeket voltaképpen az előregyártott csarnokok födémjeihez hasonló módon alakítják ki: keskeny medencéknél (6~7 m szélességig) faltól-falig áthordó előregyártott födémelemekkel, ennél szélesebb medencéknél a víztérben létesített oszlopsorral alátámasztott egy vagy több hosszgerendára terhelő elemekkel. A belső alátámasztáshoz is célszerű előregyártott szerkezeteket alkalmazni, különben az előregyártás legtöbb előnye elvész. a b Előregyártott födémpalló alkalmazása medencefödémként Ezekre a födémekre

lényegesen nagyobb tárcsa-terhek adódnak, mint a csarnokok födémjeire, amelyeket ezért a panelok közt faltól-falig futtatott monolit vonórúd-sávokkal (a. ábra) vagy a panelok fölött kialakított vonófödémmel (b ábra) vesznek fel A vonófödém alkalmas a keresztirányú fal megtámasztására is, a vonórúd-sávok viszont nem, ezért 18 vonórúd-sávok alkalmazása esetén a keresztfalak megtámasztásra vízszintes síkban hajlított gerendaként működő monolit sávokat kell a medence végein alkalmazni. A tetőpanelok közt nem váltak be a magasépítésben használt körüreges PK ill. PS elemek. Valamivel kedvezőbb a tapasztalat a SPANDECK feszített pallókkal, de az üreges födémpanelok közös gondja az üregekben kondenzálódó víz okozta korrózió A vonóelemek bekötése könnyen hibára vezethet. (Pl a balatonkiliti víztározó oldalfala 1985-ben a vonóelemek hiányos bekötése miatt a teljes feltöltés állapotában kidőlt, és a

kizúduló víz gátszakadáshoz hasonló katasztrófa-helyzetet okozott a környéken) Vonófödém behorgonyzása Az egyik lehetséges hiba a monolit falból túlnyúló bekötővasak és a vonóelemek vasalásának összekapcsolásából adódhat. Teljes keresztmetszetükben húzott vasbeton elemekben nem ad megbízható kapcsolatot az átfogásos toldás, így a vonóelemek teljes értékű kapcsolatát hegesztéssel vagy sajtolt csőhüvelyes toldással kell biztosítanunk. A másik lehetséges hiba a bekötővasak rossz vonalvezetése. A bekötővasakat a fal belső, nyomott zónájában kell indítani, (az ábrán piros vonallal jelölve,) majd a csatlakoztatás szintje alatt külső oldalra át kell vezetni. A tapasztalat szerint a fal külső oldalán futtatott bekötővasak könnyen kiszakadhatnak a falból, akkor is ha a hosszuk meghaladja a szabvány szerinti lehorgonyzási hosszat. A medencefalba benyúló bekötővasakat természetesen a fal vasalásának

munkafázisában kell elhelyezni, így a fal vasalási tervlapján kell tételezni is. A végleges formájú vas zavarhatja az előregyártott födémelemek beemelését, ezért arra kényszerülhetünk, hogy a bekötővasak végleges alakját helyszíni hajlítás, ill. csavarás alkalmazásával írjuk elő Ezt lehetőleg kerülni kell, mert helyszíni alakítást csak kb.10~12 mm átmérőig lehet speciális célszerszámok nélkül elvégezni Fontos tudnunk azt is, hogy a hajlítás lokális keményedést okoz az acélbetétben, ennek következtében az ismételt hajlításnál ki vagyunk annak téve, hogy az acélbetét nem a kívánt helyen, hanem annak a még felkeményedetlen szomszédságában fog görbülni. A falak előregyártása elsősorban az alacsony, nyitott medencéknél lehet előnyös, bár számos zárt medence falát is megépítettek előregyártott szerkezetként. A falelemek tömör vasbeton lemezek, nem használják a „szendvics-elvet”. Az elemek

gyártásakor elsődleges követelmény az emelhetőség, a befoglaló forma egyszerűsége 19 A fenék-fal csatlakoztatás jellemző problémáit az alábbi megoldásokon mutatjuk be: Csatlakoztatás a fenéklemezen kiképzett fogadó horonnyal. Ez a megoldás nagy magasság esetén csak a felső peremén is megtámasztott fal esetén kielégítő, mert a foga- dó horony kibetonozása nem elegendő a nyomatékbíráshoz, (nem alkalmas a csatlakozás konzolfal megfogására,) a nyomatékbíróvá tételhez viszont megfelelően bekötött, egymáshoz hegeszthető fémszerelvényeket kell alkalmazni, emellett a kapcsolat önmagában nem is vízzáró (megfelelően kialakított vízzáró csík elhelyezését igényli a horonyban, ami tovább rontja a befogás lehetőségét). Ezt a megoldást az elsorolt nehézségek miatt csak kicsiny (H < ~1m) magasságú, alárendelt szerepű műtárgyaknál célszerű alkalmazni, magasabb medencéknél inkább csak olyankor jöhet szóba a

megoldás, ha az egymást keresztező falak megtámasztó hatása minden falelemnél legalább az egyik függőleges peremen jelentkezik. A befogási nyomaték felvételére alkalmasabb előregyártott elemek a fordított T alakú teljes magasságú falelemek, amelyeket általában száraz kapcsolattal és kiinjektált gumitömlő tömítés alkalmazásával kapcsolnak vízzáróan egymáshoz. A fal-fenéklemez kapcsolati vonal eltolása a nagy befogási igénybevételek helyétől konstruktív megoldás, mégsem mindig válik be, ha a fenéklemez és a fal csatlakoztatása nem teszi lehetővé azt, hogy a fenéklemez teljes értékűen részt vegyen a vízszintes erők felvételében. A falelem és a fenéklemez kapcsolatát ezért a legtöbbször nedves kapcsolattal oldják meg. Ennek a 20 megoldásnak az alkalmazását korlátozza a fallal egybeépített fenéklemez-szakasz miatt megnövekedett emelési súly és a falra ható vízszintes erők felvételének nehézségei.

Emiatt ezt a megoldást is inkább csak kis vagy közepes (H < 2 ~ 3m) magasságú medencéknél alkalmazták A száraz kapcsolatú elemek alkalmazásának korszerűnek mondható változata az elemek ún. rövid feszítőutas feszítéssel (pl GEWI feszítőelemek alkalmazásával) egymáshoz feszítése Ez a megoldás az előbbi megoldások hátrányain a feszítés alkalmazásával igyekszik segíteni A legnagyobb nyomatékok helyén elhelyezkedő fogadóelemek fordított T-alakú előregyártott elemek, amelyekhez előbb az előregyártott sík falelemeket feszítik hozzá, majd a függőleges fugákat zárják feszítéssel, végül a fordított T elemek vízszintes szárát a monolit fenéklemez is hozzáfeszítik. A feszítés egyrészt az illesztések nyomatékbíróvá válását eredményezi, másrészt azt, hogy a fenéklemez figyelembe vehető a vízszintes erők felvételében. Az illesztési hézagok vízzárását ennél a változatnál is kiinjektált gumitömlők

biztosítják. Ez a kialakítás többé-kevésbé kielégítő megoldást ad azokra a gondokra, amelyek az előregyártás alkalmazásából származnak, de olyan áldozatok árán, amelyekre jól illik a mondás: „többe kerül a leves, mint a hús!” A tapasztalatok ugyanis azt mutatják, hogy sem az építési sebességben, sem a használatban, sem pedig a tartósságban nem érhetők el a módszerrel olyan előnyök, amelyek a monolit építési technológiához képesti magasabb ráfordításokat indokolttá tehetnék. - A fal-fal csatlakoztatás néhány változata: a) Közbenső előregyártott oszlopok közti hornyos csatlakozás. Ezt a fenéklemez fogadó hornyos csatlakoztatásához hasonló elven kialakított megoldást a fogadó hornyos csatlakoztatással együtt, ahhoz hasonló eredménnyel próbálták ki (azaz nemigen vált be). A közbenső oszlopok nagyobb hajlító merevsége a falelemek erőjátékát ott is „kétirányúvá” teszi, ahol a folytonos fal

jellemzően „egyirányú” teherviselést mutat, ezért a függőleges illesztési vonalakban is befogási nyomatékok lépnek fel, amelyek felvételére a kapcsolat alkalmatlan. Ezt a szerkezeti kialakítást ezért inkább csak a medencék ún terelőfalainak építésére szokták alkalmazni, ahol a falra ható kiegyensúlyozatlan víznyomás minimális. (Ne tévesszük össze a terelőfalak és a rekeszfalak szerepét: a rekeszfalakra a medence részleges feltöltésekor a külső falakkal azonos nagyságú víznyomás juthat.) b) Műanyagbetonos zippzár-kapcsolattal kialakított függőleges kapcsolat. A zippzár-kapcsolatot voltaképpen az illesztési fugákra merőleges irányban kiképzett árkokba műanyagbetonnal beragasztott acélelemek adják. 21 Fal-fal csatlakozás beragasztott csapokkal Ez a megoldás az ugrás-szerű merevségváltások kiiktatásával az előbbi megoldásnak azt a kellemetlen következményét igyekszik elkerülni, hogy a panelok

teherhordása jellemzően kétirányúvá válik. - a fal-födém csatlakoztatása előregyártott falhoz a) monolit peremgerendába behorgonyzott vonóelemek: a födém felszabdalása miatt megszűnik a kétirányú tárcsahatás, ezt csak az egyik irányban képesek a vonórúd-szerű monolit sávok pótolni. b) hozzáfeszítés rövid feszítőutas feszítőelemek alkalmazásával: csak keskeny és rövid (max. 8-10 m-es) medencéknél jöhet szóba A keresztmetszet „megoldása” még nem teljes megoldás, mert kétirányú hozzáfeszítés kell Körmedencék A kör alaprajzú medencék alkalmazásának statikai előnyei azonnal nyilvánvalóvá válnak, ha egy pillantást vetünk a folyadéknyomással terhelt hengerhéjak erőjátékára. A hengerhéjak jellemzője, hogy az önsúlyból, a víznyomásból és - földbe süllyesztett medencék esetén - a környező föld nyomásából adódó körszimmetrikus eloszlású terheket képes nyomatékok és nyíróerők fellépése

nélkül is, csupán az N z , N θ alkotó- és gyűrűirányú membránerők közreműködésével felvenni. (A héjak ilyen teherviselését membrán-teherviselésnek nevezzük.) A hengerhéjak körszimmetrikus terhelésből származó membrán-teherviselése különösen egyszerű: a felületre merőleges terheket csupán az N θ gyűrűirányú membránerő "veszi fel" és a membránerő nagysága az ún. kazánképlettel analóg módon számítható Esetünkben N θ (z) = a p(z) n , ahol z a forgástengely irányú koordináta, (amely a körszimmetrikus terhelés miatt az egyetlen "aktív" független változó,) p n a felületi tehernek a felületi normális irányába mutató komponense, (azaz vízteher esetén maga a hidrosztatikus nyomás,) a pedig a hengerhéj középfelületének a sugara. Hasonlóan egyszerű az alkotó irányú N z membránerő számítása, ezt ugyanis a tengelyirányú központos teherrel terhelt egyenes tengelyű rudak

normálerejének analogonjaként határozhatjuk meg a hengerhéj alkotóival párhuzamos síkokkal kivágott egységnyi szélességű hengersávon. Az ábrán vázolt esetben N θ a vízteherhez hasonló z szerinti megoszlást mutató megoszló húzóerőként, N z függvénye pedig a hengerfal g önsúlyterhéből számítva - a felső peremtől induló, g iránytényezőjű egyenessel ábrázolható, amely megoszló nyomóerő A membrán-teherviselés feltételezésével tehát az adódik, hogy mind N θ , mind N z maximális abszolút értéke a hengerfal és a fenéklemez csatlakozásánál lép fel. 22 + Kör alaprajzú medence hengerfalának membrán-teherviselése A kör alaprajzú folyadéktartályokat azonban ritkán építik olyan kialakítással, amely a hengerfal egész felületén megengedné a membrán-teherviselés kialakulását. Ehhez ugyanis arra lenne szükség, hogy a szerkezeti elemek kapcsolatai megengedjék a membrán-teherviselés szerinti

membránerőkhöz tartozó rugalmas alakváltozások létrejöttét. Esetünkben az alkotó irányú fajlagos hosszváltozások (ε z ) létrejöttét semmi nem akadályozza, viszont a gyűrűirányú (ε θ ) megnyúlás a henger alsó peremén nem tud kialakulni, mert a peremkör sugarának az ezzel egyidejű aε θ megnövekedését gátolja, hogy a henger egybe van építve a fenéklemezzel. Könnyen belátható: ha a henger alsó peremén nem tud kialakulni a membrán-metszeterőhöz tartozó megnyúlás, maga a metszeterő sem tud kialakulni, ezért a felületi nyomás felvétele ezen a helyen olyan igénybevételekre hárul, amelyek közreműködését a membrán-teherviselés feltételezésekor teljesen figyelmen kívül hagyjuk. Ezek az igénybevételek a Q z alkotóirányú nyíróerő és az M z alkotóirányú nyomaték. A membrán-teherviselés mellett nyomatéki teherviselést is mutató héjszerkezetek igénybevételeinek meghatározását az ún. hajlítási elméleten

alapuló eljárásokkal végzik Ezek még az egyszerűbb alakú héjak esetén is összetettebbek annál, hogysem a gyakorlati tervezés kézi számításra alkalmas módszereivé válhassanak. Egy ilyen áttekintés keretében sem foglalkozhatunk részletesen a hajlítási elmélettel, de erre általában sincs is szükség, ha az elmélet alkalmazására csak a membrán-teherviselés gátolt peremmozgásai miatt kerül sor. A részletes vizsgálatok ugyanis azt mutatják, hogy ezek a mozgáskorlátozások csak a perem viszonylag szűk környezetében zavarják meg a membrán-teherviselés érvényességét. Ezt a sávot a peremzavar zónájának, a peremzavar zónájában elvégzett, több-kevesebb egyszerűsítést tartalmazó igénybevétel-számítást peremzavar-vizsgálatnak nevezzük. A peremzavar-vizsgálatokhoz általában a körszimmetrikus terhelésű hengerhéjak viszonylag egyszerűen elvégezhető hajlítási elméletének eredményeit szokták alkalmazni. A vizsgálat

kiinduló értékei azok a membrán-alakváltozásnak azok a peremértékei, amelyek kialakulását a csatlakozási feltételek gátolják. Ezek figyelembevételével vehetők fel a Q z alkotóirányú nyíróerőt és az M z alkotóirányú nyomatékot, ill. az N θ normálerő módosulásának "lefutását" leíró peremzavar-függvények A peremzavar-függvények diagramjai a csillapított rezgőmozgás elmozdulás-idő diagramjaihoz hasonló, gyors elcsengést mutató függvények, azzal a különbséggel, hogy - a csillapított rezgőmozgás diagramjaitól eltérően - az elcsengő hullámzás hullámhosszát is, az elcsengés ütemét is ugyanaz a k csillapítási tényező határozza meg. Vasbeton hengerhéj esetén 1.30 k , at 23 ahol a a henger sugara, t a falvastagsága. A peremzavar-zónája szélessége k reciprokának mintegy háromszorosa, azaz a hengersugár és a falvastagság mértani közepének kb. kétszerese A peremzavar-függvények

alkalmazásával kiegészített, ill módosított igénybevétel-eloszlás vázlata az alábbi ábrán szemlélhető (Piros vonallal jelöljük a peremzavarzónába eső, a peremzavar-függvények alkalmazásával kapott diagram-szakaszokat) Kör alaprajzú medence hengerfalának peremzavarai A hengerfal peremzavarainak vizsgálata összekapcsolható a rugalmas ágyazású fenéklemez igénybevételeinek vizsgálatával, ezen az úton a teljes medence kézi számítással elvégezhető, gyakorlatilag pontos igénybevétel-számítási módszere alakítható ki. Ez a módszer ma is komoly versenytársa a számítógépi módszereknek, mert előnye, hogy bizonyos gyakorlat megszerzése után minden lépése szemléleti úton ellenőrizhető. A fenti ábra szerint a hengerfal nyomatéki vasalást csak a peremzavar-zónában igényel. Ennek ellenére a membrán-teherviselés érvényességi tartományban sem a középfelületben elhelyezett vasalással vesszük föl a húzásokat, hanem a

lemezvasaláshoz hasonlóan elrendezett kétoldali vasalást alkalmazunk Ennek alapvetően az az oka, hogy a hengerfalban nemcsak az erőtani számításban figyelembe vett terhek, hanem más hatások (pl. egyenlőtlen felmelegedés) is kelthet a vastagság mentén változó nagyságú húzófeszültséget, sőt, bizonyos nagyságú hajlítási igénybevételek a változó magasságú vízoszlop terheiből is keletkezhetnek Összességében azonban a kör alaprajzú tartályok biztonságos teherviseléséhez szükséges vasmennyiség az erőtanilag kedvező alakfelvétel miatt így is lényegesen kevesebbre adódik, mint a hasonló magasságú és hasonló köbtartalmú, téglatest alakú tartályokban. A hengertartályok sem alakíthatók ki tökéletesen körszimmetrikus szerkezetként, mert pl. a fenéklemez leürítő zsompját nem az alaprajz közepén, hanem a hengerfal közelében célszerű elhelyezni, a hengerfalon, ill a zsompnál be- és kilépő csővezetékek is

megbontják a szerkezet körszimmetriáját, de a körszimmetria ilyen megbomlása általában csak helyi zavarokat okoz. A hengertartályok terhei közt is lehetnek nem körszimmetrikus megoszlású terhek, (pl szélteher) de a nem körszimmetrikus terhekből származó igénybevételek nagysága ritkán közelíti meg a körszimmetrikus igénybevételek nagyságrendjét. Ezért az említett helyi zavarok környezetétől eltekintve a hengertartályok alakváltozása és igénybevételei is körszimmetrikus eloszlásúak A hengertartályok erőtani vizsgálatára ezért a körszimmetrikus szerkezetek elméletén alapuló eljárásokat használjuk. (Kivétel a belső alátámasztásokkal kialakított nagy alaprajzú zárt medencék fenék- és födémlemeze, ezekben a lemezekben viszont az erőjáték körszimmetriája nem lényeges szempont.) 24 Leürítő cső zsompja Kör alaprajzú medencék igénybevételeinek kézi számítással történő meghatározására igen

részletesen kidolgozott eljárások találhatók Márkus Gyula: Körszimmetrikus szerkezetek elemélete és számítása (Műszaki Könyvkiadó 1964) c. közismert könyvében A könyv csak körszimmetrikus terhelésű szerkezetekkel foglalkozik, ami nem tekinthető lényegi hiányosságnak, hiszen a körszimmetrikus kialakítású műtárgyak körszimmetrikus eloszlású terhei mellett a nem körszimmetrikus eloszlású terhek általában elhanyagolható nagyságú igénybevételeket keltenek. Kisméretű úszómedencék A tervezői gyakorlat egyre többször kerül szembe lakóházak kertjébe telepítendő, csupán családi használatra szánt úszómedencék építésének a feladatával. Ezeknél a medencéknél a kialakítást minden korábbinál közvetlenebben befolyásolják a megrendelő speciális igényei és anyagi lehetőségei, ("Szív alakú medencére gondoltunk, halványrózsaszín csempével, pénz nem számít - ha a térburkolásra szánt összegen belül

maradunk!") egyszersmind minden korábbinál közvetlenebb módon jelenhetnek meg a tervezés és az építés hiányosságaival kapcsolatos szavatossági, kártérítési igények. Ezek a műtárgyak ritkán vetnek fel "fajsúlyos" statikai problémákat, de ez semmiképp sem jelenti azt, hogy a létesítésük nem igényel komoly szakmai ismereteket. Vasbeton kismedencék Két kialakítási változatuk van a vízzáróság módja szerint: a vízzáróságot a betonszerkezet, vagy pedig a betonozás után felhordott külön réteg biztosítja. A medence tökéletes vízzáróságát a vízzáró beton alkalmazása önmagában nem garantálja, ezért azt alábbiakra figyelni kell: - 20 cm-nél vékonyabb faltól nem várható gyakorlati vízzáróság, - a fenéklemez felfektetésének, ill. a fenék és az oldalfalak vasalásnak a medence gyakorlati repedésmentességét kell biztosítania, - fontos a beton megfelelő bedolgozása, ami csak gépi tömörítéssel

érhető el. Vibráláskor ügyelni kell a vasak közé fűzött gépészeti vezetékek, egyéb elemek épségére, illetve arra, hogy ne mozduljanak el, 25 - célszerű a medencét egyetlen ütemben bebetonozni, hogy elkerüljük a munkahézag alkalmazását. Megfelelő zsaluzási móddal ez általában megoldható A fenék és az oldalfalak külön fázisban végzett betonozásánál a csatlakozó felületeket betonozás előtt megfelelően elő kell készíteni, kötőhíd-képző, hézaglezáró anyagot kell alkalmazni. A burkolás előtt vízzárósági próbát kell végezni, ennek időtartamát ill. a megengedett vízveszteséget szabványok rögzítik Ha számottevő vízelfolyás tapasztalható, meg lehet próbálni annak lokalizálását. Kívülről körbejárható medencénél ez általában sikerül, így meghatározott helye(ke)n végzett javítással, vízzáró vakolat (BARRA 2000, MAPELASTIC) felhordásával az átfolyás megszüntethető. Ha nagy felületen

szükséges a javítás, célszerű az egész medencét vízzáró bevonattal ellátni, ami tulajdonképpen a betonmedence építés másik lehetséges módja. Ebben az esetben a betonszerkezet vízzárósága nem kritérium, hiszen ez az utólag felhordott bevonat feladata. Ez az építési mód olcsóbb, de kevésbé biztonságos A medenceszerkezet gyakorlati repedésmentessége ilyenkor is követelmény A beton medencék fontos szerkezeti eleme a burkolat, ami döntően befolyásolja a medence megjelenését, tisztíthatóságát. A legelterjedtebb, könnyen tisztántartható burkolatfajta a jó minőségű, speciálisan medencék burkolataként kifejlesztett csempe Kültéri medencék esetében is megfelelő ragasztó alkalmazásával a felfagyás elkerülhető. A csempe burkolatok mellett egyre gyakrabban találkozhatunk üvegmozaik burkolatokkal. Legfőbb előnyük, hogy íves, szabálytalan formájú felületek könnyebben burkolhatók vele, mint a csempékkel A pontatlan

illesztések a vékony fugaméretek miatt szembetűnők lehetnek, elcsúfíthatják a medencét. Tisztántarthatóság szempontjából a csempés medencékkel egyenértékű. Kevésbé igényes burkolási mód a medencék felületének mázolása. Olcsó, de nem tartós megoldás. Javítása esetén a felület minősége egyre romlik Léteznek vízzáró műgyanta mázak is, melyek szintén könnyen tisztántarthatók Felhordásuk szakembert kíván, áruk megközelíti a csempeburkolás árszintjét Fólia burkolatú betonmedencék Külföldön és most már hazánkban is igen gyakoriak a fólia burkolatú úszómedencék. A medence belső felületére PVC alapanyagú, UV stabilizált fóliaburkolat kerül, ami biztosítja a vízzárást, és a felület megjelenését is. A fólia vastagsága általában 0,8-1,5 mm. A vékony fóliát általában a medence méreténél kisebb méretűre készítik, a medencébe helyezve, a víz súlya húzza a felületekhez, kisimítva ezzel a

fóliát A fólia és a beton közé nem rothadó, a betonfelület érdességét elfedő szigetelőanyag elhelyezése szükséges (filc, geotextília, polifoam). A vékony fólia igénybevétel, vagy kedvezőtlen geometriai kialakítás következtében meggyűrődhet, ami elrontja a medence megjelenését. A vastagabb fóliák közepén textilbetét van elhelyezve, ami biztosítja a fólia alaktartását, a gyűrődések jelenléte szakszerű kivitelezéssel teljesen kiküszöbölhető A burkolat tekercsekből vágott fóliacsíkok helyszínen történő összehegesztésével készíthető el A fólia burkolatú medencék előnye, hogy a vízzáróságot a fólia megnyugtató módon biztosítja, a szerkezetnek "csak" a statikai követelményeket kell kielégítenie. Gyakori, hogy az oldalfalak zsalukőből készülnek, ami házilagos kivitelezést is lehetővé tesz Hátrány, hogy a fólia sérülékeny, idővel elszíneződik (másképpen a víz alatti felületek és a

vízvonal feletti részek), illetve a fólia 10-15 év alatt elöregszik, cserére szorul, amit általában a medence körüli burkolat megbontását is szükségessé teszi. 26 Teljes előregyártással készített medencék Az alábbi ábra egy "teljes" előregyártással készülő ivóvíztározó medencét mutat be. A medence alapelemei a módfelett termelékeny pörgetettbeton technológiával sorozatgyártásban készülő ROCLA csőelemek, amelyek feszítéssel és minimális munkaigényű monolit helyszíni kapcsolattal vannak egymáshoz kapcsolva Ennek a szerkezettípusnak az előnyei leginkább ott érvényesülnek, ahol az építéshelyi felvonulás költségei magasak. A következő ábrán egy "mini" szennyvíztisztító telep műtárgysorozatának elvi elrendezését mutatja ugyancsak ROCLA csőelemek alkalmazásával. 27