Egy tervezett sportcsarnok térrács lefedésének elemzése

Habár a mérnökök szívéhez közelebb állnak a folytonos szerkezetek (rudak, héjak), a mérnöki mechanika sok területén találkozhatunk diszkrét rendszerekkel, szerkezetekkel (anyagok kristályrácsa, rácsos tartók). A diszkrét szerkezetek analitikus/numerikus megoldása legtöbbször nehézkesebb, időigényesebb és matematikai alapjaik elütnek a mérnökök által használtaktól. Ezen akadály kiküszöbölésére különböző közelítő számítási eljárásokat dolgoztak ki az idők során, amelyek „folytonos” modelleket használnak. Ezek a módszerek nemcsak a számítási időt/ tervezési munkát gyorsítják, hanem legtöbb esetben sokkal szemléletesebb képet mutatnak a diszkrét rendszer viselkedéséről, mint maga a „pontos” eljárás. Ilyen diszkrét rendszer (térrács, rácshéj) áll ezen tanulmány központjában.

Ahogy nagyobb fesztávok kiváltására gerendák helyett síkbeli rácsos tartókat szoktak alkalmazni, ugyanez az elv érvényesül nagy területek lefedésére, ahol egy bizonyos fesztávolság után érdemesebb térbeli rácsos tartóval, térráccsal kialakítani a lefedést a tömör héjak helyett. A térrácsok a folytonos, pl. vasbeton héjakkal szemben diszkrét rendszert alkotnak, mivel a szerkezet csak csomópontokból és rudakból áll, míg a héjak egy folytonos felületet alkotnak. Az alapvető kialakítási különbség ellenére a térrácsok, bizonyos megszorítások mellett, öröklik a folytonos héjak viselkedését. Ebből az analógiából kiindulva alakult ki az un. „helyettesítő kontinuum módszer”[1], amiben a vizsgált diszkrét térrácsot egy folytonos héjjal helyettesítjük, így leegyszerűsítve/meggyorsítva a számítási munkát. Ez a módszer nemcsak a számításokat gyorsítja, hanem sokkal szemléletesebb képet ad a térrácsok erőjátékáról és viselkedéséről.

A sokkal kisebb önsúly és az egyszerűbb kivitelezési lehetőség miatt a térrácsok sok esetben ideálisabb térlefedő szerkezetek, mint a síklemez födémek, héjak. Ilyen megfontolások után jutottak a térrács lefedés alkalmazására a dolgozatban tárgyalt sportcsarnoknál.

A dolgozat fő témája, egy 1966 –ban pályázatot nyert sportcsarnok térrács lefedésének elemzése, és a közelítő módszerekkel történő vizsgálata, optimalizálása. A dolgozatban szó lesz az eredetileg tervezett szerkezet kialakításáról, és ennek elemzéséről, továbbá a tervezett alakra használható egyszerűbb statikai viselkedésű rácsozatok tanulmányozásáról is.

[1]Kollár Lajos, Hegedűs István: Analysis and Design of Space Frames by the Continuum Method - Budapest, Akadémia kiadó 1985.

szerző

• 
  Szabó Simon
  Építészmérnöki mesterképzési szak osztatlan
  egységes, osztatlan képzés

konzulens

• 
  Dr. Sajtos István
  egyetemi docens, Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék