27.12.2014 Views

R É G I F A S Z E R K E Z E T E K - Hidak és Szerkezetek Tanszéke

R É G I F A S Z E R K E Z E T E K - Hidak és Szerkezetek Tanszéke

R É G I F A S Z E R K E Z E T E K - Hidak és Szerkezetek Tanszéke

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

EURÓPAI UNIÓ<br />

STRUKTURÁLIS ALAPOK<br />

R<br />

É<br />

G<br />

I<br />

F<br />

A<br />

S<br />

Z<br />

E<br />

R<br />

K<br />

E<br />

Z<br />

E<br />

T<br />

E<br />

K<br />

BMEEOHSAAV16 segédlet a BME Építőmérnöki Kar hallgatói részére<br />

„Az építész- és az építőmérnök képzés szerkezeti és tartalmi fejlesztése”<br />

HEFOP/2004/3.3.1/0001.01


Régi faszerkezetek<br />

(BMEEOHSAAV16)<br />

1. Elõadás


BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM<br />

HIDAK ÉS SZERKEZETEK TANSZÉKE<br />

Dr. Bódi István<br />

RÉGI FASZERKEZETEK<br />

Előadásvázlatok<br />

Budapest, 2000-12-12


Faanyagok mikroszkopikus felvételei<br />

Biológiai kártevők


(a)<br />

(a) [Left and center] — surface<br />

view and section through bordered pits<br />

in conducting cells; [right] - solid view<br />

of two pits cut in half (after a woodcut<br />

by Or L. Chalk): I, pit opening; II, torus;<br />

III, margo strands formed from the<br />

primary wall: IV, pit cavity; V, secondary<br />

wall, (b) Bordered pits on the radial wall of<br />

a softwood. The arched dome on one side has<br />

been torn away during sample preparation<br />

to reveal the torus and supporting margo<br />

strands. Magnification x3000 (scanning<br />

electron micrograph by Building Research<br />

Establishment, © Crown Copyright)<br />

(b)<br />

Biológiai kártevők 1/4


Nodular thickening of the end<br />

wall of vertical parenchyma cells as seen on the<br />

tangential-longitudinal surface of taxodium.<br />

Magnification x350 {Building Research<br />

Establishment. © Crown Copyright)<br />

Indentures, or slight depressions of<br />

the horizontal wall at its junction with the vertical<br />

wall of ray parenchyma cells in western red<br />

cedar. Magnification X 750 {Building Research<br />

Establishment © Crown Copyright)<br />

Crystals of calcium oxalate in scented<br />

guarea; magnification x4OO (Building<br />

Research Establishment, © Crown Copyright)<br />

Inclusions in cells. Silica grains in the<br />

ray parenchyma cells of Parinari species;<br />

magnification x750 (scannig electron micrograph by<br />

the Building Research Establishment. © Crown<br />

Copyright)<br />

Biológiai kártevők 2/4


Spiral thickening in the vertical fracheids of<br />

Douglas fir. Magnification x250 (Building<br />

Research establishment, © Crown Copyright)<br />

(a)<br />

Scanning electron micrograph of tyloses in a<br />

heartwood vessel of European oak.<br />

Magnification x600 (Building Research<br />

Establishment, © Crown Copyright)<br />

(b)<br />

Biológiai kártevők 3/4


Lyctus brunneus Speth (x8)<br />

(Building Research Establishment,<br />

© Crown Copyright)<br />

Stacked oak planks showing Lyctus attack<br />

confined to the sapwood (Building Research<br />

Establishment, © Crown Copyright)<br />

The house longhorn beetle (x2)<br />

(Building Research Establishment, ©<br />

Crown Copyright)<br />

Softwood roofing timber attacked by the house<br />

longhorn (Building Research Establishment,<br />

© Crown Copyright)<br />

Subterranean termite damage: wood hallowed<br />

out and filled with mud (Building Research<br />

Establishment © Crown Copyright)<br />

Biológiai kártevők 4/4


Régi faszerkezetek<br />

(BMEEOHSAAV16)<br />

2. Elõadás


1. A RONCSOLÁSMENTES FAANYAGVIZSGÁLAT FOGALMA<br />

A faanyagot, mint a természetben jelentős mennyiségben előforduló, jól megmunkálható, kis<br />

sűrűségű, viszonylag tartós, és újra termelhető anyagot az emberiség már évezredek óta használja<br />

az élet szinte minden területén. A felhasználásra kerülő faanyag megoszlása a különböző<br />

felhasználási területek között országonként változó. Kedvező szilárdsági tulajdonságai miatt<br />

számos alkalmazási területe közül kiemelkedik építőanyagként való felhasználása. Általánosságban<br />

elmondható, hogy - közvetett vagy közvetlen módon a felhasznált faanyag 60-80%-a az<br />

építéssel összefüggő területeken nyer hasznosítást.<br />

Az emberiség eddigi történelmében az eltelt évezredek alatt megszámlálhatatlan épület, építmény<br />

készült fából. Az építkezések során az elődök tapasztalatai, az apáról fiúra szálló hagyományok,<br />

az egyéni gondolatok egyaránt érvényesültek. A mesteremberek (asztalosok, ácsok,<br />

kádárok, hajóépítők) az elődök tapasztalatai alapján dolgoztak, tartórendszer kialakításánál a<br />

biztonságot teljes pontosságú számításokkal nem tudták alátámasztani, ezért pl. műemlék jellegű<br />

épületeink megmaradt eredeti faszerkezetein a túlméretezettség figyelhető meg.<br />

A mechanika tudománya ma már lehetővé teszi a faszerkezetek méretezését. Ehhez azonban<br />

ismernünk kell a beépítendő faanyag szilárdsági értékeit. A mérnöki tervezés követelte meg a fa<br />

szilárdsági, tartóssági és egyéb tulajdonságainak számszerűsítését, tehát a XX. században vált<br />

szükségessé a faanyag mind pontosabb megismerése A faanyag szilárdsági értékeinek meghatározására<br />

napjainkban elterjedt gyakorlat a kisméretű, hibamentes, egészséges próbatestekből<br />

összeállított minta sokaságon laboratóriumi körülmények között végzett mérések (törővizsgálat),<br />

ezek statisztikai kiértékelése és az így kapott eredmények általánosítása a faanyagra. Ez a kialakult<br />

klasszikus módszer pontos adatokat szolgáltat, de két problémája van:<br />

- a kis próbatesteken mért eredményeket a korántsem hibamentes és nagyméretű faanyagra<br />

alkalmazták<br />

- a roncsolásos vizsgálatok miatt a vizsgált faanyag a mérések közben tönkrement és tovább<br />

már nem volt felhasználható<br />

A kutatókat régóta foglalkoztatja a szilárdság megismerése nem csak a beépítendő faanyagok,<br />

hanem a régen beépített faanyagok esetében is. Hosszú beépítettség után a kedvezőtlen körülmények<br />

között (pl. nedvesedés) a gombák táptalajt találhatnak életműködésükhöz és roncsoló hatásuk<br />

szilárdságcsökkenést eredményez. Az, hogy a szilárdságcsökkenés milyen mértékű és a<br />

faanyag maradó szilárdsága mekkora, azt eddig csak vizuális értékelés után becsülték.<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 1/40


A szilárdság mellett tudnunk kell azt is, hogy a faanyag biológiai termék, anizotrop felépítésű<br />

és heterogén a szerkezete. Így a fa tulajdonságai jelentősen eltérnek a homogén anyagokétól<br />

(acél, beton, stb.). Annak ellenére, hogy a fa jellegzetes tulajdonságai sok problémát vetnek fel, a<br />

fát mégis érdemes építkezésekhez felhasználni, ha ismerjük az adott faanyag tulajdonságait.<br />

Mindezek után az a kérdés, hogy van-e lehetőség a felhasználásra kerülő, vagy a már beépített<br />

faanyag tulajdonságainak meghatározására laboratóriumi körülményeken kívül. A válasz IGEN.<br />

A megoldási lehetőség a roncsolásmentes faanyagvizsgálatok alkalmazása.<br />

A roncsolásmentes anyagvizsgálatoknak több figyelemre méltó előnye van:<br />

- minden tartószerkezeti elem (oszlop, gerenda) vizsgálható<br />

- a vizsgálatok ugyanazon az elemen ismételhetők akár változó körülmények között is ( pl.<br />

különböző nedvesség és hőmérsékleti viszonyok )<br />

- egy elemen többféle tulajdonság is tesztelhető és ezek összehasonlíthatók egymással<br />

Ezekkel az előnyökkel magyarázhatjuk a roncsolásmentes faanyagvizsgálatok elterjedését az<br />

egész világon, főleg az USA-ban, Japánban, Németországban és Svédországban<br />

2. A RONCSOLÁSMENTES FA ANYAGVIZSGÁLATOK TÖRTÉNETI ÁTTEKINTÉSE<br />

A műszerekkel elvégzett roncsolásmentes vizsgálatokat a fémiparban dolgozták ki. A fémiparban<br />

már évtizedek óta használják és elismerik a roncsolásmentes vizsgálatokat. A faiparra ez<br />

nem mondható el. A XX. század óriási technikai fejlődése tette lehetővé új eszközök, mérési és<br />

vizsgálati módszerek kialakítását. A kidolgozott eljárások némelyike megfelelő módosítással<br />

alkalmazhatóvá vált a faipari felhasználásra is, de gyakorlati elterjedésüknek több akadálya is<br />

volt. A fő okok:<br />

- a fémeket igen széles körben alkalmazták, a fémből készült épületek, szerkezetek tönkre<br />

menetele igen veszélyes lett volna, fából nem készültek ilyen szerkezetek<br />

- a faipari termékek értéke nem volt olyan magas, hogy elbírta volna a különböző mérések<br />

finanszírozását<br />

- a faanyag tulajdonságai, inhomogén és szigetelő jellege miatt bizonyos eljárások eleve ki<br />

szorultak a faiparból<br />

Az utóbbi években széleskörben elterjedtek a különböző fa- és faalapú szerkezetek (pl.<br />

rétegelt-ragasztott tartók) felhasználása. Ezek értékük és funkciójuk révén olyan vizsgálati<br />

eljárások kidolgozását és használatát tették szükségessé, amelyek a faanyag fizikai, kémiai,<br />

mechanikai és egyéb tulajdonságainak megbízható, pontos méréseire alkalmazhatóak.<br />

Ilyenek a roncsolásmentes faanyagvizsgálatok.<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 2/40


Az első faanyagvizsgálatokat Észak-Amerikában az 1950-es években kezdték meg. A Washington<br />

Állami Egyetem Faanyag Laboratóriuma egy új és nehéz számítógépet kapott. A számítógép<br />

tönkremeneteléhez az vezetett, hogy összetört alatta az asztal. Ez az esemény késztette az<br />

egyetem professzorát, hogy a fa roncsolásmentes vizsgálatával kezdjen el foglalkozni. Az első<br />

eszközök oszcilloszkóp és különböző rezgésdetektorok voltak. E kutatások célja a dinamikus<br />

rugalmassági modulus és a szilárdsági paraméterek közötti kapcsolat megállapítása volt.<br />

Mára a legkülönbözőbb eljárásokat dolgozták ki, elsősorban Amerikában, Japánban, Németországban,<br />

és Svédországban. Az új eljárások, pl.: a dinamikus rugalmassági modulus mérése,<br />

ultrahangos sebességmérés, akusztoultrahangos mérések, elektromágneses mérések,<br />

számítógépes tomográfia segítségével egyre több és pontosabb eredményekre vezetnek.<br />

1991. szeptemberében Vancower-ben megrendezett VIII. Roncsolásmentes Faanyagvizsgálati<br />

Szimpóziumon mutatták be a legújabb körülményeket. A roncsolásmentes Faanyagvizsgálatok<br />

széleskörű elterjedését ma még akadályozza, hogy a készülékek drágák.<br />

Magyarországon az Erdészeti és Faipari Egyetemen 1991 óta folynak roncsolásmentes faanyagvizsgálatok.<br />

Kezdetben a dinamikus rugalmassági modulus mérésén alapuló fűrészáru<br />

minősítést végezték, majd 1992-től kezdve megkezdődött a beépített faanyagok vizsgálata. A<br />

hang terjedési sebességének mérésével lehetővé válik a fa szilárdságának becslése. Különböző<br />

kisroncsolású vizsgálatokra is történtek kísérletek.<br />

3. A RONCSOLÁSMENTES FAANYAG VIZSGA LATI MÓDSZEREK<br />

A roncsolásmentes faanyag vizsgálatok közel harminc éves múltra tekintenek vissza. Már az<br />

első vizsgálatok is a faanyag szilárdságának becslésére irányultak. A roncsolásmentes faanyagvizsgálatok<br />

célja a fa olyan paramétereinek a gyors és pontos mérése, amelyek kapcsolatban állnak<br />

a hajlítószilárdsággal és segítségükkel a hajlítószilárdság nagy pontossággal megbecsülhető.<br />

A gyakorlatban alkalmazható eszközök elterjedése csak az utóbbi 10-15 évben következett be.<br />

A különböző módosítások, fejlesztések folyamatosak. A szilárdsági tulajdonságok megállapítására<br />

több fő területen folynak kutatások.<br />

1. Vizuális értékelés<br />

2. A statikus rugalmassági modulus és a térfogatsűrűség mérésén alapuló /izotópos/ eljárások<br />

(gépi szilárdsági osztályozás)<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 3/40


3. A dinamikus rugalmassági modulus mérésén alapuló eljárások<br />

4. Elektromágneses módszer<br />

5. Optikai eljárás<br />

6. Hibahely lokalizáló módszerek: - ultrahang<br />

- akuszto-ultrahang<br />

- akusztikus emisszió<br />

- mikrohullám<br />

- nukleáris módszerek<br />

Ezek közül már jó néhány gyakorlati jelentőséggel bír, míg mások még csak kísérleti stádiumban<br />

vannak. Van köztük olyan, ami a beépített faanyagok tesztelésére is alkalmas. Nem tudni,<br />

hogy melyik eljárás jelenti a legjobb megoldást. Lehetséges, hogy több eljárás kombinációja<br />

szolgáltatja a megfelelő módszert.<br />

3.1. Vizuális szilárdsági osztályozás<br />

A vizuális szilárdsági osztályozás a faanyagok szilárdsági tulajdonságai és a különböző<br />

jellemzők között meglévő összefüggéseken alapszik. A<br />

fontosabb ilyen jellemzők:<br />

- Göcsösség<br />

- Ferdeszálúság<br />

- Csavart növés<br />

- Repedezettség<br />

- Alaki hibák<br />

- Évgyűrűszélesség<br />

- Fagömbösség<br />

- Keresztmetszeti hiányok<br />

Az MSZ 15025-ös faszerkezetméretezési szabvánnyal összefüggésben kidolgozott MSZ<br />

10144. szabvány szilárdsági osztályozásra vonatkozó előírásai a hasonló témájú ECE nemzetközi<br />

szabvány előírásokból indulnak ki, illetve azoknak a hazai viszonyokhoz való módosítását jelentik.<br />

A vizuális szilárdsági osztályozás legfontosabb művelete - mely a szilárdsági kategóriába<br />

való besorolás alapját képezi - a göcs területarány (GTA) meghatározása. Ez külön történik<br />

1. ábra A göcs területarány (GTA) értelmezése<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 4/40


- a teljes keresztmetszet, illetve keresztmetszeti vetület figyelembevételével és<br />

- a húzott, illetve nyomott övet képező 1/4-résznyi szegélyzónában (1. ábra)<br />

Az eljárás alkalmazása meglehetősen bonyolult, fokozott szakmai felkészültséget és nagy<br />

gyakorlatot igényel. A vele szemben támasztott megbízhatósági igény - a szilárdsági kategória<br />

fogalmából és a faanyag felhasználásából adódóan - lényegesen magasabb, mint pl.: a fűrészáru<br />

kereskedelmi osztályozása esetében. Az osztályozás a GTA mellett, a már említett egyéb<br />

tényezőket is figyelembe vesz a kategorizálásnál.<br />

3.2. A statikus rugalmassági modulust és a térfogatsűrűség mérésén alapuló /Izotópos módszer /<br />

eljárások (gépi szilárdsági osztályozás)<br />

A gépi szilárdsági osztályozást érintő kutatások napjainkban is rendkívül széles körben folynak.<br />

Sokféle megoldás ismeretes, melyeknek kifejlesztése és gyakorlati alkalmazhatósága<br />

különböző stádiumban van. Így a mai napig nem dőlt el egyértelműen, hogy melyik eljárás jelentheti<br />

a végső megoldást. Úgy tűnik azonban, hogy a különböző eljárások egyidejű alkalmazásával<br />

és kombinálásával kell számolni.<br />

Jelenleg a gyakorlatban két eljárás, illetve berendezés alkalmazása fordul elő:<br />

- a hajlításra igénybe vett fűrészáru rugalmassági modulusa (E) és hajlítószilárdsága<br />

közötti összefüggés alapján működő berendezések,<br />

- a faanyag térfogati sűrűsége és szilárdsági tulajdonságai közötti összefüggések fegyelem<br />

bevételével konstruált berendezések.<br />

3.2.1. A statikus rugalmassági modulus: mérésén alaputó eljárások<br />

Ez az eljárás volt az első, ami a gyakorlatban széles körben elterjedt- Alapja a hajlító rugalmassági<br />

modulus és az anyag hajlítószilárdsága közti összefüggés. Ez a hajlító rugalmassági<br />

modulus mért értékei alapján szilárdsági kategóriákba való besorolást tesz lehetővé. Két<br />

alapvető eljárás van, amely a hajlító rugalmassági modulus folyamatos mérésén alapul:<br />

- Egy adott, állandó erőhatás következtében fellépő lehajlási adatokat mérik<br />

- Egy adott lehajlás előidézéséhez szükséges terhelőerőt mérik<br />

3.2.1.1. A statikus rugalmassági modulus mérésének elméleti alapjai<br />

Statikus rugalmassági modulus:<br />

A statikus rugalmassági modulust adott, még a rugalmassági határon belül maradó, erő hatására<br />

fellépő alakváltozáson keresztül definiálhatjuk.<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 5/40


Ha egy rudat F erővel meghúzunk vagy összenyomunk, a rúd a keresztmetszete függvényében<br />

alakváltozást szenved. Az adott mennyiségek közötti összefüggés alapján meghatározhatjuk a<br />

rugalmassági modulus értékét a következőképpen:<br />

Ahol:<br />

F<br />

E: a rugalmassági modulus értéke (N/mm 2 ) E [N/mm 2 ] (1)<br />

ε ⋅ A<br />

F: a rúdra hatóerő (N )<br />

l<br />

A: a rúd keresztmetszete (mm 2 ) 1<br />

ε [mm] (2)<br />

l<br />

e az F erő hatására bekövetkező relatív hosszváltozás ( mm ) 0<br />

Az (1) egyenlet alapján elmondható, hogy a rugalmassági modulus egyenesen arányos a rúdra<br />

hatóerővel és fordítottan arányos a rúd keresztmetszetével és a relatív hosszváltozással.<br />

Abban az esetben, ha egy rudat a két vége közelében alátámasztunk és a közepén adott nagyságú<br />

F erővel megnyomjuk, a rúd lehajlik. A hajlító rugalmassági modulus meghatározható a<br />

következő összefüggésekkel:<br />

Koncentrált erővel terhelt rudak esetén:<br />

1 F ⋅ l 3<br />

Ahol: E ⋅<br />

(3)<br />

E: a rugalmassági modulus értéke (N/mm 2 40 f ⋅ I<br />

)<br />

F: a rúdra ható erő (N)<br />

l: az alátámasztási köz (mm)<br />

f :az F erő hatására a rúd lehajlása a középpontban (mm)<br />

T: a keresztmetszet másodrendű tehetetlenségi nyomatéka (mm)<br />

Megoszló terheléssel igénybevett rudak esetén:<br />

5 p ⋅ l 3<br />

Ahol: E ⋅<br />

(4)<br />

384 f ⋅ I<br />

p: a megoszló teher nagysága (N/mm)<br />

A: statikus rugalmassági modulus pontos meghatározását anyagvizsgáló gépen végezhetjük el.<br />

3.2.1.2. A statikus rugalmassági modulust mérő műszerek<br />

Ma már a hajlító rugalmassági modulus meghatározására különböző konstrukciókat dolgoztak<br />

ki, amelyeknek eltérő a pontossága. Az előtolási sebesség - géptípustól függően - 50 és 300<br />

m/min között változik. Az első berendezéseket 1963-ban Észak-Amerikában alkalmazták. Elvi<br />

működésüket a 2. ábra szemlélteti. Ezekkel a berendezésekkel kizárólag 38 mm vastag, gyalult<br />

faanyagot osztályoznak, maximálisan 4 féle elemszélességgel.<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 6/40


Az Európában alkalmazott megoldások<br />

elvi működési vázlatát a 3. ábra mutatja. A<br />

COMPUTERMATIC 1969-ben, Angliában<br />

került bevezetésre. Ebből értékesítették a<br />

legtöbbet. A RAU-TE TIMGRADER (4.<br />

ábra) - mely Finnországban készül -<br />

kevésbé szerencsés megoldás, ugyanis az<br />

alacsony (510 mm) alátámasztást köz<br />

miatt nagy hajlítási erő alkalmazására van<br />

szükség, s ez a faanyag károsodását<br />

okozhatja. A továbbfejlesztés<br />

eredményeként kidolgozott COOK<br />

BOLINDERS már kiküszöböli ezeket a<br />

hibákat (5. ábra). A Dél-Afrikai<br />

Köztársaságban alakították ki a kis- és<br />

középkategóriájú fűrészüzemek számára a<br />

TRU TIMBERGRADER-t (6. ábra), mely<br />

lényegesen egyszerűbb és olcsóbb az előző<br />

berendezéseknél. Kiszolgálása kézi erővel<br />

történik, és a gépkezelő vizuálisan választja<br />

ki a vizsgálandó - leggyengébb minőségű -<br />

szakaszokat.<br />

Irodalmi adatok szerint a hajlító<br />

rugalmassági modulus és a hajlítószilárdság<br />

kapcsolatának szorosságát jellemző<br />

korrelációs kiefficiens (r) értéke 0,5-0,8<br />

között változik. Ezt a viszonylag alacsony<br />

értéket többen nem tartják kielégítőnek, és<br />

megfelelőbbnek ítélik a térfogati sűrűség és<br />

a hajlítószilárdság nagyobb szorosságot<br />

mutató kapcsolatára alapozott eljárásokat.<br />

2. ábra CONTINUOUS UJMBER TESTER CLT elvi sémája<br />

3. ábra COMPUTERMATIC elvi sémája<br />

4. ábra RAU-TE-TIMGRADER elvi sémája<br />

5. ábra COOK BOUNDERS elvi sémája<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 7/40


6. ábra TRU TIMBER GRADER elvi sémája<br />

Az l.-es képen egy CLT folyamatos faanyagvizsgáló gép (Metrigard Inc, USA) látható,<br />

amelynél a statikus rugalmassági modulust mérő görgős terhelőrendszert alkalmaztak a hajlítószilárdság<br />

mérésére.<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 8/40


3.2.2. A térfogatsűrűség mérésén alapuló eljárások (Izotópos módszer )<br />

Az eljárás a térfogatsűrűség és a hajlítószilárdság kapcsolatán alapszik. A hibamentes faanyagok<br />

hajlítószilárdságával egyenes arányban változó sűrűség meglehetősen pontos<br />

becslést biztosít a hajlítószilárdságra. A sűrűség és a hajlítószilárdság között viszonylag jó a<br />

kapcsolat. A sűrűség növekedésével a hajlítószilárdság is nő. Mivel a sűrűség befolyásolja a<br />

rugalmassági modulust és a rugalmassági modulus összefügg a hajlítószilárdsággal, ebből<br />

következik, hogy a sűrűség és a hajlító szilárdság között is jó kapcsolatnak kell lennie. Ez a<br />

gondolatsor természetesen a másik oldalról való megközelítéssel is érvényes.<br />

A térfogatsűrűség mérésén alapuló eljárásoknál a faanyag a sugárforrás és a sugárdetektor<br />

között halad át. A sugárzás áthaladásának mértékéből számolható a sűrűség, amelyből<br />

következtetnek a szilárdsági tulajdonságokra.<br />

3.2.2.1. A térfogatsűrűség mérésén alapuló eljárások elméleti alapjai<br />

A faanyag sűrűsége:<br />

A faanyagok szilárdsági tulajdonságainak egyik legfontosabb befolyásoló tényezője a<br />

sűrűség. A homogén felépítésű testek sűrűségét a test tömege és térfogata határozza meg a<br />

következő képlet alapján:<br />

m<br />

Ahol: ρ [kg/m 3 ] (5)<br />

V<br />

p: a sűrűségi kg/m 3 )<br />

m: a tömeg (kg)<br />

V: a térfogat (m 3 )<br />

Inhomogén szerkezetű anyagok esetén az összefüggés az átlagsűrűséget adja meg. Minél<br />

kisebb azonban a minta térfogata, annál inkább függ a sűrűség attól is, hogy a fa mely<br />

részéről származik. A korai és késői paszta sűrűsége is jelentősen eltér egymástól. Szintén<br />

befolyásoló tényező az anatómiai irány és a fa belsejében kialakuló fahibák. A göcs<br />

sűrűsége mindig nagyobb, mint a fa többi részéé. A göcsök jelenléte nagyban rontja a<br />

korrelációt, hiszen ezek az egyébként sűrű szöveti szerkezetű részek rontják a<br />

hajlítószilárdságot. A korhadás csökkenti, az egészséges álgeszt pedig szintén növeli a<br />

sűrűséget. A faanyag pórusos szerkezetű higroszkópos anyag. Folyadékáramlás és gőzdiffúzió<br />

folyamatosan lejátszódhat benne, ha erre alkalmas körülmények közé kerül. A 30 %-os<br />

rosttelítettségi határ alatt vízfelvétel illetve leadás hatására mind a térfogata mind a tömege<br />

jelentősen változik. Rosttelítettségi határ felett főleg a tömege, de legújabb kutatások<br />

alapján, ha nagyon kis mértékben is, a térfogata is változik. A víz tehát<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 9/40


döntő befolyással van a sűrűségre. Faanyagoknál mindig meg kell adni, hogy a mért sűrűség<br />

milyen térfogatbázisra vonatkozik.<br />

Elméleti szempontból az abszolút száraz állapothoz tartozó m sz tömeg V sz . térfogat által kiszámítható:<br />

sűrűség a mérvadó.<br />

A szakirodalomban használatos a bázissűrűség fogalma is mint anyagjellemző:<br />

m sz<br />

ρ b<br />

V<br />

Ahol:<br />

t<br />

m sz : abszolút száraz tömeg (kg)<br />

V t : rosttelítettség feletti nedvességtartalomhoz tartozó térfogat (m 3 )<br />

Az adott U % nettó nedvességtartalmú faanyag sűrűsége:<br />

m a<br />

ρ a<br />

V a<br />

Valamely U x nedvességtartalmú és p x sűrűségű faanyag sűrűségét előírt U nedvességtartalomra a<br />

következő módon lehet számítani:<br />

( )<br />

ρ u ρ x − α U x − U<br />

3.2.2.2. A térfogatsűrűség mérésén alapuló eljárások mérőműszerei<br />

Ez idő szerint a gyakorlatban két típus működik a sűrűségmérés elve alapján:<br />

- Finnograder II.,<br />

ISO-Grecomat.<br />

A FINNOGRADER Finnországban került kialakításra, mely az alábbi jellemzők egyidejű mérését<br />

és értékelését végzi:<br />

- Hőmérséklet,<br />

- Göcsarány,<br />

- Térfogati sűrűség,<br />

- Ferdeszálúság,<br />

- Nedvesség.<br />

A berendezés elvi működési sémáját az 7. ábra szemlélteti.<br />

Az ISO-GRECOMAT a volt NSZK-ban került kialakításra, s itt pillanatnyilag ez az egyetlen<br />

bevezetésre ajánlott berendezés. Elvi működési sémáját a 8. ábra szemlélteti.<br />

Ezen műszerekkel végzett sűrűségmérés elvét a 3.6.5. fejezetben, a későbbiekben részletesen<br />

tárgyalom.<br />

ρ sz<br />

m sz<br />

V sz<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 10/40


7. ábra F1NNOGRADER elvi sémája<br />

A göcsfelületmérés; B térfogati sűrűség; C rostelhajlás<br />

és nedvességmérés; 1. infravörös hőérzékelő, 2. mikrohullámforrás,<br />

3. mikrohullámú érzékelő; 4. gamma<br />

sugár-érzékelő; 6. mikrohullámú rezgéskeltő és érzékelő<br />

8 ábra ISO-GRECOMAT elvi sémája<br />

1. automatikus nedvességmérés; 2. göcs-és<br />

sűrűségmérés; 3. gamma-sugárforrás;<br />

4. ionizációs kamra<br />

A 3.2. pontban említett osztályozóberendezések néhány, üzemeltetéssel kapcsolatos<br />

jellemzőjének összehasonlítását az 1. táblázat tartalmazza.<br />

Géptípus<br />

CONTINUOS<br />

LUMBER<br />

TESTER CLT<br />

STESS-O-<br />

MATIC<br />

COMPUTER<br />

MATIC MPC.<br />

MK IV. B.<br />

RAU-TE TIM-<br />

GRADER<br />

COOK<br />

BOLINDERS<br />

SG-AF<br />

TRU TIMBER<br />

GARDER<br />

ISO-<br />

GRECOMAT<br />

FINN-<br />

OGRADER II.<br />

Osztályozóberendezések<br />

Átengedhető<br />

maximális<br />

anyagvastagság<br />

mm<br />

Maximális<br />

áthaladási<br />

sebesség<br />

[m/min]<br />

300 38 Hajlítóerő<br />

200 38 Lehajlás<br />

152 75 Lehajlás<br />

135 75 Hajlítóerő<br />

94* 75 Hajlítóerő<br />

15** - Lehajlás<br />

48 80<br />

300 75<br />

* A lamellák kétszeri átszelése szükséges.<br />

** A darabonkénti kézi kiszolgálás miatt csupán becsült adat.<br />

1. táblázat<br />

Osztályozás alapjául<br />

szolgáló mért, és<br />

értékelt jellemző<br />

Nedvességtartalom<br />

Göcsarány<br />

Térfogati sűrűség<br />

Nedvességtartalom,<br />

Göcsarány, Térfogati<br />

sűrűség,<br />

Ferdeszálúság<br />

3.3. A dinamikus rugalmassági modulus mérésén alapuló eljárások<br />

A rugalmassági modulus az anyagoknak az a tulajdonsága, amely meghatározza a terhelés<br />

hatására bekövetkező behajlás mértékét. Ez a paraméter tehát nyilvánvalóan fontos olyan szerkezetek<br />

esetében (pl. födémek), ahol behajlásra méretezünk. A másik ok, amiért ez a paraméter<br />

érdeklődésre tarthat számot, az, hogy a rugalmassági modulus jól korrelál a hajlítószilárdsággal,<br />

így felhasználható annak becslésére is. Ezt az alapelvet ma már széles körben alkalmazzák<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 11/40


fűrészáru gyártás közbeni minősítésére, ahol is a görgős rendszerek segítségével becslik a hajlítószilárdságot<br />

(3.2.1. pont)<br />

A különböző anyagok rezgési karakterisztikájára nézve meghatározóak az elasztikus tulajdonságok.<br />

A megfelelő összefüggések ismeretében tehát a szerkezetek rezgési karakterisztikájából<br />

(frekvencia, csillapodás, stb.) következtetni lehet az anyag rugalmassági modulusára. Az ilyen<br />

módon meghatározott rugalmassági modulust dinamikus rugalmassági modulusnak hívjuk, és<br />

mérésére többféle lehetőség kínálkozik.<br />

A dinamikus rugalmassági modulus megállapítására napjainkban két módszert alkalmaznak:<br />

1. A hangsebesség mérésén alapuló eljárás (longitudinális rezgés)<br />

A hangsebesség szoros kapcsolatban van a hajlítószilárdsággal. A hangsebesség mérését a faanyagok<br />

hajlítószilárdsági értékeinek meghatározására használjuk. Az anyagban a hang mini<br />

longitudinális hullám terjedési sebessége összefüggésben van az anyag fizikai, mechanikai és<br />

egyéb tulajdonságaival. A dinamikus rugalmassági modulus és a hullám terjedési sebessége,<br />

illetve csillapodásának mértéke közti kapcsolat felhasználható a dinamikus E számítására. Amerikában<br />

már általánosan elterjedtek az ezen az elven működő készülékek. Ez a módszer tette<br />

lehetővé a beépített faanyagok vizsgálatát, de sikerrel alkalmazták távvezeték oszlopok további<br />

megbízhatóságának megállapítására is.<br />

2. A halítórezgés frekvenciájának mérésén alapuló eljárás<br />

A dinamikus rugalmassági modulus mérésének alapja a faanyagban keltett rezgés. Az anyag<br />

rezgése egy olyan jelenség, amelyet a szilárdsági vizsgálatoknál is ki lehet használni. Ha a rezgéskeltés<br />

céljából megütünk egy faanyagot, az rezegni kezd, a rezgés frekvenciáját pedig mérni<br />

lehet. A szabadon rezgő test saját frekvenciájának ismeretében számítható a dinamikus rugalmassági<br />

modulus értéke, és ebből a hajlítószilárdsági érték becsülhető. Így a hajlítórezgés frekvenciájának<br />

mérése szilárdság becslésre használható.<br />

3.3.1. A dinamikus rugalmassági modulus mérése longitudinális rezgésekkel<br />

(A hangsebesség mérésén alapuló eljárás)<br />

A dinamikus rugalmassági modulus mérésére alkalmas módszerek közül az egyik<br />

legegyszerűbb a longitudinális rezgések használata. Ezt a módszert több kutató vizsgálta már, és<br />

megállapították, hogy a longitudinális dinamikus rugalmassági modulus kiválóan korrelál a<br />

hajlítószilárdsággal.<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 12/40


3.3.1.1. A hangsebesség mérésén alapuló eljárás elméleti alapjai<br />

Rugalmas hullámok terjedése hosszú rudakban (a hang: terjedési sebessége):<br />

A rugalmas hullámok terjedésénél az anyagi közeg részecskéi (térfogatelemei) között fellépő<br />

rugalmas erők játszanak szerepet. Szilárd közegben például a V térfogatelem (9. ábra) x irányú<br />

elmozdulásaként vagy rezgéseként megnyilvánuló zavar a nyomóerők folytán az x tengely menti,<br />

a nyíróerők folytán pedig az y tengely menti szomszédos elemekre is átterjed.<br />

9. ábra<br />

A rugalmas hullámok terjedési sebessége bizonyos esetekben - így például hosszú rudak esetében<br />

- egyszerű dinamikai megfontolásokkal meghatározható. Legyen a 10. ábrán látható rúd<br />

keresztmetszete A, sűrűsége p, rugalmassági modulusa pedig E. Ha a rúd bal oldali végére<br />

hosszirányban igen rövid i ideig F erő hat, pl. a rúd végére kalapáccsal ráütünk, akkor ez a rúd<br />

összenyomódásában megnyilvánuló zavar longitudinális hullámként halad jobbra bizonyos c<br />

sebességgel, és τ idő alatt 1=C* τ távolságra jut el. Legyen a rúd hosszúsága éppen ez az l távolság.<br />

Ekkor a zavar terjedését a 10. ábra szerint képzelhetjük el. Az erőhatás kezdetekor, t=0 pillanatban,<br />

még az egész rúd nyugalomban van. A t = τ időpontban a rúd bal oldali véglapja már<br />

valamilyen ∆l -lel elmozdult, de a jobb oldali véglap még nyugalomban van. A t=2 τ időben, az<br />

erőhatás megszűnte után τ idő múlva a jobb oldali véglap is elmozdult ∆l-lel. Az állandónak<br />

feltételezett F erő tehát az l hosszúságú rudat ∆l -lel megrövidíti, azaz a Hooke-törvény szerint<br />

fennáll:<br />

∆l<br />

Másrészt, a 10. ábra szerint az F* τ erőlökés hatására először a bal oldali véglap, majd egymás<br />

után valamennyi keresztmetszet elmozdul v= ∆l / τ sebességgel, tehát végeredményben úgy<br />

számolhatunk, mintha ezzel a sebességgel az egész m<br />

Ezért, az impulzustétel szerint:<br />

9. ábra 10.ábra<br />

F ⋅ l<br />

E ⋅ A<br />

vagy<br />

F ⋅ τ<br />

tömegű rúd elmozdult volna.<br />

Az F-et az előző egyenletből behelyettesítve, egyszerűsítés után a hang terjedési sebessége:<br />

E<br />

c<br />

ρ<br />

(1)<br />

A jelen vizsgálatnál a lökéshullám terjedési sebességét a longitudinális rezgés frekvenciájából<br />

határozzuk meg a következő összefüggés segítségével:<br />

c 2 ⋅ f ⋅ L<br />

F<br />

m⋅<br />

v<br />

E ⋅ A<br />

ρ ⋅ A<br />

∆l<br />

⋅<br />

l<br />

ρ ⋅ A<br />

⋅ c ⋅ τ<br />

⋅ ∆l<br />

(2)<br />

⋅ c ⋅ τ<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 13/40


Ahol:<br />

L: a próbatest hossza<br />

F: a rezgési frekvencia<br />

Ezek után a hang terjedési sebességére vonatkozó összefüggés felhasználásával:<br />

E c ⋅ v 2 4 ⋅ L 2 ⋅ f 2 ⋅ ρ<br />

A csillapítás hatása a frekvenciára:<br />

Valós esetben a longitudinális lökéshullámok által keltett rezgés - akárcsak az összes többi<br />

rezgésfajta - nem pontosan harmonikus rezgés, mert az anyag belső súrlódása és egyéb tényezők<br />

hatására a rezgés amplitúdója csökken. Ezt a jelenséget csillapításnak nevezzük. A csillapításnak<br />

több fajtája létezik, ezek közül matematikailag legegyszerűbben leírható az az eset, amikor az<br />

egymást követő amplitúdók geometriai haladvány szerint csökkennek, azaz a soron következő<br />

amplitúdó érték mindig ugyanolyan arányban csökken az előzőhöz képest. Feltételezve, hogy a<br />

vizsgált csillapodó rezgés ebbe a rezgésfajtába tartozik, a mozgást a következő egyenlet írja le:<br />

Ahol:<br />

A: az amplitúdó értéke t=0-ban<br />

e: a természetes alap<br />

P: csillapítási tényező<br />

t: idő<br />

ω: a rezgés körfrekvenciája ( 2πf)<br />

α: kezdőfázis<br />

Fontos tudnivaló, hogy a csillapító erők nem csak a rezgés amplitúdójára vannak hatással, hanem<br />

befolyásolják a periódusidőt, és ezzel a frekvenciát is.<br />

A Rayleigh korrekció:<br />

Az eddig tárgyalt összefüggések csak végleten hosszú anyag esetében szolgáltatnak teljesen<br />

pontos eredményt. Az anyagok véges hosszának figyelembe vételére Rayleigh (1945) a<br />

következő korrekciót vezette be:<br />

Ahol:<br />

f: a korrigált frekvencia<br />

f o : a mért frekvencia<br />

L: a próbatest hossza<br />

n: rezgési módusz<br />

x<br />

A ⋅ e − β<br />

⎡<br />

( )<br />

n 2 ⋅ π 2<br />

⋅ µ 2<br />

⋅ a 2 + b 2<br />

f f 0 ⋅ ⎢ 1 +<br />

24⋅<br />

L 2<br />

⎣<br />

⋅t<br />

( )<br />

⋅ sin ω ⋅ t + α<br />

⎤<br />

⎥<br />

⎦<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 14/40


H: a Poisson állandó értéke (feltételezett értéke 0,3)<br />

a,b: a keresztmetszet oldalhosszai<br />

A: fa inhomogenitása miatt a fenti összefüggés további korrekcióra szorulna, azonban az eltérés<br />

olyan csekély, hogy ez a képlet biztonságosan alkalmazható faanyagok esetében is.<br />

A hangsebesség mérést befolyásoló tényezők:<br />

- Nedvességtartalom<br />

- Hőmérséklet<br />

- A faanyag száliránya<br />

- Átlagos mikrofibrilla szög<br />

Meg kell említeni, hogy a rugalmassági modulus<br />

értéke bizonyos mértékben változik a hőmérséklet és<br />

a nedvességtartalom hatására, ami értelemszerűen<br />

befolyásolja a hang terjedési sebességét is. A<br />

növekvő hőmérséklet hatására a rugalmassági<br />

modulus lineárisan csökken, a nedvességtartalom<br />

növelésének hatására a rugalmassági modulus egy<br />

bizonyos pontig csökken, majd enyhén növekvő tendenciát<br />

mutat, vagyis a hőmérséklet és a nedvességtartalom<br />

növekedésével a hangsebesség csökken (11.<br />

ábra). A hangsebesség értéke szálirányban a legnagyobb<br />

(12. ábra). A 13. ábrán az látható, hogy az átlagos mikrofibrillaszög növekedésével a sejtfal<br />

longitudinális rugalmassági modulusa csökken.<br />

Relatív hangsebesség (PCT)<br />

Sejtfal long. rug. mod.<br />

Szálirány (fok)<br />

12. ábra A szálirány és a relatív<br />

hangsebesség kapcsolata<br />

Általános mikrofibrilla szög<br />

13. ábra Az általános mikrofibrilla szög és a<br />

sejtfal longitudinális rugalmassági<br />

modulusának kapcsolata<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 15/40


A mérés menete:<br />

A mérés első lépéseként meg kell határozni a frekvencia várható értékét- Ez a mérési tartomány<br />

meghatározása miatt szükséges. A várható frekvenciát 3.3.1.l-es fejezetben megadott<br />

képletek segítségével lehet meghatározni a fafajra jellemző átlagos rugalmassági modulus értékének,<br />

a sűrűségnek, és a próbatest hosszának a figyelembe vételével Az így meghatározott értékhez<br />

képest a mért frekvencia várhatóan nem fog ±30%-nál nagyobb eltérést mutatni.<br />

A mérést FFT analizátorral végezzük. A<br />

mérés kivitelezését a 14. ábra szemlélteti.<br />

A mérés frekvenciatartományát az<br />

előzetesen meghatározott frekvenciaérték<br />

segítségével lehet beállítani. A mikrofont<br />

közel helyezzük a próbatest végéhez,<br />

majd finoman, de határozottan megütjük<br />

az anyag másik végét egy kalapács segítségével.<br />

A próbatest bütüjének finom megkoccintásával a faanyagban egy rostirányú<br />

lökéshullámot indítunk el, ami longitudinális rezgésbe hozza a próbatestet. Itt ügyelni kell arra,<br />

hogy a mikrofon be legyen kapcsolva, valamint, hogy megfelelő kalapácsot használjunk.<br />

Méréstechnikailag fontos, hogy milyen keménységű anyagot használunk a próbatest megütéséhez.<br />

Egy lágy ütővel az időben elnyújtott koppintás miatt csak alacsony frekvenciák<br />

gerjeszthetők, míg egy kemény ütővel rövid ideig tartó koppintás után magas frekvenciák is<br />

nyerhető, vagyis a puhább anyagok jobban megfelelnek, ha alacsonyabb frekvenciát akarunk<br />

gerjeszteni, és ha magasabb frekvenciatartományban kell mérnünk, kemény kalapácsot kell<br />

használni. Általános irányelvként elmondható, hogy minél kisebb a próbatest, illetve minél nagyobb<br />

a rugalmassági modulusa, annál magasabb frekvenciát kell gerjeszteni, azaz keményebb<br />

kalapácsra van szükség.<br />

14. ábra A longitudinális hangsebesség mérés<br />

FFT analizátor segítségével<br />

Minden mérést legalább háromszor el kell végezni. A próbatest vizsgálata után el kell végezni<br />

az eredmény korrekcióját a csillapítás figyelembevételére, valamint el kell végezni a Rayleighkorrekciót.<br />

Az így korrigált átlagfrekvencia, valamint a próbatest hosszának ismeretében kiszámolható<br />

a hang terjedési sebessége a faanyagban, a 3.3.1.1-es fejezetben megadott 2-es képlet<br />

segítségével. A hangsebesség és a fa sűrűségének ismeretében a 3.3.1.1.-es fejezetben található<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 16/40


l-es képlettel meghatározható a faanyag rugalmassági modulusa (E). A rugalmassági<br />

modulusból tudunk következtetni a hajlítószilárdságra,<br />

A fent leírt mérési módszert laboratóriumi körülmények között használják. A gyakorlatban<br />

egy másik, az előző mérési módszer elvével megegyező, de mérőműszerében különböző eljárás<br />

terjedt el. Itt a mérőműszerrel nem frekvenciát mérünk - melyből a hangsebességre következtetünk<br />

-, hanem a mérőműszerről a terjedési időt olvashatjuk le. Az út és az idő ismeretében a sebesség<br />

számítható.<br />

3.3.1.3. A hangsebesség mérésén alapuló eljárás mérőműszerei<br />

A Soproni Faipari Egyetem Roncsolásmentes Laboratóriumában több, a hangsebesség mérésére<br />

alkalmas műszert fejlesztettek ki.<br />

Az első műszer 1992-ben készült.<br />

A műszer fő részei:<br />

- Kalapács<br />

- Start és stop piezoelektromos gyorsulás detektor<br />

- MHz-es kvarc oszcillátor időmérő<br />

- 4 digites folyadék-kristályos kijelző<br />

- potenciaméter a start és a stop csatorna erősítésének beállítására<br />

A készülék elvi vázlata a 15. ábrán látható.<br />

15. ábra<br />

A kalapáccsal rákoppintunk a fára, ez rezgést kelt a fában. A start detektor - amely a kalapácson<br />

van elhelyezve - érzékeli ezt a rezgést, és indítja az időmérőt, amikor a stop detektorhoz<br />

érkezik a hullám, az megállítja az órát. A kijelzőről ezt az időkülönbséget lehet leolvasni µs-ban.<br />

A detektorok távolsága adott, így az út és az idő ismeretében a sebesség számítható.<br />

Ezt a műszert továbbfejlesztették, és elkészült a FAKOPP nevű műszer első prototípusa, ahol a<br />

detektorokat egy keret segítségével a fára lehet szorítani. A műszer elvi vázlatát a 16. ábra<br />

mutatja. A műszer a kalapács által gerjesztett hang terjedési idejét méri mikroszekundumban. A<br />

start- és stopdetektorok Columbia típusúak, az egyik a start, a másik a stopjelet méri. A keretet<br />

erősen a mérendő faanyag felületére kell nyomni. A nyomóerő nagyságának legalább a 300 N-t<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 17/40


16. ábra A FAKOPP első prototípusa<br />

el kell érnie. A keret ilyen speciális kialakításának az oka az, hogy benne, a kalapács ütésére<br />

gerjedő impulzus késve érjen a detektorhoz, így a fában és a keretben futó hullámok nem okoznak<br />

zavart. A mérés során az út-idő képlelet használhatjuk a hangsebesség kiszámítására. Ezzel<br />

kapcsolatosan szükséges megemlíteni azt, hogy a számításnál korrekciós tényezőket is kell alkalmazni.<br />

A készülék szisztematikus hibája és a startdetektor kereten való elhelyezkedése miatt a<br />

korrigált hangsebesség képlet a következőképpen néz ki:<br />

Ahol:<br />

V a korrigált hangsebesség (m/s)<br />

t a FAKOPP kijelzőjéről leolvasott idő (µs )<br />

[m/s]<br />

A képletben a számláló a detektorok távolságát jelenti µs-ban, a 8-as szám pedig a konkrét készülékre<br />

és keretre méréssel meghatározott időkorrekció.<br />

A FAKOPP első prototípusa a kis hangsebességű mintáknál (pl. forgácslapok) is lehetővé teszi<br />

a mérést. A laboratóriumi kísérletekhez kész ült műszer szerkezeti kialakítása olyan, hogy<br />

elsősorban a laborban elvégzendő vizsgálatokhoz nyújt segítséget.<br />

A FAKOPP második változata, amely sokkal mobilabb és megbízhatóbb, már kiküszöböli<br />

elődje hibáit és emellett bárhol alkalmazható. Elvi vázlata az 17. ábrán, a műszer pedig a 2. képen<br />

látható<br />

V 360.000<br />

t − 8<br />

17. ábra A FAKOPP második változata<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 18/40


A mérés során a start- és stopdetektorokat kalapáccsal kell a faanyag felületébe ütni úgy, hogy<br />

azok a fa rostjaival max. 30 ° -os szöget zárjanak be, és egymás felé nézzenek. Beütés után kell<br />

bekapcsolni a sebességkijelzőt. A startdetektorra ezután nem túl nagy, de határozott ütéseket kell<br />

mérni. Az egyes ütések, vagyis mérések között legalább 3-4 másodpercnek kell eltelnie. Egy<br />

adott helyzetben célszerű 3-4 mérést végezni. A kijelzőről a terjedési idők leolvashatók, amelyek<br />

átlagát kell figyelembe venni. A vizsgálat befejezése után a detektorokat tengelyirányban kell<br />

kihúzni a kúpos tüske elgörbülésének megakadályozása érdekében. A műszer egyik fontos alkalmazási<br />

területe a beépített faszerkezetek felülvizsgálata, de előszeretettel használják élő fák<br />

bélkorhadásának feltárásakor is. Ha a fa belseje korhadt, akkor a stop érzékelőhöz megérkező<br />

első hanghullám a hibát kikerülve hosszabb úton halad át a fán, vagyis nagyobb terjedési időt<br />

mérünk, mint egészséges élő fánál.<br />

1. ábra. A hang terjedése<br />

egészséges fában<br />

2. ábra. A hang terjedése<br />

korhadt fában<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 19/40


Régi faszerkezetek<br />

(BMEEOHSAAV16)<br />

3. Elõadás


3.3.2. A dinamikus rugalmassági modulus mérése hajlítórezgésekkel<br />

(A hajlítórezgés frekvenciájának mérésén alapuló eljárás)<br />

Amint azt már a 3.3.1. fejezetben leírtam, a ( hajlítószilárdsággal is jól korreláló ) statikus rugalmassági<br />

modulus becslése megoldható un. dinamikus módszerekkel ( rezgésméréssel ) is. A<br />

dinamikus rugalmassági modulus mérésének egyik lehetősége a hajlítórezgések sajátfrekvenciájának<br />

mérése. Ez a módszer szintén jó becslést ad mind a statikus rugalmassági modulus, mind<br />

a hajlítószilárdság esetében. A hajlítási rezgések frekvenciáját szintén az anyagok elasztikus<br />

tulajdonságai határozzák meg, noha ebben az esetben a matematikai összefüggések nehezebben<br />

határozhatóak meg, mint a longitudinális rezgések esetében.<br />

3.3.2.1. A hajlítórezgés frekvenciájának mérésén alapuló eljárás elméleti alapjai<br />

Ha egy fadarabot bárhol megütünk, rezgésbe jön. Megfelelő frekvenciatartományban ez hallható<br />

is (pl. xilofon).<br />

A rudak rezgéseit leíró egyenletek mindegyike tartalmazza a faanyag rugalmasságát jellemző<br />

rugalmassági modulus értékét. Ahhoz, hogy a dinamikus hatásokat figyelembe vehessük, a rúd<br />

geometriai mérete, tömege, és egy adott befogáshoz illetve alátámasztáshoz tartozó sajátrezgési<br />

frekvenciája alapján dinamikus rugalmassági modulus értéket határozhatunk meg.<br />

A dinamikus rugalmassági érték meghatározására, annak egyenlettel való leírására a szakirodalomban<br />

több próbálkozás történt<br />

Prizmatikus rudak esetében nagyon jó közelítést ad az un. Timoshenko-elmélet. Ez az elmélet<br />

a hajlító rezgések mozgásegyenletének negyedfokú sorbafejtéséből indul ki, és a következő<br />

differenciálegyenlettel jellemzi a rúd rezgését:<br />

δ 4 r δ 2 r<br />

E<br />

0 E ⋅ I ⋅<br />

Ahol:<br />

δx 4 + ρ ⋅ A ⋅<br />

δt 2 − ρ ⋅ I ⋅ ⎜1<br />

+<br />

⎝ β ⋅ G<br />

p: nyíró faktor (1/1,2 prizmatikus rudak esetében)<br />

r: kitérés<br />

x: a futópont koordinátája a rúd hosszirányában<br />

t: idő<br />

A keresztmetszet<br />

p sűrűség<br />

I tehetetlenségi nyomaték<br />

E a hajlító rugalmassági modulus<br />

G nyíró rugalmassági modulus<br />

⎛<br />

⎞<br />

⎟<br />

⎠<br />

⋅<br />

δ 4 r<br />

δx 2 ⋅ δt 2<br />

ρ 2 ⋅ I ⋅ δ 4 r<br />

+<br />

β ⋅ G ⋅ δt 4<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 20/40


A lenti egyenlet hátránya, hogy meglehetősen bonyolult, és legalább két rezgési modulusban<br />

mért frekvenciára van szükség a megoldáshoz. A differenciálegyenletnek nincsen közvetlen<br />

megoldóképlete, csak iterációs módszerekkel számítható ki az eredmény. Előnye a módszernek,<br />

hogy figyelembe veszi a nyíró rugalmassági modulus (G) hatását is, amely különösen kis támaszközök<br />

esetén játszik fontos szerepet. A megoldáshoz használható iterációs algoritmus program<br />

rendelkezésre áll, mely szimultán határozza meg a hajlító rugalmassági modulust és a nyíró<br />

rugalmassági modulust. E program neve DYNEG.<br />

A Timoshenko egyenletnél jóval egyszerűbb az un Euler egyenlet, amely másodfokú közelí-<br />

tést használ:<br />

Ahol:<br />

A: a rúd keresztmetszete (m 2 )<br />

ρ: a faanyag sűrűsége (kg/m 3 )<br />

y: a lehajlás nagysága (m)<br />

E: a rugalmassági modulus (N/mm)<br />

I: a másodrendű tehetetlenségi nyomaték (m 4 )<br />

x: a helykoordináta<br />

t: az idő<br />

Az Euler-formulában nem szerepel a nyíróerő értéke és a nyíró rugalmassági modulus sem, így<br />

ez az egyenlet csak karcsú rudak kis kitérésű rezgéseinek meghatározására alkalmas. A differenciál<br />

egyenlet megoldása a következő:<br />

h f 2 ⋅ m<br />

E d<br />

C 2 ⋅ L 3<br />

⋅ I<br />

Az egyenletben szereplő mennyiségek:<br />

E d h : a hajlító dinamikus rugalmassági modulus (N/mm 2 )<br />

m: a rúd tömege egységnyi hosszúságra vonatkoztatva (kg)<br />

f: a rúd sajátrezgés frekvenciája ( Hz )<br />

L: a rúd hossza (m)<br />

I: a másodrendű tehetetlenségi nyomaték (m 4 )<br />

C: a befogástól és az alátámasztástól függő konstans<br />

A C értékét a szabad rezgés esetére:<br />

E ⋅ I<br />

C<br />

⎛<br />

⎜<br />

⎝<br />

δ 4 r δ 2 r<br />

δx 4 + ρ ⋅ A ⋅<br />

δt 2 0<br />

⎞<br />

1 π<br />

n + ⎟ ⋅<br />

2 ⎠2<br />

2<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 21/40


egyenlet adja meg, ahol n az alátámasztási vagy befogási mód ( 18. ábra )<br />

18. ábra A C értékei a befogási ill. az alátámasztási módok függvényében<br />

Az Euler egyenlet hibája, hogy a hajlító rezgéseknél szerepet játszó nyíró rugalmassági<br />

modulus hatását figyelmen kívül hagyja. Emiatt bizonyos esetekben a Timoshenko egyenlet<br />

pontosabb eredményt szolgáltat. A nyíró rugalmassági modulus szerepe annál fontosabb, minél<br />

kisebb az alátámasztások távolsága (pontosabban, annak a vastagsághoz viszonyított értéke).<br />

Amint az 19. ábrából leolvasható, az Euler és a Timoshenko módszerrel számított rugalmassági<br />

modulus közötti eltérés nem túlzottan jelentős, ha a csomóponti távolság és a vastagság aránya<br />

nem kisebb mint 15. Ez alatt az Euler egyenlet segítségével számított rugalmassági modulusz<br />

érték exponenciálisan csökken, és<br />

ezáltal egyre pontatlanabbá válik.<br />

Mivel jelen esetben valódi rezgő<br />

rendszerről van szó, itt is csillapított<br />

rezgések keletkeznek, akárcsak a<br />

3.3.1. fejezetben ismertetett longitudinális<br />

rezgések esetében. Ezért<br />

értelemszerűen itt is érvényesek a<br />

pontban tett megállapítások a rezgés<br />

amplitúdójára nézve, tehát itt is<br />

szükség van a frekvencia korrekciójára,<br />

ha a csillapítás hatása jelentős.<br />

19. ábra Az Euler és a Timoshenko módszerrel számított<br />

rugalmassági modulus közötti különbség (E/CH4)<br />

Az Euler egyenlettel elméletileg bármelyik, a 18. ábrán felvázolt alátámasztási és befogási<br />

feltétel mellett mérhető a dinamikus rugalmassági modulus értéke. A gyakorlatban méréstechnikailag<br />

legegyszerűbb a 3. sorban található, un. szabad-szabad rezgési séma használata. A mé-<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 22/40


és elvégzésekor ügyelni kell arra, hogy az alátámasztások megfelelő helyre kerüljenek. Az alátámasztások<br />

rugalmasságától függően, egy kis eltérés komoly torzulásokat okozhat a frekvenciaképben.<br />

A longitudinális rezgésekhez hasonlóan itt is meg kell említeni, hogy ez az elmélet is homogén<br />

anyagok esetében szolgáltat egészen pontos eredményt, de a fa esetében itt is olyan csekély<br />

eltérés mutatkozik, hogy a módszer korrekció nélkül alkalmazható.<br />

3.3.2.2. A hajlílórezgés frekvenciájának mérés módszere<br />

A longitudinális mérésekhez hasonlóan először itt is a várható frekvencia értéket kell meghatározni<br />

az Euler egyenlet megoldóképletének az átrendezésével. A rezgés úgy gerjeszthető, hogy<br />

a próbatestet egy kalapács segítségével a maximális amplitúdó helyén (azaz valamelyik támaszköz<br />

közepén) finoman megütjük. Ügyelni kell arra, hogy a próbatest valamennyi támaszra felfeküdjön,<br />

valamint, hogy ne üssünk túl nagyot, mert ilyenkor a próbatest rezgés helyett „ugrálni"<br />

kezd az alátámasztásokon. A mérés elrendezését a 20 ábra szemlélteti. A mérés elvégzése után el<br />

kell végezni az eredmény korrekcióját a csillapítás figyelembevételére a 3.3.1.1. fejezet alapján.<br />

20. ábra A mérés elrendezése<br />

3.3.2.3. A hajlítórezgés frekvenciájának mérésén alapuló eljárás mérőműszerei<br />

A Soproni Faipari Egyetem Roncsolásmentes Laboratóriumában, felhasználva a dinamikus<br />

rugalmassági modulus mérés területén elért eredményeket, a közelmúltban megkezdődtek a<br />

gerjesztett rezgés frekvenciáját meghatározó vizsgálatok. A cél az volt, hogy fűrészáru szilárdsági<br />

osztályozására alkalmas berendezést készítsenek, amellyel a szilárdsági kategória gyors méréssel<br />

megállapítható A megalkotott<br />

műszer „DIRUMO" névre keresztelték<br />

el, amelynek felépítési sémáját a<br />

következő ábra mutatja.<br />

A A "DIRUMO" elvi felépítése<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 23/40


A műszer fő részei:<br />

- IBM PC kompatíbilis számítógép<br />

- A gépbe beépített, erősítővel ellátott A/D konverter<br />

Stabilizált egyen feszültségű tápegységgel megtáplált erőmérő cella<br />

A vizsgált fűrészárut az ábra szerint a két végén kell alátámasztani. A jobboldali alátámasztást<br />

egy erőmérő cellákból álló Weastone-híd kapcsolással látják el, amely a rezgések következtében<br />

változtatja az alakját. A rezgés frekvenciáját a számítógép méri. Ebből a számítógép a megadott<br />

algoritmus alapján kiszámítja a rugalmassági modulust, majd kiírja a fűrészáru szilárdsági osztályát.<br />

A berendezés a gyakorlatban is kipróbálásra került. A mérések tapasztalatai azt mutatják,<br />

hogy a műszer nagyon jól használható minden körülmény között.<br />

3.4. Elektromágneses módszer<br />

A faipari méréstechnikában már régóta felhasználják a fa elektromos tulajdonságait, pl.; a<br />

nedvességtartalom meghatározásának különböző módjai. A dielektromos állandó mérésével<br />

meghatározható a rostkifutás mértéke. Ez segítheti a szilárdsági osztályozást.<br />

3.5. Optikai eljárás<br />

Már a kereskedelmi forgalomban is beszerezhetők a fűrészáru vizuális osztályozását üzemi<br />

sebességgel elvégző képfeldolgozó számítógépes rendszerek. A faanyagot négy oldalról négy<br />

kamera figyeli és egy nagy teljesítményű számítógép a képeket digitalizálja és értékeli.<br />

3.6. Hibahely lokalizáló módszerek<br />

3.6.1. Ultrahangos módszer<br />

A 3.3. fejezetben már szót ejtettünk arról, hogy az anyagok akusztikus jellemzői kapcsolatban<br />

vannak a mechanikai tulajdonságokkal. A longitudinális és transzverzális vibrációról szóló fejezetben<br />

leírtam, hogyan lehet meghatározni az elasztikus paramétereket az anyagban keltett rezgések<br />

segítségével. Ezekben az esetekben a rezgések frekvenciája rendszerint a hallható tartományon<br />

belül maradt, mely kb. 10 Hz és 15-20 kHz közé tehető. A 20 kHz-es határnál magasabb<br />

hangok emberi füllel már nem érzékelhetőek, ezeket ultrahangoknak nevezzük. Az ultrahang<br />

számos formában felhasználható a faanyagok roncsolásmentes vizsgálatára.<br />

3.6.1.1. Az ultrahangos anyagvizsgálat elmélete<br />

Az ultrahang használata sok tekintetben megegyezik a hallható hangéval. Szilárd anyagban<br />

ultrahang segítségével is kelthetünk longitudinális és transzverzális hullámokat. Az ultrahangnak<br />

is van frekvenciája, hullámhossza, amplitúdója és sebessége. Valódi (belső súrlódással<br />

rendelkező) anyagok esetében itt is fellép a megfelelő csillapítás.<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 24/40


Fontos különbséget jelent a hallható rezgésekkel szemben az, hogy az ultrahangos vizsgálatoknál<br />

minden esetben un. kényszerrezgéseket alkalmaznak. Ez azt jelenti, hogy ebben az esetben<br />

nem hagyják az anyagot saját frekvenciájával rezegni (miképpen a longitudinális, vagy transzverzális<br />

sajátrezgések esetében), hanem valamilyen állandó, periodikus rezgést fejtenek ki rá.<br />

Ezt például úgy lehetne modellezni, mintha az anyag egyik végét valamilyen, oszcilláló mozgást<br />

végző felülethez (pl. egy hangszóró membránjához) ragasztanánk. Ha ezek után ez a felület<br />

rezgésbe jön, rezgésbe hozza a mereven hozzáragasztott anyagrészt. Mivel az anyag nem teljesen<br />

merev, hanem rugalmas, a vibráció nem terjed azonnal tovább a szomszédos anyagrészekbe, un.<br />

fáziskéséssel követi az előző sík rezgését. Ha az oszcillációt fenntartjuk, a rezgés<br />

szinuszhullámok formájában terjed tovább az anyagban. Ekkor elmondható, hogy ezeknek a<br />

hullámoknak a frekvenciája nem függ az anyagtól, állandó marad bármilyen közegben. A hullámhossz<br />

fordítottan arányos a frekvenciával, nagy frekvenciához kis hullámhossz tartozik, és<br />

viszont. A kettő közötti arányossági tényező a hangsebesség, mely nem függ a frekvenciától, a<br />

közegre jellemző állandó. Ez utóbbi állítás csak a hangterjedés klasszikus elmélete szerint igaz, a<br />

sebességnek van egy kis mértékű frekvenciafüggése, amit a diszperzió jelensége okoz, és csak a<br />

hallható hang tartományánál jóval magasabb frekvenciákon jelentkezik. A jelenséget rendszerint<br />

az anyagban keltett rezgés által okozott hőmérsékletingadozással magyarázható.<br />

A kényszerrezgésekkel végzett anyagvizsgálatok során kétféle időtartamú hullámmal dolgozhatunk:<br />

tartós és impulzushangokkal. (21. ábra)<br />

21. ábra A tartós és impulzus hullám<br />

A hang viselkedése határfelületen (detektorfejek akusztikus csatolása):<br />

A hang más közegbe való átviteléhez határfelületeket kell leküzdeni. Amikor egy hanghullám<br />

merőlegesen érkezik két különböző anyag között lévő határfelületre, akkor nem csak reflexió,<br />

hanem a másik közegbe való behatolás is bekövetkezik. Az átbocsátón és visszavert energia<br />

nagysága mindkét anyag hanghullám-ellenállásától - az un. akusztikai keménységtől - függ. Az<br />

akusztikai keménység a következőképpen számítható:<br />

Z<br />

c ⋅ ρ<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 25/40


Ahol:<br />

c: a hullám terjedési sebessége<br />

ρ: az anyag sűrűsége<br />

A két különböző közeg határfelületén visszevert és áteresztett hangnyomás részarányait a<br />

következő képletekkel számíthatjuk ki:<br />

Z 2 − Z 1<br />

2 ⋅ Z 2<br />

R<br />

(visszaverődés) D<br />

(átbocsátás)<br />

Z 2 + Z 1<br />

Z 2 − Z1<br />

Ha a két közeg akusztikai keménység-értéke megegyező, akkor reflexió nem következik be<br />

(R = 0), és az átbocsátás maximális (D = 1).<br />

Az ultrahangos faanyagvizsgálatok tekintetében legnagyobb jelentősége a fa-levegő határrétegen<br />

jelentkező visszaverődésnek van szerepe. Például egy átlagos fenyő próbatest esetében<br />

(ρ = 500 kg/m 3 ; c = 5000 m/s) az akusztikai keménység:<br />

Z FA 500 ⋅ 5000 2.5 ⋅ 10 6<br />

kg/m 2 s<br />

Ugyanez levegő esetében (ρ = l,3 kg/m 3 ; c = 33O m/s):<br />

Z kg/m 2 LEV 1.3 ⋅ 330 429 s<br />

2 ⋅ Z<br />

A fenti képlet szerint az átbocsátás tehát:<br />

LEV 2 ⋅ 429<br />

D<br />

Z TA + Z LEV 2.5 10 6 3.43 ⋅ 10 − 4<br />

⋅ + 429<br />

Amint látható, az átbocsátás igen kicsi, ezért faanyagok vizsgálata esetében nagyon gondosan<br />

kell ügyelni arra, hogy a mérőfejek és az anyag közötti kapcsolat (csatolás) szoros legyen, azaz ne<br />

lehessen légrés a kettő között. A fémiparba a detektorfejek akusztikus csatolására vizet, olajokat ill.<br />

zsírokat alkalmaznak. A fa viszont porózus anyag és emiatt a nedvesítő anyagokat magába szívja,<br />

ezért nehéz kiválasztani a megfelelő lehetőséget az ilyen jellegű vizsgálatokhoz. Ennek ellenére az<br />

USA-ban Kent McDonald a Forest Product Laboratoryban vizes csatolású ultrahangos fűrészáru<br />

vizsgálatokkal foglalkozott.<br />

3.6.1.2. Faanyagok ultrahangos vizsgálatának módszerei<br />

Az ultrahangos vizsgálatok módszerei két csoportra oszthatóak:<br />

1. Hibahely lokalizáló módszerek<br />

2. Hangsebességet mérő módszerek<br />

Hibahely lokalizálásához a hullámhosszt a lehető legrövidebbre kell választani, vagyis magas<br />

frekvenciát kell használni, hogy a kis hibahelyekről is lehetőség legyen reflexióra. Hangsebesség<br />

méréséhez a lehető legalacsonyabb frekvenciát célszerű használni, mert a frekvencia csökkentésével<br />

az átsugározható hossz nő Az ultrahangos vizsgálatok közül két fontosabb módszert<br />

használnak faanyag esetén:<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 26/40


1. Árnyék eljárás<br />

2. Terjedési időn alapuló eljárás<br />

Árnyék eljárás:<br />

Mini már említettem, amennyiben a hangok két különböző akusztikai keménységű közeg határán<br />

hatolnak át, visszaverődés és szóródás történik, ami csökkenti az átbocsátóit mennyiséget.<br />

Ez az alapelv jól használható az anyagban keletkezett üregek, zárványok felderítésére, hiszen itt<br />

is ilyen határfelületeket kell átlépni, alkalmazása ezért elterjedt a fémipar területén. Különösen<br />

az ultrahang használható jól ilyen célokra, ahol a hullámhossz kicsi, így a kisebb méretű üregek<br />

felderítése is megoldható.<br />

A mérést olyan módon szokták kivitelezni, hogy az<br />

anyag egyik oldalára felerősítik az ultrahangos jeladót,<br />

míg a másik oldalra egy detektort helyeznek. Amenynyiben<br />

a detektor nem jelez nagy mértékű csillapítást,<br />

az anyag tömör. Ha a vizsgált anyagban légzárványok<br />

vannak, az áthaladt mennyiség kevesebb, a detektorral<br />

mért intenzitás alacsonyabb lesz (22. ábra).<br />

22. ábra Az árnyék-eljárás elve<br />

A faiparban az ultrahangos árnyék-eljárás alkalmazásának határt szab, hogy a hullámhossznak<br />

olyan nagynak kell lennie, hogy az anyagban található természetes üregek (edények) ne jelentkezzenek<br />

hibahelyként. Ebből következik, hogy a fában csak az edényeknél legalább egy nagyságrenddel<br />

nagyobb hibahelyek érzékelhetők. Egy 50 µm maximális edényméretű fafaj esetében<br />

tehát kb. 0,5 mm-es üreg már érzékelhető. Ebben az esetben a szükséges hullámhossz kb. 50 µm.<br />

Az ehhez tartozó frekvencia (c=l 500 m/s rostra merőleges hangsebesség esetén):<br />

A valóságban a faanyag erős csillapítása miatt ennél jóval kisebb értéket tudunk használni. Emiatt<br />

a kimutatható hiba minimális mérete is jóval nagyobb.<br />

Az árnyék eljárás a faiparban elsősorban a kompozitok területén terjedt el. Itt ennek a módszemek<br />

különös jelentősége van, tekintve, hogy lehetségessé válik a gyártás közben viszonylag<br />

gyakran előforduló hibahelyek azonnali észlelése. Korábban erre a célra görgőkbe épített jeladókat<br />

és vevőket használtak, amelyeket közvetlenül nekinyomtak a vizsgált panelnek (Albright és<br />

McCarthy, 1975). Újabban közvetlen érintkezés nélküli adókat és érzékelőket használnak a<br />

gyártósoron történő (un. On-line) minőség-ellenőrzés céljaira. Ez utóbbi nagy energiájú jeladót<br />

igényel. Ha nincs a vizsgált forgácslapban vagy farostlemezben üreg, a jelnek mintegy 90%-a<br />

verődik vissza vagy szóródik szét az első határfelületről, és 10% érkezik meg az érzékelőhöz.<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 27/40


Amennyiben a lapban gyártás közben üreg keletkezett, a maradék jelnek további 90%-a veszik<br />

el, és csak kb. 1% érkezik meg a túloldalon elhelyezett vevőbe. (McCarthy, 1986).<br />

A terjedési időn alapuló eljárás:<br />

Ennél az eljárásnál az átbocsátott jel csillapítása helyett annak terjedési idejét mérjük. Használják<br />

hangsebesség- és falvastagság mérésre, illetve az esetleges hibahelyek távolságának meghatározására.<br />

A faiparban az ultrahang terjedési idejét szinte kizárólag hangsebesség mérésre<br />

használják, és mindig impulzushangokkal dolgoznak.<br />

Faanyagok esetében minden esetben longitudinális lökéshullámokkal dolgozunk. Amint azt<br />

már említettem, az ultrahangos vizsgálatok nem sokban térnek el a hallható hangos (sajátrezgéses)<br />

longitudinális vizsgálatoktól, így az ott leírtak jórészt alkalmazhatók az ultrahangos vizsgálatok<br />

esetében is. Az ultrahang alkalmazásával kapcsolatban azonban meg kell említeni néhány<br />

sajátosságot:<br />

Amit az ultrahang minimális hullámhosszával kapcsolatban említettem, fokozottan érvényes<br />

faanyagok esetében, hiszen itt a homogenitás távolról sem közelíti meg pl. az acélét.<br />

A faanyag terjedési időn alapuló ultrahangos vizsgálatánál tehát rendszerint meglehetősen<br />

alacsony frekvenciát alkalmaznak. J, és H. Krautkramer (1990) 250-500 kHz-es frekvenciát<br />

javasolnak bükk próbatestek átsugárzással történő méréséhez.<br />

- A faanyag mikrostruktúrájának következtében a csillapítás minden esetben igen jelentős,<br />

tehát ultrahanggal csak viszonylag kis méretű próbatesteket tudunk vizsgálni.<br />

- Csillapítás tekintetében jelentős eltérések mutatkoznak az egyes anatómiai irányok esetében.<br />

A csillapító hatás rostirányban a legkisebb, így ebben az irányban viszonylag hoszszabb<br />

próbatestek is vizsgálhatók.<br />

A sajátrezgésen alapuló hangsebesség méréssel szemben az ultrahangnak nagy előnye az, hogy<br />

jóval rövidebb távolságok mérésére is alkalmas. Például a tanszéken kifejlesztett FAKOPP<br />

műszer alsó mérési határa rostirányban 50 cm, rostra merőlegesen 15-20 cm, míg ultrahang segítségével<br />

gyakorlatilag néhány mm-es anyagot már mérni lehet.<br />

3.6.2. Akusztikus emisszió<br />

Egy tetszőleges szerkezetben mechanikai feszültség létrehozását követően, de még az anyag<br />

tönkremenetele előtt belső mozgások indulnak meg. A mozgások következtében hangkitörésekre<br />

lehet számítani, amit akusztikus emissziónak (AE) nevezünk. Ez a vizsgálati módszer főleg<br />

fémek vizsgálatakor lehet hasznos. Példa erre a Paksi Atomerőmű reaktor tartályain végzett ilyen<br />

jellegű nyomáspróba<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 28/40


Faanyagok esetében élő fák vizsgálatára próbálják használni. A pusztulófélben lévő faanyag<br />

vízszállító edényeiben a száradáskor fellépő feszültségek következtében AE kibocsátás detektálható.<br />

A vizsgálatok kísérleti stádiumban vannak.<br />

3.6.3. Akuszto-ultrahang<br />

A 1980-as évek közepén jelent meg előszóra szakirodalomban az akuszto-ultrahangos (AU)<br />

technika. A vizsgálati módszer tulajdonképpen az akusztikus emissziós és ultrahangos vizsgálatokat<br />

ötvözi. A faiparban ragasztott kötések és ragasztott szerkezetek szilárdsági vizsgálataihoz<br />

használható- Az AU becslő paraméter és a szakítószilárdság között lévő 0,82-es korrelációs<br />

együttható nagyon jónak mondható. Az AU becslőparaméter a hossztoldáson és alapanyagon<br />

keresztül mért RMS feszültség hányadosa. Az RMS feszültség az akusztikus jel energiájával<br />

arányos. A ragasztott kötések vizsgálatán túl a módszer alkalmas a faanyagban még kezdeti stádiumban<br />

lévő korhadások kimutatására is.<br />

3.6.4. Mikrohullám<br />

A faanyagok vizsgálatához az iparban már számos helyen alkalmazott módszer során a használt<br />

mikrohullám frekvencia 10 GHz. A legösszetettebb rendszerek alkalmasak nedves-száraz<br />

sűrűség, nedvességtartalom és dielektromos állandók mérésére. Mivel a dielektromos állandók<br />

függnek az anatómiai iránytól, ezért lokális rostkifutások és ezzel göcsök helyei és mértéke határozható<br />

meg általa. A három paraméteres rendszer a következő mikrohullám paramétereket méri:<br />

- Abszorpció a fában (nedvességtartalom függő)<br />

- Fáziskésés a fában (a fa száraz tömegétől és nedvességtartalmától függ)<br />

- Depolarizáció a fában (a rostkifutás és nedvességtartalom határozza meg)<br />

A göcsök lokalizálásához kisebb hullámhosszt célszerű választani. A 10 GHz-hez tartozó hullámhossz<br />

3 cm. A módszer a gyakorlatban még nem terjedt el.<br />

3.6.5. Nukleáris módszerek (Sűrűség mérése gamma-sugárzással)<br />

Forgácslapok gyártása során folyamatos minőség-ellenőrzés egyik lépése a sűrűség mérés. A<br />

sűrűséget úgy mérik, hogy gamma-sugárzással átvilágítják a gyártósoron levő lapot. A rendszer<br />

egy sugárforrásból és egy detektorból áll. Leggyakrabban az Am-241-es sugárforrást használnak,<br />

amely γ sugárzásának energiája 59 keV. Ez a legelterjedtebb sugárforrás, mert amikor a faanyag<br />

vizsgálatához γ sugárzást alkalmazunk, a fa kis sűrűsége és alacsony átlagrendszáma miatt<br />

célszerű a kisebb energiaszinteket választani.<br />

A gamma-sugárzás és az anyag meghatározó kölcsönhatási formái a következők:<br />

- Foto-effektus (meghatározó az alacsony energiákon)<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 29/40


- Compton szórás<br />

- Párkeltés (1.02 MeV gamma energia fölött jön létre)<br />

A kölcsönhatási formáktól függetlenül igaz a sugárzás gyengítésére vonatkozó<br />

exponenciális formula:<br />

I I 0 ⋅ e<br />

Ahol:<br />

− µ ⋅d<br />

ρ<br />

I: a d rétegvastagságú közegen áthatolt gamma-sugárzás intenzitása (impulzus/s)<br />

I 0 : az elnyelő közeg nélkül mérhető gamma-sugárzás intenzitása (impulzus/s)<br />

µ: tömegabszorpciós koefficiens (cm /g)<br />

ρ: sűrűség (g/cm 2 )<br />

Az I 0 értéke a mérőrendszerünk egy állandója.<br />

A tömegabszorpciós koefficiens függ az alkalmazott gamma energiától és a vizsgált minta átlagos<br />

rendszámától. Faanyagok esetében az átlagrendszám jó közelítéssel állandó 59 keV gamma<br />

energiára µ =0,18 cm 2 /g. A nedvességtartalom kicsit csökkenti az átlagos rendszámot, ezért a<br />

nedvességtartalom növekedésével kicsit nő a (j. értéke, nedvességtartalom százalékonként 7*10 -5<br />

cm 2 /g-el.<br />

A fenti képletből látható, hogy a vastagság ismerete szükséges az izotópos sűrűség méréshez.<br />

A fenti formula csak kollimált (párhuzamosan haladó) gamma-sugárzás esetében igaz.<br />

Kollimálni ólom vagy más jó abszorpciós képességű anyaggal lehet. A pontszerű radioaktív forrást<br />

vastagon körülveszi az elnyelő anyag, melybe keskeny rést vágnak. Így keskeny, jó közelítéssel<br />

párhuzamos nyalábot lehet előállítani.<br />

A /sugárzás abszorpciójún (Foto-effektus) alapuló módszer<br />

A gamma sugárzás és az anyag kölcsönhatásában legjelentősebbek a fotóeffektusok. Így hívjuk<br />

azt a jelenséget, amely a γ kvantum és az atomban kötött elektron között lép fel. A kölcsönhatás<br />

során az elektron átveszi a γ kvantum teljes energiáját. Kollimált γ sugárzásnak egy adott<br />

vastagságú rétegen való áthaladása során az intenzitás csökken. Az intenzitás csökkenésből számolható<br />

a sűrűség. A módszert pl. forgácslap gyártása során alkalmazzák. Általa a teríték rétegvastagságát<br />

és eloszlását ellenőrzik. Az IsoGrecomat nevű fűrészáru osztályozó berendezés is e<br />

módszer alapján működik (3.2.2.2. fejezet, 8. ábra).<br />

A γ sugárzás szórásán (Compton szórás ) alapuló módszer<br />

Abban az esetben, ha a vizsgálandó anyag mindkét oldala nem közelíthető meg, alkalmazható<br />

az ún. 90°-os Compton szórás. A sugárforrás és a detektor előtt egy-egy kollimátor jelöli ki a<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 30/40


szórási szöget, amelyre a berendezés érzékeny. Az eszköz a lokális sűrűséggel arányos jelel ad<br />

arról a helyről, amelyet a kollimátorok kijelölnek. A műszert idős faszerkezetek felújítása során<br />

már kipróbálták.<br />

4. A KIS RONCSOLÁSOS FAANYAGVIZSGÁLATI MÓDSZEREK<br />

Ezek a vizsgálatok ahogy a nevük is jelzi nem teljesen roncsolásmentesek, de a kártétel olyan<br />

minimális, hogy lényegi változtatást nem okoz a faanyag minőségében. Kis roncsolásos vizsgálatok<br />

keretében a csavarállóságot, a szögbehatolást, és a RESISTOGRAPH módszert és ezeknek<br />

a hajlitószilárdsággal való kapcsolatukat szeretném ismertetni.<br />

4.1. Csavarállóság vizsgálata<br />

A faanyagok kötése, egyesítése a faiparban és ezen belül elsősorban a bútor valamint épületasztalos<br />

iparban elsősorban szegek és csavarok segítségével valósul meg. A bútoriparban a facsavarokat<br />

széleskörűen alkalmazzák különféle vasalatok felerősítésére, de szintén kiterjedten<br />

alkalmazzák más olyan kötőelemek helyett, mint a szegek és köldökcsapok, amikor teherbíró<br />

kötéseket kell létrehozni. A fa hasíthatóságával, keménységével, súrlódási ellenállásával és szöveti<br />

szerkezetével szorosan összefüggő gyakorlati tulajdonság a faanyag csavartartó képessége.<br />

4.!. !. Csavarállóság vizsgálatának elméleti alapjai<br />

A csavar behajtásakor a behatolással szemben ellenállást fejt ki, mert a behatoló csavar a rostokat<br />

széthajlítja, sőt egyeseket el is szakít. A szétválasztott farostok a csavar felületére összeszorító<br />

erőt, nyomást fejtenek ki és ez a nyomóerő szolgáltatja a csavartartó képességhez szükséges<br />

súrlódó erőt. Fontos tehát a csavarnak az ellenállása, amelyet a kihúzó erővel szemben kifejt.<br />

Ezzel az ellenállással fejezhető ki a csavarás tartóssága, tartóereje. A csavarkötések jobban tartanak,<br />

mint a szegkötések. A facsavarok kihúzásához nagyobb erő szükséges, mint a szegek esetében,<br />

ugyanis kihúzás esetén a csavarmenetben fellépő nyírófeszültségek nagyobbak.<br />

Faanyagok szeg- és csavarállóságának meghatározása, MSZ 2364-80 szabvány szerint a szeg<br />

vagy csavar kihúzásához szükséges legnagyobb erőkifejtés nagyságát úgy határozzuk meg és a<br />

faanyagnak a kihúzással szemben kifejtett fajlagos ellenállását úgy számoljuk ki, mint ezen<br />

erőkifejtés és a szeg beverési-, illetve a csavar behajtási mélységének viszonyát.<br />

A csavarállóság, mint kis roncsolásos paraméter meghatározásánál kiindulópontként vegyük<br />

figyelembe a facsavaros kapcsolatok kihúzási teherbírását. A problémát leíró alapegyenlettel az<br />

épületek facsavaros kötéseinek méretezésénél találkozhatunk. Az egyenlet a csavartartó erő<br />

nagyságát adja meg:<br />

N H<br />

h<br />

τ H ⋅ s<br />

⋅ d<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 31/40


Ahol:<br />

N h H : a facsavar kihúzásához szükséges erő (N)<br />

s: a becsavarási mélység (mm)<br />

d: a facsavar átmérője (mm)<br />

τ H : a faanyag nyíró határfcszültscgc (N/mm)<br />

Köztudott, hogy a fa inhomogén anyag, tehát a csavartartó erő függ:<br />

- A fa sűrűségétől<br />

- A csavar csavarási iránya és a rostirány által bezárt szögtől<br />

- A fa nedvességtartalmától<br />

- Anatómiai tulajdonságaitól<br />

- A rostiránytól.<br />

Általában kétkedőén fogadják vagy megkérdőjelezik a fa bütüjébe behajtott facsavarok kihúzási<br />

szilárdságvizsgálatának a gyakorlati jelentőségét. (Amikor a fa a csavar mentén elhasad, akkor a<br />

kétkedés valóban beigazolódik.) Bizonyos vázszerkezetek össze-építésekor azonban nagyon<br />

gyakran előfordul, hogy olyan kötést kell gyártani, amelyben a csavart a fa bütüjébe kell<br />

behajtani. (Fairchild 1926-ban azt tapasztalta, hogy bütüfelületek esetén a csavarok kihúzással<br />

szemben tanúsított szilárdsága a rostokra merőlegesen behajtott csavaroknál mérhető értéknek<br />

az 52%-ától 108%-ig terjed és átlagosan annak 83%-a. Cockrell 1933 vizsgálatai azt mutatták,<br />

hogy a bütünél mért értékek a szálirányra merőleges értékeknek a 44%-ától 88%-áig terjednek<br />

és az átlag érték 65%. A Faipari kézikönyv (Anon, 1955) azt állítja, hogy a bütü csavarállósága a<br />

rostra merőleges értéknek a 75%-a. A kutatók valamennyien egyetértenek abban, hogy a bütü<br />

repedései nagyban befolyásolják a bütü csavarállósági értékét, valamint az is ismert tény,<br />

hogy a bütü csavarállósági értékeinek nagyon nagy a szórása.)<br />

A Soproni Faipari Egyetem Roncsolásmentes anyagvizsgálat Laboratóriumában lineáris öszszefüggést<br />

állítottak fel a csavarállóság erőben<br />

mért értéke és a hajlítószilárdság között (23.<br />

ábra), ami azt jelenti, hogy a csavarállóság<br />

alkalmas szilárdsági értékek becslésére<br />

beépített tartószerkezetek vizsgálatánál.<br />

23. ábra A csavarállóság és hajlítószilárdság kapcsolata<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 32/40


Ugyancsak a Roncsolásmentes anyagvizsgálat laboratóriumában megállapították, hogy a<br />

nyírómodulus nagysága megbecsülhető a csavartartó erő nagyságát ismerve ( 24. ábra ).<br />

24. ábra Korreláció a nyírómodulus és a csavartartó erő között<br />

4.1.2. Csavarállóság mérés műszere<br />

A Soproni Egyetemen fejlesztették ki az előfúrás után becsavart facsavar kihúzásához szükséges<br />

hordozható készüléket, amelynek elvi vázlata a 25. ábrán látható. A készülék a CS-600 nevet<br />

kapta.<br />

25. ábra A CS-600 csavarállóság mérő műszer<br />

A műszer fő részei:<br />

1. Műszerállvány<br />

2. Csavarorsó a forgatókarral<br />

3. Csavarfogó villa<br />

4. Deformációs gyűrű a nyúlásmérő bélyegekkel<br />

5. Feszültségmérő műszer<br />

6. Tápegység<br />

A mérőeszköz alapja egy csősatu, amelyet a mérés céljának megfelelően alakítottak ki. A csavarfej<br />

megfogására szolgáló villa egy, a csavarorsó végéhez rögzített, nyúlásmérő bélyegekkel<br />

ellátott deformációs gyűrűhöz csatlakozik. A nyúlásmérő bélyegeket egy Weastone-hídon ke-<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 33/40


esztül feszültségmérőhöz kapcsolták. A rendszer energia ellátására 2 db góliátelem szolgált. A<br />

forgatókarral a csavarorsón keresztül a csavarfejre kifejtett erő következtében a fémgyűrű deformálódik<br />

és vele együtt a nyúlásmérő bélyegek is. Az áramkörben a Weastone-híd feszültségváltozását<br />

mérhetjük a feszültségmérővel. A kihúzáshoz szükséges erőt egy kalibrációs táblázatból<br />

olvashatjuk le, illetve a kalibrációs konstansokból számolhatjuk. (A kalibrálás anyagvizsgáló<br />

gépen történik.) Az alkalmazott erőmérő cella kalibrációs görbéje 6000 N-ig lineáris. Ezt tekinthetjük<br />

a terhelhetőség határának.<br />

A mérés másik fontos eszköze maga a facsavar. Nem használható fel a vizsgálathoz rozsdás,<br />

elgörbült, kitompult és a fejrészhez képest aszimmetrikus csavar. A kiválasztott csavarokat zsírtalanítani<br />

kell. Minden csavart egyszer szabad csak felhasználni.<br />

4.1.3. Csavarállóság mérési módszere<br />

A mérés menete:<br />

1. A facsavarokat óvatosan, a felületre merőlegesen becsavarjuk a fába a menet teljes hosszúságában.<br />

A csavar behajtási mélysége 20 mm± 1 mm kell legyen.<br />

Kiegészítésként szükséges elmondani, hogy a csavaros kötés létrehozása előtt előfúrás<br />

szükséges, és a csavart előfúrt lyukba helyezzük és hajtjuk be. A furat átmérője az MSZ szerint<br />

a facsavar hengeres (sima) részénél 0,9d, a menetes részénél pedig 0,6d. A furat<br />

átmérője a faanyag sűrűségének függvényében a következő:<br />

600 kg/m sűrűségig 2 mm<br />

600-700 kg/m 3 -ig 3 mm<br />

700 kg/m 3 fölött 3,5 mm<br />

Az előfúrás hossza 0,9L, ahol L a facsavar hossza. A furat mélysége legalább 15 mm±1 mm<br />

kell hogy legyen.<br />

Ezek a furatok arra szolgálnak, hogy kijelöljék pontosan a csavar helyét és elősegítsék a menetképzést<br />

a fában úgy, hogy megakadályozzák a csavar behajtásakor a fa elrepedését. Továbbá<br />

sűrű szerkezetű keményfába gyakran nehéz behajtani a csavart, hacsak megfelelő<br />

méretű furatot nem fúrnak elő a csavarnak, és még akkor is a közönséges facsavar megszakadhat,<br />

hacsak kenőanyagot nem alkalmazunk. (A közönséges csavar esetében adódó ilyen<br />

problémák miatt előnyösebb lemezcsavar típust (mélymenetű) alkalmazni, amely jó<br />

minőségű acélból készül. Rendszerint a lemezcsavarokat minden előfúrás nélkül is be lehet<br />

hajtani bármilyen mélységig a fába.)<br />

2. Ráemeljük a csősatut.<br />

3. A menetes orsóval leeresszük a csavarfej megfogó villát és ráakasztjuk a csavar fejére.<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 34/40


4. A menetes orsó segítségével felemeljük a villát, közben pozícionáljuk a csősatut. A csavarnak<br />

a furat közepén kell elhelyezkednie, továbbá ügyelni kell arra, hogy a kihúzáshoz használt<br />

erő iránya a csavar tengelyébe essen. (Ne húzzuk ferdén!)<br />

5. A csavarokat kihúzzuk. A kihúzás állandó sebességgel történjen. A kihúzás sebességét úgy<br />

kell megválasztani, hogy a vizsgálati idő legalább 1 perc, de 2 percnél hosszabb ne legyen.<br />

A kiemelés közben folyamatosan leolvassuk a voltmérőn megjelenő feszültség értéket és<br />

feljegyezzük a maximálisát.<br />

6. 1%-os pontossággal meghatározzuk a legnagyobb terhelést (F max ).<br />

7. A vizsgálat befejezése után meghatározzuk a faanyag nedvességtartalmát a szabvány<br />

előírásai szerint. Azokat a vizsgálati eredményeket, amelyeknél a faanyag nedvességtartalma<br />

több mint 2%-al eltér az előírt nedvességtartalomtól, figyelmen kívül hagyjuk.<br />

A mérés a 3. képen látható.<br />

4.2. Szegbehatolás<br />

4.2.1. Szegbehatolás vizsgálatának elméleti alapjai<br />

A mérés elve, hogy állandó erővel lőjük be a szeget a faanyagba, és a behatolást mérjük. Kutatók<br />

szerint a behatolási mélység és a sűrűség között szoros korreláció van, és ebből következtethetünk<br />

a szilárdságra. Ha ugyan akkora erővel lőjük be a szeget az anyagokba, akkor a nagyobb<br />

hajlítószilárdságú fába kevésbé mélyen hatol be a szeg, mint a kisebb hajlítószilárdságúéba..<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 35/40


4.2.2. Szegbehatolás mérés műszerei<br />

A szegbehatolást a Pilodyn nevű műszerrel mérhető. Ezt a készüléket néhány éve fejlesztette<br />

ki a svájci Proceg cég. A készülék fő részei:<br />

- Fémhenger<br />

- Rugó<br />

- 2 mm átmérőjű szeg<br />

- szegfelhúzó rúd<br />

- elsütő szerkezet<br />

Az állandó erőt az azonos módon felhúzott rugó biztosítja. Külön e célra tartozik a műszerhez<br />

egy szegfelhúzó rúd. A rugót egy biztosító-szeg tartja összenyomva, ennek elmozdításával lép<br />

működésbe a szerkezet, vagyis a rugóerő kilöki a szeget a fa felületére. A Pilodynnal gyors mérésre<br />

van lehetőség, de használatánál figyelni kell az elsütő billentyűre, nehogy véletlen elsülése<br />

balesetet okozzon.<br />

A Pilodyn-faanyagmérő műszer három alkalmazási lehetőségéről számol be az irodalom:<br />

- építőanyag osztályozása<br />

- oszlopok szilárdság becslése<br />

- állófák minősítése<br />

4.2.3. Szegbehatolás mérési módszere<br />

A szögbelövést a próbatest két egymásra merőleges felületén kell végrehajtani. A mérés végrehajtásakor<br />

először a szögfelhúzó rúd segítségévet alaphelyzetbe kell állítani a műszert, majd<br />

rányomni a fára és elsütni. így a rugó belövi a szeget a fába. A műszeren elhelyezett skáláról<br />

közvetlenül leolvashatjuk a behatolási mélységet.<br />

A műszer használhatóságát jelentősen befolyásolja az évgyűrűk helyzete, vastagsága, a fa<br />

szöveti szerkezete. A lazább szerkezetű tavaszi pasztába mélyebben hatol be a szeg, mint a keményebb<br />

kései pasztába. A radiális irányból történő vizsgálat részben kiküszöböli ezt a problémát.<br />

4.3. A RESISTOGRAPH módszer<br />

A beépített faanyag állapotának vizsgálatához nagy segítséget nyújt a német fejlesztésű<br />

RESISTOGRAPH nevű műszer. Különösen jó szolgálatot tehet a fakötések állapotának megállapításánál,<br />

de használható élőfa, valamint vezetékoszlop vizsgálatánál is. A műszer felépítése a<br />

26. ábrán látható.<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 36/40


26. ábra A műszer felépítése és alkalmazási lehetőségei<br />

A fúrógép /1/ egy központi egységhez /2/ csatlakozik, melynek részei:<br />

- Akkumulátor, amely a fúró működéséhez szükséges áramot biztosítja<br />

- Vezérlő egység a hozzá tartozó vezérlő elektronikával<br />

- Nyomtatóegység, amelyen fúrás közben a profil 1: l-es méretarányban jelenik meg.<br />

A nyomtató egységhez szükség szerint csatlakoztatható egy PC /3/ (Lap Top)<br />

A fúrószerszám (27. ábra) egy 3 mm átmérőjű tűfúró, amely az évgyűrű analízis céljaira is<br />

megfelel A fúrás maximális sűrűségfelbontást biztosít, a jellegzetes geometriai kialakítás<br />

lehetővé teszi az egyenes fúrást.<br />

27. ábra A fúrószerszám<br />

A rendszer működési elve a következő:<br />

A megfelelő előtolási sebesség beállítása és a fúrógép rögzítése után a kívánt helyen elkezdjük<br />

a fúrást. A rögzítés azért fontos, mert a hibás, bizonytalan befogás a fúrótű beszorulásához,<br />

töréséhez vezethet. A készülék a grafikont a fúráshoz használt teljesítmény és a faanyag<br />

sűrűségének kapcsolata alapján veszi fel. Abban az esetben, ha a fúró egy nagyobb sűrűségű<br />

anyagban halad, nagyobb teljesítmény szükséges az előrehaladáshoz, mint kisebb sűrűségű<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 37/40


anyag esetében. Jól tudjuk, hogy a sűrűség egy anyagon belül sem állandó (pl. a korai és késői<br />

paszta sűrűségkülönbsége), de a korhadás és göcs közelében is jelentős eltérés tapasztalható az<br />

egészséges faanyaghoz képest. A rajzolt grafikonok alapján tehát következtetni lehet a beépített<br />

faanyag, valamint a kialakított fakötések belső szerkezetére.<br />

Ha szigorúan vesszük a roncsolásmentes vizsgálat fogalmát, akkor a RESISTOGRAPH mérést<br />

egy kisroncsolásos vizsgálatnak tekinthetjük. Figyelembe véve azonban a fúrószerszám méretét<br />

és azt a 3 mm átmérőjű furatot amit csinál, belátható, hogy a faanyag szerkezete gyakorlatilag<br />

nem megy tönkre. A vizsgálat tehát a roncsolásmentes mérések közé sorolható.<br />

A továbbiakban néhány RESISTOGRAPH műszer által készített ábrát kívánok elemezni. A<br />

28. ábra a fenyő évgyűrűszerkezetét mutatja. Folytonos vastag vonallal a röntgennel készített<br />

grafikon, vékony szaggatott vonallal a RESTSTOGRAPH által készített grafikon látható. Ha öszszehasonlítjuk<br />

a két görbét, észrevehetjük milyen kicsi a különbség a kettő között. A módszer<br />

tehát jó közelítést ad a faanyag belső szerkezetéről.<br />

28. ábra Fenyő évgyűrűs szerkezete RESISTOGRAPH mérés alapján<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 38/40


A 29. ábrán egy egészséges fenyő fűrészárut láthatunk. Megfigyelhető a korai és kései paszta<br />

sűrűségkülönbsége, és hogy az átlagos érték csak minimális értékben változik.<br />

29. ábra Az egészséges fenyő fűrészáru képe RESISTOGRAPH mérés alapján<br />

A 30. ábrán kezdődő gombabontás jellegzetességei figyelhetők meg fenyő fűrészárun. A paszták<br />

közötti dinamika lecsökken, különösen a gombabontás helyén.<br />

30. ábra Kezdődő gombabontás jelei fenyő faanyagon<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 39/40


A 31. ábrán átmeneti gombakárosítási stádium jelei láthatóak. Tovább csökkent a dinamika és<br />

nőtt a rontott keresztmetszet. A károsítás helye folytonos vonallal van jelölve.<br />

31. ábra Gombakárosított fenyő faanyag<br />

A 32. ábra előrehaladott gombakárosítást mutat. A fúrás során gyakorlatilag nincs ellenállás.<br />

32. ábra Előrehaladott gombakárosítás fenyő<br />

Roncsolásmentes favizsgálati módszerek 40/40


Régi faszerkezetek<br />

(BMEEOHSAAV16)<br />

4. Elõadás


Vegyes falak:<br />

A - állósövény<br />

B - fekvősövény<br />

C - földbe ültetett nádfal<br />

D - táblázatos sövényfal<br />

E - táblázatos nádfal<br />

F - cölöpágasos váz<br />

tapasztott sövény- vagy<br />

tapasztott nádfal<br />

vázkitöltéssel<br />

G -cölöpágasos szerkezet<br />

állósövény<br />

vázkitöltéssel.<br />

H - rejtett kőkelyhes<br />

oszlopváz vályogtégla<br />

falban<br />

I - talpas keretvázas<br />

szerkezet tapasztott<br />

sövény vázkitöltéssel<br />

J -talpas keretvázas<br />

szerkezet tornáccal,<br />

vályogtégla, tégla, illetve<br />

lécek közötti<br />

vályogtöméssel.<br />

Népi épületszerkezetek 2/2


Fafalak:<br />

A - keresztvéges rönkborona sekély fészkeléssel<br />

B - keresztvéges rönkborona mély fészkeléssel<br />

C - keresztvéges pallóborona<br />

D - csapolt borona<br />

E - faragott keresztvéges borona szerkezete<br />

F -talpas, keretvázas zsilipek palló.<br />

Ácskötések népi<br />

tetőszerkezetekben.<br />

Népi épületszerkezetek 3/3


Kerítések, kapuk:<br />

A - árok, sövény<br />

B - karámkorlát<br />

C -fekvősövény<br />

D - nádkerítés<br />

E - vályogfal<br />

F - léc-kerítés<br />

G - állódeszka-kerítés<br />

H - fekvődeszkakerítés<br />

I - deszkakapu<br />

J - tőkéskapu<br />

K-L - kettős nagy- és<br />

kiskapu, általános,<br />

M - cinterem fedeles<br />

kapuja. Sajókeresztúr<br />

N - fedeles kiskapu<br />

O - régi típusú<br />

székely kapu (részei:<br />

láb, nagykapu,<br />

kiskapu, rács,<br />

hónaljkötés, agy fa,<br />

láda, tető)<br />

Népi épületszerkezetek<br />

4/4


Födémek:<br />

A - gerendafödém<br />

dorongterítéssel<br />

B - gerendafödém<br />

tapasztott nádterítéssel<br />

C - pórfödém egyszerű<br />

deszkaterítéssel<br />

D -pórfödém átfedett<br />

deszkaterítéssel<br />

E - pórfödém<br />

pallóterítéssel<br />

F -pólyás, tapasztott<br />

gerendafödém<br />

G - borított,<br />

stukaturozott gerendafödém<br />

H - poroszsüveg<br />

boltozat fagerendára<br />

illetve acélgerendára<br />

I -mestergerendás<br />

pórfödém<br />

J - ua. merevítővel és<br />

támasztóoszloppal<br />

(Boldoganya)<br />

K - konyha<br />

dongaboltozata ráépített<br />

szabadkéménnyel.<br />

Népi épületszerkezetek<br />

5/5


Nádfedés:<br />

A - ereszdeszka támasztéka<br />

B - ereszverő<br />

C - nád verő eszközök<br />

D - nádkötő fák<br />

E - gerinc fonással<br />

F - kalodafákkal<br />

G -korccal<br />

H - cserepezve<br />

Szalma- és zsúpfedés:<br />

A - laposon szalmafedés,<br />

1. eresz léccel<br />

2. ereszdeszkával<br />

B - teregető vagy felvert zsúp<br />

kötözött zsúp<br />

D - lépcsős zsúp<br />

3. fejes bábu<br />

4. sima bábu<br />

5. bábu<br />

6. gerincképzés-változatok<br />

7. csúcsdíszek.<br />

Népi épületszerkezetek 6/6


Tetőformák:<br />

A - bogárhátú<br />

B - félnyereg<br />

C - sátor<br />

D - kúpos<br />

E - nyeregtető teleoromzattal,<br />

osztópárkánnyal<br />

F - üres oromzat<br />

G -csapott, osztópárkánnyal<br />

H - üres vízvezetővel<br />

I - dőlt, üres oromzat<br />

J - üres előálló (támasztott vagy<br />

konzolos)<br />

K - kontyolt<br />

L - füstlikas (kontyolt)<br />

M - üstökös<br />

N - sapkás<br />

O - csonkakonty teleoromzattal<br />

P - csonkakonty üres oromzattal<br />

Q - dőlt csonkakonty<br />

R - hosszú csonkakonty<br />

S - kontyolt kuklás<br />

T - kontyolt álmanzárd<br />

U - manzárd teleoromzattal.<br />

Népi épületszerkezetek 7/7


Tetőszerkezetek:<br />

A- bogárhátú<br />

B - boronatető<br />

C - nagy ollólábas<br />

D - ágasfás-szelemenes<br />

D1. oromzatos<br />

D2. kontyolt<br />

D3. üstökös<br />

D4. sapkás<br />

E - félágas<br />

F - ollólábas<br />

F1. oromzatos<br />

F2. dőlt csonka-kontyos<br />

G - aszimmetrikus ollólábas<br />

H - szarufás<br />

H1. füstlikas kontyolás<br />

H2. csonkakonty<br />

F - teleoromzat<br />

I - szarufás különálló ún.<br />

tűzmentes födémmel<br />

J - oromfal-szelemenes<br />

K - oromzatú, állványos<br />

„fachwerk"<br />

L-M - állványos tetők<br />

N - jármos csűrszerkezet<br />

N1. ua. kontyolva<br />

O - széles jármos csűr<br />

P - állványos pajta<br />

Q - ollólábas pajtatető<br />

torokgerendával és<br />

anélkül<br />

Népi épületszerkezetek 8/8


Régi faszerkezetek<br />

(BMEEOHSAAV16)<br />

5. Elõadás


Alföldi gabonatárolók:<br />

A- föld alatti vermek<br />

B - föld feletti boglya alakú<br />

gabonások<br />

C-D - szántalpas hombárok<br />

Martonos, Sztapár<br />

E - ácsolt gabonás<br />

F-G - falazott magtárak.<br />

Népi épületszerkezetek 9/9


Háztípusok a XVIII-XIX. századból:<br />

A megkülönböztetés lehető-ségei:<br />

1. alaprajz<br />

2. falszerkezet<br />

3. bejárat,<br />

4. tetőforma<br />

5. födém<br />

6. eresz, tornác<br />

7. tüzelők<br />

8. füstelvezetés<br />

9. homlokzatok stb.<br />

Általános példák:.<br />

A - közép-nyugat-dunántúli<br />

B - Balaton-felvidéki<br />

C - felföldi<br />

D - sárréti<br />

E - alföldi,<br />

F - felső-Tisza-vidéki, szamosi,<br />

G-H - székelyföldi.<br />

Népi épületszerkezetek 10/10


Székelyföldi és csángó házak<br />

A - Gyimes<br />

B - Csíkmenaság<br />

C - Énlaka<br />

D - Nagypatak<br />

E - Bikkfalva<br />

F - Bogdánfalva<br />

Népi épületszerkezetek 11/11


Átmeneti vagy ritka<br />

házformák:<br />

A - Iklad<br />

B - Tard<br />

C - Noszvaj, barlanglakás<br />

D - Paszab, földház<br />

Népi épületszerkezetek 12/12


Haranglábak:<br />

A - Csöde<br />

B - Lukácsháza<br />

C - Nábrádfa<br />

Fatornyok:<br />

F - Nádújfalu<br />

G - Szabolcsbáka<br />

H - Tiszacsécse<br />

D - Bárszentmihályfa<br />

E - Nemesnép<br />

Népi épületszerkezetek 13/13


Malmok:<br />

A - szárazmalom<br />

B - taposómalom<br />

C - tiprómalom<br />

D - szélmalom<br />

E - széldaráló<br />

Népi épületszerkezetek 14/14


Régi faszerkezetek<br />

(BMEEOHSAAV16)<br />

6. Elõadás


A XVI.-XIX. századi ácsolt tetőszerkezetek<br />

Magyarországon


16-19. SZÁZADI ÁCSOLT TETŐSZERKEZETEK MAGYARORSZÁGON<br />

A régi ácsolt tetőszerkezetekkel az ismert szakirodalom<br />

alig-alig foglalkozik annak ellenére,<br />

hogy azok az épületek megjelenésének meghatározó<br />

elemei. Egy-egy leíráson túl csak néhány<br />

18-19. századi mintakönyv nyújt némi<br />

tájékoztatást erről a fontos, de anyagában<br />

pusztulékony szerkezetről.<br />

Lassan harminc éves tervező és műemlékhelyreállító<br />

munkám során, mely kiterjedt a<br />

mai Magyarország egészére, mind többször találkoztam<br />

érdekes, ácsolt tetőszerkezetekkel. A<br />

lassan bővülő ismeretanyag rendszerezése egyre<br />

indokoltabbnak látszott és fokozatosan nélkülözhetetlenné<br />

vált. 1 A rendszerezést erőtani<br />

szempontok szerint hajtottam végre, ezt indokolta,<br />

hogy a megismerés célja majd minden<br />

esetben a tetőszerkezet megőrzése, helyreállítása<br />

volt és így a szerkezetekkel való elméleti<br />

foglalkozásom igen közel került a gyakorlati<br />

felhasználhatósághoz. A feldolgozás során elkülönítettem<br />

a középkori, illetve a középkori<br />

jellegű és a barokk szerkezeti rendszert, megfigyeltem<br />

egy, mindkét rendszer elemeit felhasználó,<br />

ún. kevert csoportot is.<br />

amely az áthidaló gerendán nyugszik. Ezekből<br />

a merev síkháromszögekből egy tetőszerkezeten<br />

belül általában két megoldás található,<br />

melyek közül azt, amely a hossztartó függőleges<br />

oszlopához kötődik főszaruállásnak (a),<br />

míg a többi mellékszaruállásnak (b) nevezhető.<br />

Mindkét fajta szaruállásban megtalálható az<br />

alsó kétoldali kötőgerenda, amely az áthidaló<br />

gerendát és a szaruzatot kapcsolja össze, valamint<br />

a vízszintes torokgerenda (vagy torokgerendák)<br />

a két oldalsó szarufa között A főszaruállások<br />

további kötőgerenda párjai vagy az áthidaló<br />

gerendából, vagy a hosszrács oszlopaiból<br />

indulva emelkednek a torokgerendáig vagy<br />

a szaruzatig, így biztosítva annak újabb megtámasztási<br />

pontokat. A mellékszaruállás kötő-<br />

Középkori szerkezeti rendszer<br />

A középkori szerkezeti rendszer két fő alkotó<br />

eleme két egymásra merőleges, többszörösen<br />

határozatlan síkbeli merev szerkezet, melyek<br />

önmagukban nem bírnak stabilitással. Összekapcsolásukkal<br />

alakult ki az a térbelileg merev<br />

szerkezeti rendszer, amely biztosan támaszkodva<br />

a teherhordó falakra, hosszú időn át képes<br />

alakváltozás nélkül hordani a külső héjalást.<br />

A két összekapcsolódó szerkezetet az épület<br />

tengelyéhez képest elfoglalt helyük szerint<br />

haránt, illetve hossz szerkezetnek nevezem.<br />

A haránt-szerkezet az épület hossztengelyére<br />

merőleges, általában 45 foknál nagyobb dőlésszögű<br />

oldalakkal, Önmagában merev, függőleges<br />

tengelyére szimmetrikus síkháromszög,<br />

35. kép- Kötőgerendák kereszteződése és fél fecskefarkos kötés<br />

gerendapárjai az áthidaló gerendáról - vagy<br />

nagyobb méretek esetén a torokgerendáról is<br />

indulva - emelkednek a szaruzatig, hogy azt<br />

megtámasszák.<br />

A kétfajta szaruállás általában egymást váltogatva<br />

(a-b-a-b) vagy a mellékállások megismétlésével<br />

(a-b-b-a) ritmusban kerül elhelyezésre,<br />

de az azonos állások ismétlése is<br />

létezik (a-a-a).<br />

A hossz-szerkezet az épület hossztengelyével<br />

párhuzamosan elhelyezkedő hosszrács -<br />

vagy, nagy méretek esetén hosszrácsok - a haj-<br />

Középkori magyar ácsolt tetőszerkezetek 1/24


36. kép. Forró, r. k. templom, főszaruállás 37. kép. Forró, r. k. templom, mellékszaruállás<br />

lításra igénybevett áthidaló gerendákra támaszkodva<br />

épül meg és a szerkezet hosszirányú merevségét<br />

biztosítja.<br />

A hosszrács mindig talpgerendán nyugszik,<br />

melyről oszlopok és merevítők indulnak a fejgerendáig.<br />

Nagyobb mértek esetén a rács többszintes<br />

olymódon, hogy a fejgerenda a következő<br />

szint talpgerendájának a szerepét is betölti.<br />

A többszintes rácsok oszlopai minden esetben<br />

egy darabból készülnek, míg a merevítők<br />

vagy szintenként, vagy átfutó elemként kerülnek<br />

kialakításra. A hosszrács oszlopai a főállásokban<br />

helyezkednek el és a haránt irányú<br />

kötők az oszlopba metszenek bele, vagy arról<br />

indulnak. A mellékszaruállás kötő elemei a<br />

hosszráccsal sohasem találkoznak. A hosszrács<br />

fejgerendáira ülnek fel általában a szintenként<br />

elhelyezett torokgerendák, de ettől független<br />

elhelyezkedésre is van példa.<br />

A középkorinak nevezett szerkezeti rendszerben<br />

a szerkezet egyes elemei erőtanilag is<br />

több fajta igénybevételnek vannak kitéve. Az<br />

áthidaló gerenda összefogja a falakat és hordja<br />

a hosszrácsot (hajlítás). A torokgerendák<br />

összefogják a szaruzatot és kitámasztják a<br />

hosszrács fejgerendáját (húzás és nyomás).<br />

Az erőtani elemzés arra mutat, hogy a készítők<br />

a szaruzat síkját kívánták a sok megtámasztással<br />

alakváltozás mentessé tenni, és különleges<br />

jelentőséget tulajdonítottak a szerkezet<br />

hosszmerevségének. A funkcióknak az<br />

ilyen módon történő elválasztása és a teljes<br />

szerkezet egységes kezelése az, amely ezt a<br />

rendszert lényegesen megkülönbözteti a barokk<br />

tetőszerkezeti rendszertől.<br />

A középkorinak nevezett tetőszerkezetek jellemző<br />

anyaga a bárdolt tölgyfa. Az elemeket<br />

feles lapolással, fecskefarkos kötéssel és ke-<br />

ményfa vendégcsappal, illetve variációikkal kötik<br />

egymáshoz. (35. kép) Ez a kötésmód, a beépített<br />

gerendára húzást és nyomást egyaránt<br />

át tud adni és a vendégcsap az elhelyezés síkjára<br />

merőleges mozgást is képes felvenni. Egyegy<br />

ilyen csomópont vagy a kötések rengetegével<br />

szabdalt oszlop a mesterségbeli tudásnak<br />

különleges tanúja. Az ácsok teljesítményének<br />

értékét tovább emeli, ha figyelembe<br />

vesszük, hogy csak a ferdeszögű ácsszekerce,<br />

bárd és véső, valamint a fúró állott rendelkezésükre<br />

az anyag erdei kitermelésétől a beépítéséig.<br />

Az építési technológia menetét sajnos nem<br />

ismerjük. Valószínű, hogy az épület méreteinek<br />

ismeretében zsinórpadot készítettek az építők<br />

és itt szabták, illesztették az egyes elemeket<br />

keresztmetszetekre, illetve a hosszrácsos<br />

tartóra bontva a szerkezetet. Az így elkészült<br />

teljes szerkezetet aztán a falak megépülte után<br />

a helyszínen állították össze. Ezt látszik alátámasztani,<br />

hogy az elemeket számozták és betűjelzéssel<br />

látták el, mely jelzések egyértelmű<br />

feloldása mindezideig nekem nem sikerült. A<br />

feltételezettnek azonban nagymértékben ellentmond,<br />

hogy a megismert szerkezetek precízek,<br />

pontosak, holott az élő anyag (a tölgyfa különösen)<br />

a leszabás és a beépítés közötti időben<br />

jelentős mértékben változtathatja alakját. A<br />

hossz- és keresztirányú elemek találkozást pedig<br />

csak a teljes szerkezet „szárazon" való<br />

összeállításakor lehet pontosítani. A másik lehetséges<br />

megoldás á teherhordó falak elkészülte<br />

után az áthidalógerendákon kialakuló szinten<br />

történő azonnali megmunkálás és összeállítás.<br />

Ezt támasztja alá például az avasi templom<br />

fedélszerkezetének különleges nagy mérete,<br />

s az, hogy a szerkezetet a gyakorta alkal-<br />

Középkori magyar ácsolt tetőszerkezetek 2/24


mazott görbe, elcsavarodott fákhoz igazították.<br />

Nehéz elképzelnünk azonban, hogy ilyen ideiglenes<br />

állványokon ilyen pontos munkát végeztek<br />

volna. Így tehát a munkamenet kérdéseit<br />

ma sem látom megoldottnak.<br />

Az előzőekben főbb vonalaiban körülhatárolt<br />

tetőszerkezeti rendszert, azért neveztem<br />

középkorinak, mert a legkorábbi ismert magyarországi<br />

ilyen tetőszerkezet a 15. század végéről<br />

való 2 , mert hasonló szerkezeteket építettek<br />

a 16. században is, s végül azért, mert jellegzetesen<br />

különbözik a 18. századi később<br />

tárgyalt barokk tetőszerkezetektől. A mai Magyarország<br />

területén a kutatás az egy sopronitól<br />

eltekintve, a töröktől meg nem szállt keleti,<br />

észak-keleti vidékeken talált középkori tetőszerkezetekét.<br />

A fellelhető emlékek a középkori<br />

építésű templomok fölött találhatók és némelyikről<br />

feltételezhetjük, hogy az a kőszerkezetekkel<br />

egyidős (Korlát ref. tpl.).<br />

A továbbiakban részletesen ismertetem három<br />

templom tetőszerkezetét, majd röviden a<br />

többi általam ismert, középkori jellegű fedélszerkezetet.<br />

Forró, római katolikus templom (Borsod-Abaúj-Zemplén<br />

megye)<br />

A falu közepén emelkedő, a nyolcszögű három<br />

oldalával záródó szentélyű, keletelt gótikus<br />

templom, 14-es számjelzésű szaruállásának<br />

áthidalógerendáján a következőket közli az<br />

ácsmester, latin nyelvű vésett feliratában: (betű<br />

szerint)<br />

IAC ROS.MO.FA.PRI SECUNDO.MICHA GOMBOS<br />

PASTORIS MO AL VA.KE. QUI<br />

REPAR.TEMP.HOC.ANO DO. 1591.<br />

TEMPORE.IVDEX PR.IA.SEL.GR.PA COLE IO<br />

KO.IVR.VABOR.ST.SI NI V TO CE<br />

Azaz: a templomot 1591-ben állították hely-re,<br />

Alattyáni Mózes lelkipásztorsága idején, és a<br />

második mester Gombos Mihály volt. Úgy<br />

véljük, ő véshette fel ezt a szöveget 3 , melynek<br />

további részei még feloldásra várnak.<br />

A közölt felirat ugyan helyreállításról beszél,<br />

azonban fel kell tételeznünk, hogy nem<br />

egy korábbi fedélszerkezet javításáról, hanem<br />

a meglévő templom falainak rendbehozataláról<br />

és egy új fedélszerkezet készítéséről értesít<br />

bennünket a mester. Ezt látszik bizonyítani<br />

a szerkezet egységes volta és a szaruzat folyamatos<br />

számozása is. A tetőszerkezet tehát<br />

1591-ben készült.<br />

38. kép. Forró, r. k. templom, hosszmetszet<br />

A tető két keresztmetszetének szerkezeti elrendezésében,<br />

illetve erőjátékában alapvető különbség<br />

nem észlelhető: az oszlop a hosszmerevítő<br />

rendszer része. Ennek ellenére a könynyebb<br />

tárgyalhatóság érdekében (mint korábban<br />

jeleztem) - főszaruállásként (a) és mellékszaruállásként<br />

(b) fogom a különböző keresztmetszeteket<br />

értelmezni, itt és a következőkben<br />

is. (36-38. kép)<br />

A minden szaruállásban lévő áthidaló (tartó)<br />

gerenda a teherhordó falakon nyugvó sárgerendára<br />

támaszkodik és olyan mértékig nyúlik<br />

a falak külső oldalán túl, hogy a főpárkány<br />

kialakításához helyet biztosítson a fölötte<br />

lévő vízcsendesítőket fészkes horgolással kötötték<br />

a gerendavégekre, így adtak lehetőséget<br />

a további kiülés megoldásához. Ezt a megoldást<br />

a későbbi átalakítások megszüntették. A<br />

szarufákat a sárgerenda fölött, egyszerű beeresztéssel<br />

kapcsolták az áthidaló gerendákhoz,<br />

így azok távolsága a gerendavégektől elegendő<br />

biztonságot nyújtott az esetleges kiszakadás<br />

ellen. A nagy vízcsendesítő is az indokoltnak<br />

tartott távolság kialakítását biztosította. A<br />

szarufák alsó részéhez és az áthidaló gerendához<br />

kapcsolódó ferde kötő az egyik legjellemzőbb<br />

eleme ennek a fedélszerkezet típusnak.<br />

Jellemzők a vízszintesen elhelyezett torokgerendák<br />

is, melyekkel a gerincnél lévő feles lapolású<br />

kapcsolat elkészítése után a keresztmetszet<br />

már önmagában merevnek tekinthető. Változó<br />

elemként jelenik meg a mellék-szaruállásban<br />

a két torokgerendát is átmetsző, ferde<br />

kötőgerendapár, a főszaru-állásban pedig az<br />

oszlophoz csatlakozó 3 x 2 darab ferde kötőgerenda.<br />

A kötőgerenda kifejezést kénytelen vagyok<br />

jobb híján használni a továbbiakban is, a ke-<br />

Középkori magyar ácsolt tetőszerkezetek 3/24


esztmetszet alkotó elemeinek<br />

megkülönböztetéséhez. A hosszirányú<br />

rácsozat talp és fejgerenda között<br />

elhelyezkedő és oszlopokat metsző elemeit,<br />

megkülönböztetés céljából ferde merevítőnek<br />

vagy egyszerűen merevítőnek fogom nevezni.<br />

Egyik megfogalmazás sem fedi teljes<br />

mértékben a valóságot, hiszen ezek a<br />

szerkezeti elemek erőtanilag és tényleges feladatuk<br />

figyelembevételével is lehetnek egyformán<br />

húzottak és nyomottak is (dúcok vagy kötők).<br />

Feltételezem, hogy a szerkezet építője<br />

is hasonlóan gondolkodott, hiszen az<br />

alkalmazott kötésmód mindkét erőfajta<br />

felvételére alkalmas és a statikailag<br />

határozatlan szerkezetben mind-két erőfajta<br />

előfordulhat. E kis - magyarázatul szolgáló -<br />

kitérő után visszatérünk a tárgyalt<br />

tetőszerkezetre. Érdekes, de nem szokatlan,<br />

hogy a torokgerendák a fejgerendától függetlenül<br />

kerülnek elhelyezésre, vagyis nem támaszkodva<br />

ez utóbbiakra. A kialakuló szerkezeti<br />

rendszerben a 10/12-es szarufák hat, illetve<br />

hét ponton kerülnek megtámasztásra, ami<br />

figyelembe véve a kis súlyú zsindelyfedést,<br />

és a nagy tetőhajlást, bőségesen elegendő az<br />

alak-változás nélküli fennmaradáshoz.<br />

Az áthidaló gerendák középen elhelyezett<br />

talpgerendán merevítő párokkal kialakított, egyszerű<br />

szerkezetű hosszrács nyugszik, amelynek<br />

külön érdekessége a magasan lévő fejgerenda<br />

és a merevítőpárok lényegében könyökszerű elhelyezése.<br />

(Az általánosabb megoldású az oszlopokat<br />

vagy csak az oszlopot átmetsző merevítő<br />

elem elhelyezésére itt nem került sor).<br />

A szerkezet különlegessége az az igen szép<br />

faragású függő, rövid konzolsor, amely a<br />

főszaruállásokban lévő áthidaló gerendák alján<br />

található és amelyet díszes könyökök (kötők)<br />

kapcsolnak a tartókhoz. Ez a szerkezetileg<br />

jelentéktelen, szinte csak díszként felfogható<br />

konzolsor a templomtér felől az építés<br />

után egy ideig valószínűleg látható volt: nyitott<br />

vagy részben nyitott fedélszerkezetre következtelek.<br />

Ilyen szerkezeti megoldás csak a<br />

közeli Korlát református templomából ismert,<br />

de ott a gótikus boltozatok fölött található meg<br />

ez a konzolsor. Hasonló vagy közel hasonló<br />

konzolokat azóta több templomon is<br />

találtam. a külső oldalon (Kölese, katolikus,<br />

Sonkád, református, Kisszekeres, református<br />

stb.) és a boltozat nélküli falak összefogása<br />

lehetett készítésük célja.<br />

A fedélszerkezet anyaga bárdolt tölgyfa a<br />

szaruállások szépen faragott számozással vannak<br />

jelölve.<br />

Tarpa, református templom (Szabolcs-Szatmár<br />

megye)<br />

Az igen nagyméretű, egyhajós középkori templomot<br />

a 18. század végén bővítették kelet felé<br />

A fedélszerkezet középkori részén, két egymás<br />

mellé épített főszaruállás közötti függőleges<br />

és a hozzá csatlakozó vízszintes gerendák,<br />

amely a középső hosszrács részét képezi, a következő<br />

magyar nyelvű vésett felirat olvasható:<br />

EZEN TEMPLOM EGÉSZ KORONA ()<br />

épült 1592-be. AMELYBŐ E M. NYUGOTI<br />

KŐFALA KATEDRAL MARADT MER A N<br />

KELETI RÉSZE KŐFALÁVAL FELIVEL ÉS<br />

A TORONNYAL ÚJRA ÉPÍTTETETT 1796-<br />

8- és 8 DIK AZOKNAK A FELIRE () MÉ-<br />

SZÁROS ANDRÁS ÁLTAL HETEI JÁNOS<br />

F.BIRÓSÁGÁBA ÉPÜLT E PEDIG MOST A<br />

RÉGINEK HELYÉBE ÉPÜLT BATFI<br />

ISTVÁN F BÍRÓSÁGÁBA UGYAN TARPAI<br />

MÉSZÁROS AND ÁLTAL SEGÍTŐ LEGÉ-<br />

NYEK MÁDI MIH: GUDTILS: CZAPIS.<br />

SZÜGY JA:A:BODNÁR MIHÁLY:<br />

MÁRDI () KURÁTOR KERESZTEJI<br />

JÁNOSSSS:A.FRANCIA MEGBÉKÉLÉS-<br />

KOR 1812.<br />

A nehezen olvasható felirat arról tudósítja<br />

az utókort, hogy a fedélszerkezet egy része<br />

1592-ben, míg a templom bővítése, javítása az<br />

1796-98-as esztendőben, de a felirat 1812-ben<br />

készült. (40. kép)<br />

Az egyszerű, középkori fedélszerkezetek általános<br />

elemei: a nagy vízcsendesítő, melyet a<br />

későbbi átalakítás felszámolt, az alsó ferde kötők<br />

és a két szinten elhelyezkedő torokgerendák,<br />

valamint a hosszrács itt is megtalálhatók.<br />

39. kép. Tarpa, ref. templom főszaruállás<br />

Középkori magyar ácsolt tetőszerkezetek 4/24


ácsoszlopok a felső fejgerendán is<br />

túlnyúlnak és a szarufák alatt külön be-kötés<br />

nélkül érnek véget, mintegy bizonyítva,<br />

hogy szerkezeti szempontból feleslegesek.<br />

A felirattal kitüntetett ponton a főszaruállást<br />

megkettőzték. A hajó fesztávolsága 9,5<br />

méter a tető hajlása 60 fok körüli és a<br />

szarufák osztástávolsága 1,1 méter. A<br />

fedélszerkezet anyaga bárdolt tölgyfa. A<br />

beépített faanyagot számozással látták el. A<br />

szerkezet csomópontjai precízen<br />

megmunkáltak és különösen szépen<br />

alakították ki.<br />

Miskolc, Avasi református templom (Borsod-<br />

Abaúj-Zemplén megye)<br />

40. kép. Tarpa, ref. templom, vésett felirat a hosszrácson<br />

A főszaruállásokban lévő rácsoszlopokat<br />

alsó ferdekötők (könyökök) merevítik,<br />

míg a mellékszaruállásokban a ferde<br />

kötőpár egymást keresztezve emelkedik<br />

az áthidaló gerendától a szarufáig. (39-<br />

41. kép) A szarufák megtámasztása öt,<br />

illetve hat ponton történik. A középső<br />

hosszrácsot szintén csak könyökpárokkal<br />

merevítik mind a két szinten. Érdekes<br />

megfigyelni, hogy a<br />

A későgótikus templom fölött áll<br />

Magyarország legnagyobb, középkori jellegű<br />

tetőszerkezete. A háromhajós csarnoktemplom<br />

karcsú pillérekre támaszkodó boltozata<br />

1544-ben pusztult el. Amikor 1560 körül<br />

református templommá lett, újjáépítették, a<br />

korábbi pilléreket körbefalazták, rájuk hevedereket<br />

emeltek, s erre támasztották az új,<br />

vízszintes mennyezetet. Minden bizonnyal<br />

akkor készült a hatalmas te-tőszerkezet is.<br />

(44. kép) Ha nem akkor, hát az 1585-ös<br />

tűzvész után, de mindenképp 1626 előtt, ez<br />

az évszám ugyanis már egy javítólétrán<br />

található.<br />

A miskolci templom tetőszerkezetének áthidaló<br />

gerendái szintén sárgerendákon nyugszanak<br />

és különleges hosszúságuk miatt az<br />

alaprajzi elrendezéshez, a teherhordó falakhoz<br />

igazodóan három darabból vannak. Hogy<br />

volt-e vízcsendesítő azt nem tudjuk, mert egy<br />

át-alakítás az eredeti gerendavégeket<br />

eltüntette.<br />

41. kép. Tarpa, ref. templom, mellékszaruállás 42. kép. Tarpa, ref. templom, hosszmetszet<br />

Középkori magyar ácsolt tetőszerkezetek 5/24


43. kép. Miskolc, Avas, ref.templom, főszaruállás<br />

44. kép. Miskolc, Avas, ref. templom, fedélszerkezet axonometrikus képe<br />

Középkori magyar ácsolt tetőszerkezetek 6/24


45. kép. Miskolc, Avas ref. templom, mellékszaruállás<br />

A számozással jelölt szaruállások két fajtája<br />

a-b-a-b ritmusban váltakozva készült, de<br />

köztük jelentős a szerkezeti eltérés. A főszaruállásokban<br />

(14+2 darab) négy szinten megtalálható<br />

a szokásos torokgerenda és alul az<br />

al-só kötők, mindkét oldalon. (43. kép) Az<br />

alsó áthidaló gerenda és a második<br />

torokgerenda között a hosszrácsok<br />

oszlopainak bekapcsolá-sával két-szintes<br />

keresztirányú rácsos szerke-zetet alakítottak<br />

ki, 3 x 2 kötőgerendapár be-építésével. A<br />

kötőgerenda-párok a hosszrácsok oszlopain<br />

feles lapolással keresztezik egymást, az alsó<br />

oszlopmező közepe táján.<br />

A szélső ferde kötők már természetesen a<br />

szarufát támasztják meg, az alsó torokgerenda<br />

fölött, ennek a bekötésnek a hiányát a második<br />

szinten egy-egy könyökkel pótolják. A következő<br />

szinten a második torokgerendáról<br />

in-dulóan már csak egy-egy kötőgerenda pár<br />

in-dulóan a szarufák megtámasztására, a<br />

közép hosszrács oszlopaihoz csatlakozóan, A<br />

legfel-ső szinten a kötők, a középső hosszrács<br />

oszlo-paira támaszkodva, a legfelső<br />

torokgerenda helyzetét rögzítik és kötnek be a<br />

szarufába. A mellékszaruállások meglepően<br />

üresek. Az al-só kötőn túl egy-egy<br />

kötőgerenda és két to-rokgerenda merevíti a<br />

keresztmetszetet, mely-ben a két szélső<br />

hosszrács fejgerendája mint<br />

46. kép. Miskolc, Avas ref. templom, főállás részlete<br />

Középkori magyar ácsolt tetőszerkezetek 7/24


„szelemen" ad a szaruzatnak egy további megtámasztási<br />

pontot. A három hosszrács közül a "két<br />

szélső kétszintes, míg a középső, melynek<br />

oszlopai a gerincig emelkednek, ötszintes.<br />

Szerkezeti rendszerük azonos, a talpgerendákról<br />

szinte könyök jellegű merevítők indulnak, melyek<br />

az oszlopokból induló merevítőkkel való<br />

kereszteződés után az oszlopokba kötnek be, míg<br />

az előbbiek a fej-gerendába. Ez a rendszer<br />

minden szinten és minden főszaruállásban lévő<br />

oszlopnál megismétlődik. A kötőgerendák<br />

oszlopokkal való találkozása, valamint a talp és<br />

fejgerendán azonos helyeken találkozó<br />

merevítőkkel kialakított csomópontok<br />

mestermunkára vallanak. A helyszűke minden<br />

esetben<br />

47. kép. Miskolc. Avas ref. templom, hosszmetszet<br />

fokozott pontosságot igényel, a fél fecske farkos kötések<br />

kialakításánál.<br />

A helyreállítás során eredetileg a teljes szerkezetet<br />

meg akartuk emelni, mert az áthidaló gerendák<br />

egy részének állapota aggasztónak látszott és<br />

így lehetőség nyílott volna acélszerkezetű kiváltók<br />

elhelyezésére és az eredeti födémsík megőrzésére.<br />

A feltárások és a további vizsgálatok azonban<br />

bizonyították, hogy kiváltók elhelyezésére csak<br />

a középső mezőben van szükség. Ott ez meg is<br />

történt. A mester- és fiókgerendákból álló hegesztett<br />

acélszerkezetre váltakozó magasságú támaszok<br />

kerültek, amelyek a fedélszerkezetet alakváltozás<br />

utáni helyzetében rögzítették. Emelésre csak a<br />

szentély fölötti részen került sor, ahol a jelentős<br />

alakváltozások a gerendák töréséből származtak.<br />

Így a templom festett fafödémének középső szakasza,<br />

mintegy 40 cm-rel lejjebb került, mint a<br />

szélső mezők, de ez a 12 méter magas templomban<br />

alulról már nem észlelhető, mert a mezőket a<br />

pillérsorok és a hevederek elválasztják<br />

egymástól.<br />

48. kép. Korlát, ref. templom, mellékszaruállás<br />

49. kép. Korlát, ref. templom, hosszrács részlete<br />

Középkori magyar ácsolt tetőszerkezetek 8/24


51. kép. Korlát, ref. templom, főszaruállás<br />

52. kép. Korlát, ref. templom, mellékszaruállás<br />

50. kép. Korlát, ref. templom, csomópont<br />

Korlát, református templom (Borsod-Abaúj-<br />

Zemplén megye)<br />

Itt az ácsmester a megszokottnál is fontosabbnak<br />

tartotta a keresztmetszet megfelelő kimerevítését<br />

mind a fő-, mind a mellékszaruállásban<br />

(hétpontos szarufatámasztás a 8 méteres<br />

fesztávnál) és ezért a kötőpárokat az alsó<br />

torokgerenda alatt megduplázta és a felsőnél<br />

is egy-egy párt épített be. Ugyanez a túlzott<br />

szilárdságra való törekvés a kétszintes rácsos<br />

hossztartónál is megfigyelhető. Ennek a<br />

szerkezetnek külön érdekessége, a már említett<br />

alsó konzolsoron kívül a huszártorony indításának<br />

módja. (48-53. kép)<br />

53. kép. Zubogy, ref. templom, hosszmetszet<br />

Zubogy, református templom (Borsod-Abaúj-<br />

Zemplén megye)<br />

A fő- és mellékszaruállások ritmusa<br />

a-b-b-a. A hosszrács fejgerendája, a<br />

ferdemerevítők jó elhelyezhetősége miatt,<br />

amit az oszlopok távolsága befolyásol, igen<br />

magasra kerül. Mindkét szaruállás fajtában<br />

megjelenik egy,<br />

Középkori magyar ácsolt tetőszerkezetek 9/24


az alsó kötővel párhuzamos további kötőgerenda<br />

a magasra került torokgerenda miatt.<br />

Egyházasdengeleg, római katolikus templom<br />

(Nógrád megye)<br />

A nógrádi dombok között megbúvó, különleges<br />

alaprajzú kis románkori templom gótikus hajóbővítménye<br />

fölötti fedélszerkezet a-b-a ritmusú<br />

szaruállásai közül a mellékszaruállás érdemel<br />

külön figyelmet. (54-57. kép)<br />

Az alsó kötővel párhuzamosan egy-egy újabb<br />

kötő beépítésére került sor, a nagy magasságban<br />

lévő torokgerendák miatt. A hosszrács érdekes,<br />

aszimmetrikus elrendezése hasonló a tákosi református<br />

templomban láthatóhoz.<br />

Nagylóc, római katolikus templom (Nógrád<br />

megye)<br />

A 15. század végi, közepes méretű, jól megépített<br />

gótikus templomot a 20. század elején kereszthajóval<br />

bővítették, szerencsére olymódon,<br />

hogy hajója és szentélye fölött az eredeti szer-<br />

kezetet megtartották, és az új külső szaruzat<br />

alatt csak a vízcsendesítők kerültek<br />

eltávolításra. A hagyományosnak mondható<br />

szerkezetben a főszaruállásokban egy<br />

egészen szokatlan elempár található, amely<br />

az alsó kötők és a hosszrács oszlopai közé<br />

került elhelyezésre. A fő- és mellékszaruállások<br />

ritimusában is változást<br />

találtam (a-b-b-a). A szerkezet különleges<br />

érdekes részei az elemeken látható<br />

változatos formájú, igen szép, vésett<br />

ácsjegyek. (58-65. kép)<br />

Kömörő, református templom (Szabolcs-<br />

Szatmár-Bereg megye)<br />

A nagyméretű templom a fedélszerkezetét a<br />

festett fafödémen elhelyezett ún. koporsón<br />

lalálható felirat 1801-re datálja.<br />

A 8 méteres falközt csak főszaruállások<br />

építésével (a-a-a) talp és fejgerenda nélküli,<br />

igen sűrű hosszráccsal oldották meg<br />

hosszirányú merevítőkkel és haránt irányú<br />

kötőkkel merevítve az egész szerkezetet. A<br />

késői, de szerkezetében még középkori<br />

jellegű fedélszerkezet tölgyfából készült és a<br />

héjalás dőlésszöge is 60 fok körül van.<br />

54. kép. Egyhézasdengeleg, r. k. templom, főszaruállás 55. kép. Egyhézasdengeleg, r. k. templom, mellékszaruállás<br />

56. kép. Egyhézasdengeleg, r. k. templom, hosszmetszet<br />

57. kép. Egyhézasdengeleg, r. k.. templom, fedélszerkezet<br />

axonometrikus képe<br />

Középkori magyar ácsolt tetőszerkezetek 10/24


Régi faszerkezetek<br />

(BMEEOHSAAV16)<br />

7. Elõadás


58. kép. Nagylóc, r. k. templom, főszaruállás 59. kép. Nagylóc, r. k. templom, mellékszaruállás<br />

50. kép. Nagylóc, r. k. templom, hosszmetszet 61. kép. Nagylóc, r. k. templom, vésett ácsjegy<br />

Piricse, református templom (Szabolcs-Szatmár-Bereg<br />

megye)<br />

A kisméretű, románkori templom szentélye fölötti<br />

fedélszerkezet szaruállásainak ritmusa,<br />

a-b-a. A hosszrács fejgerendája itt egészen alacsonyra<br />

került és a ferde merevítők szabálytalan<br />

elhelyezésük ellenére is szinte szabályos<br />

rácsos tartó képét mutatják. A gerincig felfutó<br />

oszlopok nagy magasságba emelkednek a fejgerenda<br />

fölé és ezek megtámasztását további<br />

ferde merevítők beépítésével biztosították.<br />

(66. kép)<br />

Szamosbecs, református templom<br />

(Szabolcs-Szatmár-Bereg megye)<br />

A kisméretű templom fölött a helyreállítást<br />

megelőző kutatás, illetve a felmérés egyszerű,<br />

kétszállószékes új szerkezetet talált, de<br />

annak legtöbb eleme bontott tölgyfa volt,<br />

melyen a korábbi beépítés kötéseit is<br />

láthattuk. A másodlagos elemek számbavétele<br />

után lehetőséget láttunk (Koppány<br />

Tibor és dr. Oláh M. Zoltán) a rekonstrukció<br />

megvalósítására, mely végül is csak a<br />

szentély fölötti szakaszon volt szakmailag<br />

kifogástalan módon megvalósítható. Az<br />

elemek felmérése, és az ácsjegyek elemzése<br />

nyomán, hagyományos elrendezésű<br />

középkori szerkezeti rendszerű tetőt<br />

rekonstruáltunk alsó kötőkkel és aszimmetrikus<br />

középső hosszráccsall melynek<br />

magasra emelkedő középoszlopai talpgerendán<br />

nyugszanak. (67-70. kép) A nem<br />

egyenletes szarufatávolságuk ellenére a-b-a<br />

elrendezésű mellék- és főszaruállások találhatók<br />

itt. A talpgerendára rávésték, hogy mikor<br />

készült a tetőszerkezet: l729-ben.<br />

Középkori magyar ácsolt tetőszerkezetek 11/24


Középkori magyar ácsolt tetőszerkezetek 12/24


62-65. kép. Nagylóc, r. k. templom, főszaruállás és vésett ácsjegyek<br />

Tákos, református templom (Szabolcs-Szatmár-<br />

Bereg megye)<br />

A paticsfalu kis templom fölött, egyszerű középkori<br />

rendszerű fedélszerkezet található,<br />

melynek rácsos hossztartóját asszimmetrikus,<br />

szinte szabálytalan elrendezésű ferde<br />

merevítők adják. (71. kép) Az egy-egy<br />

csomópontban érkező elemek azonos, igen<br />

míves betű-jelzéssel vannak ellátva. Ezek<br />

rendszere itt egy-értelműen az összeállítást<br />

szolgálta. A betűjelzést a hosszrács<br />

talpgerendáján, a torony felöli végfaltól<br />

indulóan, körülbelül az ABC sor-rendjében<br />

vésték. Minden merevítőt és oszlopot egyegy<br />

betűvel láttak el a talpgerendán<br />

lévőnek megfelelően.<br />

Az oszlopból induló kötők, az oszlop<br />

jelét viselik. Külön jelzéssel csak a<br />

fejgerenda fölötti merevítőelemek bírnak<br />

(R, S). Az alkalmazott betűtípus egyenletesen,<br />

szépen faragott, általában íves<br />

formálású. A kis- és nagybetűket azonban<br />

keverten alkalmazták.<br />

66. kép. Piricse, ref. templom, főszaruállás, mellékszaruállás és hosszmetszet<br />

67. kép. Szamosbecs, ref. templom, főszaruállás 68. kép. Szamosbecs, ref. templom, rács oszlop<br />

Középkori magyar ácsolt tetőszerkezetek 13/24


67. kép. Szamosbecs, ref. templom, fedélszék hosszmetszete és alaprajza<br />

Tiszaszentrmárton, református templom<br />

(Szabolcs-Szatmár-Bereg megye)<br />

A kis dombon álló, gótikus templom igen<br />

magas belső tere fölött 1801-es dátummal<br />

jelzett szokatlan tetőszerkezetet<br />

találunk a-b-b-a elrendezésben. Az alsó<br />

kötők itt is meg vannak és a talpgerendán<br />

nyugvó hosszrács is, ez azonban inkább csak<br />

kikönyökölt fejgerendaként van jelen. A<br />

torokgerendák minden állásban meg<br />

vannak, de a mellékállásokban 2-2 oszlop<br />

jelenik meg, mely a torokgerendák fölött<br />

támasztja a szaruzatot és így az ötpontos<br />

megtámasztásúvá válik.<br />

Az oszlopok egy része függőleges,<br />

míg a többi, a feltételezett vízszintes erők<br />

felvétele<br />

Középkori magyar ácsolt tetőszerkezetek 14/24


70. kép. Szamosbecs, ref. templom, keresztmetszet<br />

céljából kifelé dől. A szerkezetnek eredeti,<br />

de szokatlan kontyolása van, anyaga bárdolt<br />

tölgyfa.<br />

A középkori tetőszerkezeteket illetően meg<br />

kell említeni, azok közeli rokonságát és<br />

nagybani hasonlóságát az ország ugyane<br />

táján fellelhető szépszámú harangtornyokkal.<br />

A fentebb leírt példákon túl, természetszerűleg<br />

még jelentős számú középkori<br />

tetőszer-kezet meglétéről tudok, illetve<br />

tudunk. (Nagy-szekeres, (72-75. kép)<br />

Nyírbátor, Csenger, Vámosoroszi, Gacsály<br />

vagy például a szentendrei skanzenben<br />

felállított templom).<br />

renda a teherhordó falakon fekvő egy,<br />

esetleg két sárgerendán nyugszik, általában<br />

kötés, csa-polás nélkül s egyben az alapját<br />

és részét is képezi a szaruzat hossztengelyre<br />

merőleges merev síkháromszögének. Az<br />

áthidaló túlnyú-lik a sárgerendán, így<br />

biztosítja a szarufa be-kötés nyírásra<br />

igénybe vett csomópontjának helyzetét Ez a<br />

túlnyúlás egyben a nagykiülé-sű barokk<br />

főpárkány leterhelését is biztosítja. A<br />

főpárkányt a sárgerenda felső lapjáig falazták<br />

fel a külső oldalon, és a héjalásnak megfelelően<br />

ferdére vágott vég hordja az első<br />

cse-réplécet vagy, ha van, a vízcsendesítőt.<br />

A szarufa talpán nyomásra<br />

igénybevehető és a közép harmadban<br />

elhelyezkedő csapszár van, amely a<br />

megfelelően kialakított fészekbe<br />

támaszkodik.<br />

A szarufákat egy vagy két, különlegesen<br />

nagy méretek esetében három vízszintes<br />

torok-gerenda kapcsolja egymáshoz. A<br />

torokgeren-dákat harmados csapolással és az<br />

ehhez tartozó szokásos keményfa<br />

vendégcsappal kapcsolják a szaruzathoz. A<br />

szarufák fölül egyszerű ollós-csappal vagy<br />

feles lapolással kapcsolódnak össze<br />

A barokk szerkezeti rendszer<br />

A továbbiakban ismertetendő szerkezeti<br />

rend-szert a megjelenésének korában<br />

általánosan el-terjedt építészeti stílusról<br />

neveztem „barokk-nak"- Magyarországon a<br />

17. század végén je-lennek meg ezek a<br />

tetőszerkezetek, ismerete-im szerint ma is<br />

látható kiforrott formában. A barokk<br />

szerkezeti rendszerben készült tetőszerkezetek<br />

két jól elkülöníthető részből állnak<br />

össze. Ezek egyike a tényleges<br />

tartószerkezet, míg a másik csak a héjalás<br />

hordására hivatott szaruzat. Ez a megoldás<br />

egyszerűbb "szerel-hetőséget" és esetenként<br />

előregyárthatóságot is biztosított. (76. kép)<br />

A héjalást hordó szaruzat az áthidaló<br />

ge-renda két végére támaszkodik. Az<br />

áthidaló ge-<br />

71. kép. Tákos, ref. templom, szaruállás<br />

Középkori magyar ácsolt tetőszerkezetek 15/24


Középkori magyar ácsolt tetőszerkezetek 16/24


72. kép. Nagyszekeres, ref. templom, csomópont<br />

73. kép. Nagyszekeres, ref. templom, szerkezeti részlet<br />

74. kép. Nagyszekeres, ref. templom, szaruállások<br />

75. kép. Nagyszekeres, ref. templom, hosszrács<br />

és természetesen itt is elhelyezésre kerül a vendégcsap.<br />

Az így kialakuló síkháromszög minden<br />

barokk szerkezetben, minden szarufaállásban<br />

egy-formán megtalálható elem. A barokk<br />

szerkezetben tehát nincs fő- és<br />

mellékszaruállás, csak fő-és mellékállás. A<br />

barokk fedélszerkezet szaruzata más elemekkel,<br />

a tartószerkezet egyéb részeivel sehol sem<br />

érintkezik, ezért erőjátéka tiszta és világos.<br />

Érdekes azonban megfigyelni, hogy az építők<br />

inkább tartottak a cserépléc lehajtásától, mint a<br />

szarufáétól, és ezért az utóbbit mindig "lapjára"<br />

fektetve helyezték el, vagyis a tényleges<br />

teherhordás síkjára merőlegesen kisebb<br />

vastagsági méretet. Ennek az elhelyezésnek a<br />

helyességét természetesen a nagy (12 x 16)<br />

faméretek mellett, a hosszú igénybevételi idő<br />

is igazolni látszik. (Keszthely, ferences<br />

templom, Sopron. Szt. György templom stb.)<br />

A tartószerkezet alapját a mindkét oldalon,<br />

minden áthidaló gerendára kettős fecskefarkos<br />

lapolással kapcsolt, ötszögletű gerenda alkotja,<br />

melynek külső oldala a szaruzattal<br />

párhuzamos, felső lapja arra merőleges.<br />

Az ötszögletű gerenda (talpfa) általában a belső<br />

sárgerenda fölött, vagy annak közelében kerül<br />

elhelyezésre (Vasszécsény, Ebergényi kastély).<br />

A talpfák szaruzatra merőleges síkjára 3-6<br />

méterenként nagyméretű, változó keresztmetszetű<br />

ferdedúcok (székoszlop) támaszkodnak. A<br />

ferdedúcokat csapolással eresztik be a talpfába.<br />

Itt is megfigyelhető a tiszta erőjátékra való<br />

törekvés: az áthidalókba ez az elem nincs<br />

bekötve, pedig a kialakuló feltámaszkodási<br />

felület ezt lehetővé lenné. Az egymás fele<br />

hajló ferdedúcok között található a nagyméretű<br />

feszítő (zárófa) mellgerenda, amely különleges<br />

kötéssel kerül rögzítésre. A ferdedúc és a<br />

feszítő zárófa között a szögfelezőre<br />

merőlegesen, mindkét oldalon egy-egy gondosan<br />

bekötött, jelentős méretű szögletkötő (könyök)<br />

helyezkedik el. Ez az elem a keményfa<br />

vendégcsapokkal, melyekből mindkét végén egy<br />

vagy két darab található, a szerkezetet szinte<br />

sarokmerevvé, nyomaték felvételére alkalmassá<br />

teszi. A ferdedúcolat fölül mintegy fej-gerendaként<br />

egy újabb ötszögletű gerenda kapcsolja össze.<br />

Ennek külső oldala a szaruzattal pár-huzamos,<br />

alsó fele arra merőleges, felső oldala pedig<br />

vízszintesen helyezkedik el.<br />

A két ötszögletű gerenda között egy, vagy<br />

esetleg két egymást keresztező vagy<br />

egymásnak döntött gerenda kerül<br />

elhelyezésre, ez biztosítja mindkét oldalon a<br />

ferdedúcok oldalirányú moz-dulatlanságára.<br />

Ezek az elemek is csapolással és<br />

vendégcsappal kerülnek rögzítésre.<br />

A felső ötszögletű gerenda felső vízszintes<br />

ol-dalához, fogazással kötődnek a szaruállások<br />

to-rokgerendái. Ez a kötésmód biztosítja azt,<br />

hogy a szaruzatról átadódó függőleges erők a<br />

legrövi-debben jussanak le a falakhoz, és a<br />

vízszintes erők felvétele se okozzon<br />

alakváltozást a tető sík-jában. A torokgerenda<br />

így egyformán igénybe-vehető húzásra és<br />

nyomásra is, a változó szél-iránynak meg<br />

felelően.<br />

Lehetőség van kiegészítő elemek<br />

elhelyezésé-re is. Az áthidalók lehajlásának<br />

csökkentésére pá-ros lengőoszlopok<br />

fémkapcsolatokkal, a sarok merevség<br />

biztosítására pedig újabb könyökök helyezhetők<br />

el. A térbeli hosszmerevség<br />

növelésé-re beépíthetők tengelyirányú<br />

gerendák a torok-gerendák alatt.<br />

Érdekes jellegzetessége a barokk<br />

szerkezetek-nek a páros lengőoszlop folytatása<br />

a mellgeren-da (feszítőfa) fölött a gerincig,<br />

mely idővel jel-legzetes alakváltozási forma<br />

külső megjelenésé-ben válik láthatóvá.<br />

A fentebb leírt két szerkezetrész<br />

összeépítése adja az ideálisan tiszta barokk<br />

fedélszerkezet rendszert. Ebben a formában<br />

csak kisebb épüle-tek fölött található a<br />

szerkezet (6-8 méteres fesz-távval). Az idők<br />

folyamán fokozatosan bővítik, módosítják,<br />

egyszerűsítik vagy komplikálják a szerkezetet.<br />

Mivel az áthidaló gerendákra a víz-szintes<br />

térlehatárolásnál, azaz födémeknél már nincs<br />

szükség és jelentős húzóerő csak a nagyméretű<br />

(16/22-26/40) ferdedúcok alatt<br />

keletke-zik, azok csak a főállásokban maradnak<br />

meg és megjelenik a fiók és a hozzá rendelt<br />

fiókváltó. Az erőtani elemzés azt mutatja,<br />

hogy a jól meg-tervezett és folyamatosan<br />

összeállítható, térbelileg merev tartószerkezetre,<br />

mint csontvázra építik fel az épület<br />

megjelenését is meghatározó szaruzatot. Ez a<br />

szerkezet minden állásban azonos.<br />

A tetőszerkezet további fejlődését a teherviselésben<br />

egészen új szerepet betöltő<br />

szelemen megjelenése jelenti majd a 19.<br />

század elején. Ez a hajlított elem támasztja<br />

meg közvetlenül a héjalást hordó szaruzatot.<br />

Az így kialakuló fe-délszerkezet már joggal<br />

viselheti a megkülön-böztető fedélszék<br />

nevet, hiszen szelemeneit székoszlopok<br />

tartják. -<br />

Középkori magyar ácsolt tetőszerkezetek 17/24


76. kép. Barokk fedélszerkezet általános elemei és azok csapolásai<br />

a. Kettős fecskefarkú kötés a kötőgerendán<br />

b. Felső ötszögletű gerenda<br />

c. Alsó ötszögletű gerenda<br />

d. Szögletkötő csapja e.<br />

Szarufa felső vége<br />

f. Ferde dúc alsó vége<br />

g. Szarufa alsó vége h.<br />

Torokgerenda vége i. Ferde<br />

dúc felső vége<br />

k. Fiókváltó és fiók bekötése<br />

A székoszlopok a kötő-gerendában ülnek és<br />

térbeli helyzetük szerint állók és dőltek<br />

lehetnek. Ezt az egyszerű szerkezetet<br />

fejlesztik tovább és variálják a historizmus<br />

korában fogófákkal, mellszorítókkal, függesztő<br />

és feszítőművekkel, így jön létre a<br />

rendkívül bonyolult tetőfelületek megoldására<br />

is képes új szerkezeti rendszer.<br />

A barokk szerkezetek jellegzetes anyaga a<br />

vörösfenyő, de elvétve lehel tölgy szerkezetekkel is<br />

találkozni. Kapcsolatai a fakötések szabályainak<br />

megfelelően elsősorban csak nyomásra vehetők<br />

igénybe, és a korábbiaknál jóval összetettebbek,<br />

de az összeállítást nagyban segítő keményfa<br />

vendégcsapok itt is megtalálhatók.<br />

Az erdei faválaszték méretre vágása általában<br />

bárdolással történik, annak ellenére, hogy a<br />

vízzel hajtott fűrészmalmok már a középkor<br />

óta dolgoznak (pl. Kács, Borsod megye). Ennek<br />

a műveletnek szinte egyetlen szerszáma<br />

még mindig az egy vagy kétkezes bárd, melyet<br />

a mesterek, hihetetlen ügyességgel kezel-<br />

nek. Az építőfa végső megmunkálása az építkezés<br />

helyszínén történik, néhány egyszerű,<br />

máig is használatos szerszám segítségével (cigányfúró,<br />

ácsszekerce stb.).<br />

A szerkezeli rendszer összefoglalása után<br />

nézzünk most már néhány részletkérdést és<br />

részletmegoldást. A megváltozott szerkezeti<br />

rendszer és anyag új csomóponti megoldásokat<br />

is követel. Az erőknek és hatásoknak figyelembevételével<br />

a csapolások, horgolások és<br />

kötések barokkosan bonyolult, de szakmai tudás<br />

elmélyült ismeretét is és a szerszámok virtuóz<br />

használatát is megkövetelő rendszer alakul<br />

ki. Közben a zsindelyfedést is felváltja lassanként<br />

a 120-150 kg/m 2 súlyú cseréphéjalás.<br />

(Az ország egyes részein a cserepet máig is<br />

zsindelynek hívják.) A meredek tetőn nehezen<br />

rögzíthető cserép bizlos elhelyezéséhez csökkentik<br />

az idáig általános hajlásszöget és elterjedté<br />

válik a 45 fok körtili tetőszerkezet.<br />

Ez a kiválasztott hajlásszög, mint a derékszög<br />

felezője, csak a ma emberének látszik<br />

egyértelműnek. A tetőszerkezet tényleges hajlásszöge<br />

a legritkább esetben kerek érték. Az<br />

építőmesterek az épület szélességének felében<br />

határozták meg a tető gerincmagasságát, és ez<br />

a szélesség lehet a főfal belső, vagy külső síkja<br />

vagy akár a főpárkányok távolsága is.<br />

Az áthidalandó fesztávok növekedésével és<br />

a feszítőfa magasabbra helyezésével esetenként<br />

szükségesnek látszik a szögletkötők megduplázása.<br />

Ennek erőlani szerepe nagy hosszúsá-ga<br />

és nehézkes elhelyezhetősége miatt azonban<br />

kérdéses (Budapest. I. Úri u. 47.; 77-78. kép)<br />

A méretek növekedése folytán az áthidaló<br />

vagy kötőgerenda lehajlásának megakadályozására<br />

ún. függőoszlopot helyeznek el a fedélszerkezet<br />

tengelyében. Ez a függőoszlop általában<br />

két darabból készül és kétoldalról fogja<br />

közre a feszítő zárófát, és alui hasonló módon<br />

kapcsolódik a kötőgerendára. Ezt a megoldást<br />

sűrű áthidalók esetében is meg lehet találni,<br />

aholis a függőoszlopra hosszgerenda kerül azok<br />

összefogására (Vasszécsény, új Ebergényi kastély;<br />

79-81. kép)<br />

Szép és szellemes megoldása az alulra elhelyezett<br />

és a függőoszlophoz vaskötőkkel kapcsolt<br />

mestergerendás megoldás (lenti vár, barokk<br />

fedélszerkezete), A függőosztop szerkezetidegenségére<br />

utal az, hogy kötéseinél szinte<br />

minden esetben különböző fémelemek közbeiktatására<br />

van szükség. De az is, hogy nem<br />

tudják hol abbahagyni, fölfelé gyakran folytatják<br />

a szarufák találkozásáig, ahol aztán a tető<br />

egyenletes alakváltozását gátolja. A feszítőfa<br />

Középkori magyar ácsolt tetőszerkezetek 18/24


77. kép. Budapest, Úri u. 47. főállás<br />

78. kép. Budapest, Úri u. 47. mellékállás<br />

Középkori magyar ácsolt tetőszerkezetek 19/24


79. kép. Vasszécsény, új Ebergényi-kastély, főállás 80. kép. Vasszécsény, új Ebergényi-kastély, mellékállás<br />

már nem tölthetik be eredetileg elképzeli feladatukat<br />

(Sopron, Templom u. 12. elbontott<br />

fedclszerkezei) a kötőgerendák és a függőoszlopok<br />

a feszítő zárófák alakváltozása (lehajlása)<br />

után a falakra támaszkodnak. Az éleken és<br />

a vápákban is hasonló szerkezetű rendszerű<br />

félfőállások kerülnek beépítésre, ezek azonban<br />

már az átlagos fesztávolság esetén és a megnövelt<br />

faméretek ellenére sem képesek feladatukat<br />

ellátni. Így az egyébként is legkönnyebben<br />

meghibásodó részeken gyakran keletkeznek<br />

jelentős alakváltozások és károsodások.<br />

Kevert rendszerű fedélszerkezet<br />

81. kép. Vasszécsény, új Ebergényi-kastély, hosszmetszet<br />

fölött emelkedő függőoszlopot kénytelenek a<br />

torokgerendákról egy-egy ferde elem közbeiktatásával<br />

merevíteni (Vasszécsény), holott ezt<br />

semmiféle tényleges erőhatás nem indokolja.<br />

Ha nagy az épület szélessége, előfordul,<br />

hogy a szerkezetet a torokgerendákra mint áthidalókra<br />

támaszkodóan mégegyszer, esetleg<br />

kétszer is megismételik.<br />

A sopronkeresztűri (Burgenland) kastély fedélszerkezete<br />

például szabályos megismétlése<br />

annak a szerkezetnek, amelyet a vasszécsényi<br />

Ebergényi kastélyban alkalmaztak. A keresztúri<br />

épület körülbelül három méterrel szélesebb,<br />

ezért a feszítőfa alacsonyabbra történő helyezésével<br />

a felszerkezetben szükségszerűvé vált a<br />

főtartószerkezet teljes megismételése, természetesen<br />

a héjalás helyzetének figyelembevételével.<br />

A szélesség további növekedésével<br />

újabb függőoszlopok elhelyezése is szükséges-sé<br />

válhat. Ilyen méretben a szerkezeti elemek<br />

Igen ritkán fordul elő, hogy a középkori jellegű<br />

és a barokk tetőszerkezetek sajátosságait<br />

egyetlen tetőben együtt, egymás mellett alkalmazzák.<br />

Ezeket kevert rendszerű fedélszerkezetnek<br />

neveztem el. A kevert rendszer lehet<br />

szerkezeti jellegű, de a keverés megfigyelhető<br />

az alkallmazott kötéseknél és csomópontok kialakításánál<br />

is.<br />

Túrisvándi, református templom (Szabolcs-<br />

Szatmár-Bereg megye)<br />

A gótikus templom a hitújítás során került a<br />

református egyház kezébe. Mai megjelenési<br />

formáját a 19. században nyerte el, de fedélszerkezete,<br />

melyre a külső szárazai mint kiegészítő<br />

elem került, akkor már állt. Jogosnak<br />

látszik a feltételezés, hogy a 17. század legvé-gén<br />

vagy a 18. század legelején építették. Ré-gies<br />

vonása az is, hogy tölgyfából készült, bár<br />

Középkori magyar ácsolt tetőszerkezetek 20/24


ezen a vidéken még 1801-ben is építettek<br />

tölgyfából templomfedelet. (82-84. kép)<br />

Középkori jellegű vonás, hogy a sárgeren-dákon<br />

sűrű, tehát minden szaruállásban, áthidaló vagy<br />

akár kötőnek is neveztető gerenda van. A<br />

lapjára fektetett szaruzatot, melyet csapolással<br />

és vendégcsappal kötöttek az áthidalókba, kétkét<br />

csapolt torokgerenda fogja össze.<br />

Ezen felül hagyományos módot csatlakoz-nak<br />

egymáshoz. Négyméterenként azonban<br />

megjelenik a jellegzetes barokk szerkezet, a<br />

nagyméretű ferdúc, amely azonban nem a talpvagy<br />

ötszögletű gerendára ül föl, hanem csak a<br />

kötőgerendára. Itt ebben a szaruállásban a<br />

kötőgerenda megnevezés helyénvalónak látszik,<br />

míg a többi megnevezésére, az áthidaló<br />

lenne a legkifejezőbb. A szaruzattal párhuzamos,<br />

kétoldali szélrács el helyezésére beiktattak<br />

egy alsó és egy felső gerendapárt. Ezek<br />

között kialakításra kerül egy ferde merevítőkből<br />

álló rácsrendszer, melynek egyes kereszteződései<br />

éppen a ferdedúcokra esnek és így<br />

abban jelentős keresztmetszet-csökkenést okoznak.<br />

A szélrácstartó felső fejgerendája sem ötszögletű<br />

és elhelyezésénél is csak a harmados<br />

csapolást használták az építők. Hasonló módon<br />

csak csapolva került elhelyezésre a felső<br />

feszítő is, de szögletkötők bekötése még hagyományosan<br />

alakult, az egyoldalú, fecskefarkos<br />

lapolással és vendégcsappal. A torokgerenda<br />

nem a felső fejgerendán nyugszik, így a<br />

barokk szerkezetek ismertetett, húzásra és nyomásra<br />

is egyaránt igénybe vehető kötését sem<br />

tudták elkészíteni.<br />

A fedélszerkezet tengelyében elhelyezkedő<br />

függőoszlop itt nem kettős (ez a barokk szerkezeteknél<br />

is előfordul nagyritkán) de a hozzájuk<br />

kapcsolódó, majdnem szabályos hossz-<br />

rácsot is már a középkori szerkezeti rendszer<br />

maradványának kell tekinteni. A hosszrács oszlopait,<br />

amelyek a függőoszlopokkal azonosak,<br />

az építők talpgerendára állították és keresztirányban<br />

fecskefarkos kötőkkel merevítették,<br />

míg a hosszirányban egymást keresztező ferdemerevítőket<br />

is elhelyezlek. A keresztkötés<br />

i t t is a főtartó elem, az oszlop gyöngítését<br />

okozza. A teljes szerkezet rendszerének kettősségét<br />

a torokgerendák magassági helyzete<br />

is bizonyítja, azzal, hogy a hosszrács fejgerendájától<br />

független az alsó sor.<br />

A fentebb vázolt szerkezet-rendszert a kis<br />

fesztávú (6,3 méter) hajó és a még szűkebb<br />

szentély fölött is megépítették, egymástól független<br />

szerkezeti kivitelben.<br />

A másik igen szép átmeneti szerkezetről<br />

már néhány szó említés történt a tarpai református<br />

templom középkori fedélszerkezetével<br />

kapcsolatosan. (85-87. kép) A szövegből (lásd<br />

ott) nemcsak az építés idejéről (1796-98), de a<br />

mesterek, a főbíró és a tiszteletes személyé-ről,<br />

sőt a kurátor és a mester segédeinek nevé-ről is<br />

tudunk.<br />

82. kép. Túrisvándi, ref. templom, hosszmetszet<br />

83. kép. Túrisvándi, ref. templom, főállás 84. kép. Túrisvándi, ref. templom, mellékállás<br />

Középkori magyar ácsolt tetőszerkezetek 21/24


Az áthidald és kötőgerenda rendszer képe-zi a<br />

nagyfesztávolságú tér síkmennyezetét és a<br />

fedélszerkezet alapját. A lapjára fektetett<br />

szarazatot minden szaruállásban két-két torokgerenda<br />

fogja össze, de egy további támasz beépítésére<br />

is sor került. Ez az alsó kötő, mely<br />

az ismertetett középkori szerkezetek mindegyikében<br />

megtalálható. Itt a barokkos ferdedúc<br />

megtámasztására is használják, valószínűleg<br />

azért, hogy minden szaruállásban meglegyen. A<br />

ferdedúc alatt a talpgerenda elmarad, de a<br />

szaruzattal párhuzamosan elhelyezkedő szélrács<br />

fejgerendája megtalálható. A szélrács mereví-tőit<br />

ezért csak a ferdedúcból indíthatták, így azok<br />

egymást keresztezve, közel 45 fokos hely-zetben<br />

helyezkednek el. A fejgerenda nem öt-szögietű,<br />

mint a barokk rendszerben, de az al-só<br />

torokgerenda sor erre támaszkodik (a be-kötés<br />

pontos módja itt nem ismeretes). A rákö-tések<br />

nagy része régiesen fecskefarkos, míg más<br />

része a barokk fedélszerkezetnek megfele-lő<br />

módon kerül kialakításra. A függőoszlop itt is<br />

egy darabból van és talpgerendára támasz-kodik,<br />

a fesztáv felezőjében. Keresztirányban rövid<br />

kötőkkel merevítenek, míg hosszirány-ban a<br />

talpgerendáról induló rövid, valamint a<br />

fejgerendát is keresztező, hosszú ferdemerevítők<br />

képezik a „rácsos" tartót.<br />

A műemléki helyreállítások gyakorlata és tapasztalatai<br />

A történeti tetőszerkezetek helyreállítása igen<br />

nehéz feladat. A problémákat és a lehetséges<br />

megoldási módokat a következőkben részlete-<br />

zem, az Országos Műemlékvédelmi Hivatalban<br />

az általunk követett helyreállítási gyakorlata<br />

alapján.<br />

A felmerés:<br />

A teljes szerkezet felmérése képzett szakemberek<br />

hiányában csak a fő szerkezetekre, illetve<br />

azok elméleti rendszerére terjedhet ki. Az<br />

eredetileg is görbe tengelyű, kézi munkával kiformált<br />

elemek, melyek az idők folyamán még<br />

tovább deformálódtak, csak manuálisan mérhetők<br />

fel fotogrammetria alkalmazására - részben<br />

anyagi okokból - még csak kísérlet sem<br />

történt. A felmérés a csomóponti megoldásokra,<br />

álló szerkezet esetében nem is igen terjedhet<br />

ki, hiszen a csapolások, horgolások tényleges<br />

megoldásai nem láthatók, sőt gyakran a<br />

szerkezeti rendszerben elfoglalt helyük miatt<br />

elérhetetlenek. Így a rendelkezésre álló felmérések<br />

a legtöbb esetben hiányosak és legfeljebb<br />

az elméleti tájékozódásban nyújtanak<br />

segítséget.<br />

Ezt erősíti az is. hogy a fedélszerkezetekkel<br />

mindezideig igen keveset foglalkozott mind<br />

az építészet, mind az építészettörténet.<br />

A beépített faanyag minősítése: A még álló<br />

szerkezete vizsgálata általában szúrópróbaszerűen<br />

történik és a csomópontokra<br />

nem terjed ki. Az „élő" anyag szilárdsági<br />

szempontból történő minősítése megoldhatatlannak<br />

látszik. A minősítés a legtöbbször azzal<br />

az eredménnyel jár, hogy a tető bontására<br />

tesznek javaslatot. A szakértő ezzel hárítja el<br />

a maga felelősségét, a kivitelezőnek is a bontás<br />

az érdeke. (Erre példa, a csaposgerenda fö-<br />

85. kép. Tarpa, ref. templom, főállás 86. kép. Tarpa, ref. templom, mellékállás<br />

Középkori magyar ácsolt tetőszerkezetek 22/24


démek folyamatos és legtöbb esetben indokolatlan<br />

cseréje.) Holott a régi anyag sokszor kifogástalan.<br />

Megemlítem azt a kb. 500 éves födémben<br />

lévő mestergerendát, amely a tehermentesítés<br />

után. a fesznáv felében mintegy 10<br />

cm-re emelkedett fel és került szinte eredeti<br />

beépítési helyére (Sopron, Pozsonyi u. 1-3.).<br />

A tervezés:<br />

A felmérésnél már jelentkező problémák a tervezés<br />

során tovább bonyolódnak. A többszörösen<br />

határozatlan szerkezelek elméleti megközelítése<br />

a változatos középkori szerkezetek-nél<br />

más és más. Kidolgozott séma nincs és az<br />

esetleges megoldás, a szerkezeti ismereteink bizonytalanságai<br />

miatt igen körülményesen valósítható<br />

meg.<br />

A barokk szerkezetek tisztább, de ugyancsak<br />

összetett erőjátéka, elméletben legalább<br />

olyan nehezen modellezhető, mint a középko-ri<br />

szerkezeteknél. Így elsősorban a tapasztalat és<br />

a gyakorlat az, amely a tervezőket átsegíti a<br />

buktatókon.<br />

A tervezés másik, sok bizonytalanságot tartalmazó<br />

része, az esetleges szükséges cserék,<br />

illetve megerősítések részletekbe menő kidolgozása,<br />

amelyre csak tényleges gyakorlat (kétkezi<br />

munka a kivitelezési végző ácsok között)<br />

adhat igazi támpontot.<br />

Esztétikai szempontok:<br />

A szamosbecsi fedélszerkezet ismertetett<br />

rekonstrukciójánál felmerült a kérdés, hogyan<br />

kell a hiányzó elemeket pótolni Azonos<br />

anyaggal Görbe, szabálytalan gerendákkal<br />

Bárdolt felülettel Műemléki elveink szerint ezt<br />

87. kép. Tarpa, ref. templom, hosszmetszet<br />

hamisításnak tartjuk. Vagy egyenes, fűrészelt<br />

faanyaggal Ez igen furcsa látványt eredményez.<br />

Elméleti megoldásként kínálkozik a színben,<br />

illetve felületben eltérő és a helyszín<br />

adottságaihoz formálható, alakítható műanyag.<br />

Ilyen kísérletek még nem történtek.<br />

Kivitelezés:<br />

A nehézségek közül a szakemberhiány az, ami<br />

itt az élre kívánkozik. Ez az új szerkezetek<br />

esetében is meglévő probléma, a régi szerkezeteknél<br />

még fokozottabban jelentkezik. A kötések<br />

módja és a szakmai fogások ismerete fokozatosan<br />

elveszik. Az ácsok ma már nem ismerik<br />

ezeknek a szerkezeteknek sem az összeállítási<br />

rendjét, sem a kötések kialakítását. Sajnos<br />

a térben látó szakemberek száma is rettenetes<br />

mértékben csökken az építőiparon belül.<br />

Az alkalmazható faanyag minőségénél csak a<br />

lehetséges méretválaszték a rosszabb. Egy-egy<br />

nagyobb keresztmetszetű vagy hosszabb elem<br />

beszerzése megoldhatatlan. A minőségi választék<br />

fogalma, mely az ilyen szerkezetek helyreállításánál<br />

alapvető követelmény, lassan ismeretlenné<br />

válik, és jó, ha a legegyszerűbb lucfenyőből<br />

sikerül a kívánt faanyagot biztosítani.<br />

Az utóbbi néhány évben jelentős változás<br />

történt.<br />

A javítandó szerkezeteknél szükséges elemek<br />

cseréjének, vagy megerősítő szerkezetek<br />

beépítésének óriási az élőmunka igénye, és ez<br />

az élőmunka általában nem nagyon, vagy csak<br />

a minőség rovására látszik gépesíthetőnek. A<br />

meglévő szerkezetekhez való illeszkedés feladata<br />

nem teszi lehetővé sablon alkalmazását,<br />

az egyedi csomópontokhoz csak egyedi munkával<br />

lehet alkalmazkodni.<br />

A munka természetéből fakadóan csak szabadban<br />

és a helyszínen végezhető igen nehéz<br />

munkát legtöbbször az idő sürgeti, hisz a beszerzendő<br />

faanyag méretei, mennyisége csak<br />

a héjalás bontása után pontosíthatók. A kivitelezésnek<br />

ebben a fázisában már tető, illetve<br />

védelem nélkül áll az épület és ezt mint állapotot,<br />

a legrövidebb időn belül meg kell szüntetni.<br />

Konzerválás:<br />

A jelenleg ismert és alkalmazott konzerválószerek<br />

beépített faanyag esetén a legerősebb<br />

károsodásnak kitett helyekre (csomópontok,<br />

kötések, támaszkodási felületek) nem képesek<br />

eljutni. Így a konzerválás elsősorban azokra a<br />

helyekre terjed ki, amelyek állapota jobb és<br />

Középkori magyar ácsolt tetőszerkezetek 23/24


várhatóan a későbbiekben sem fognak jelentősen<br />

károsodni. A szakszerű és elfogadható<br />

konzerválás (áztatás, itatás) csak az újonnan<br />

beépítendő faanyag esetében lehetséges.<br />

Szétbontás, újraépítés:<br />

Eltekintve a mechanikus bontásból származó<br />

nagyarányú károsodástól, az összeérett faszerkezet<br />

egyes elemei a szétbontás után új alakot<br />

vesznek fel, így visszaépítésükre csak megfaragás<br />

(csonkítás) után nyílik lehetőség.<br />

Az alakváltozást fokozza a vegyszeres konzerválás<br />

is, és a technológiai folyamatuk egymásutániságából<br />

származó idő, esetenként térbeli<br />

eltolódás is.<br />

A részletesen felsorolt nehézségek ellenére,<br />

az elmúlt évek során az OMF és más szervek<br />

figyelme is fokozottabban fordult a fedélszerkezetek<br />

felé. Ebben a fordulatban a szakmai<br />

érdekességén túl, az egészséges takarékosság<br />

is közrejátszott. Így az elmúlt évek során sikerült<br />

kijavítva, megerősítve, részlegesen cserélve<br />

megóvni egy sor középkori szerkezetet:<br />

Csaroda, református templom<br />

Rudabánya, református templom (88—90.<br />

kép)<br />

Csenger, református templom<br />

Egyházasdengeleg, római katolikus templom<br />

Sopron, Halász u. 1.<br />

Miskolc, Avas, református templom<br />

Szamosbecs, református templom<br />

Zubogy, református templom<br />

Vámosatya, református templom.<br />

A barokk szerkezetek terén áttörésről nem<br />

beszélhetek, a szerkezetek nagy száma és mérete,<br />

valamint anyaguk fokozottabb károsodása<br />

miatt egyelőre az értelmetlen és indokolatlan<br />

bontások a leggyakoribbak.<br />

Olyan fájó példák, mint a majki remeteházak,<br />

devecseri várkastély ellenére a jó példák<br />

száma sem elenyésző:<br />

Sopron, Storno-ház<br />

Győr, Liszt Ferenc u. 1.<br />

Budapest, Úri u. 47.<br />

Esztergom, Szt. Anna templom<br />

Lenti vár (részben)<br />

Sopron, Tábornok-ház<br />

Keszthely, v. Ferences templom<br />

Szeged, alsóvárosi plébánia templom.<br />

Tanulmányom legfeljebb az első lépés a hazai<br />

tetőszerkezetek megismerésére. A kutatás<br />

nagyobb területre kell kiterjeszteni és az itt<br />

szereplő példáknál fiatalabb fedélszékeket is<br />

vizsgálni kell. Bízom abban, hogy az itt be<br />

mutatott, a gyakorlati munkából eredő és abból<br />

levont szerkezeti szemlélet a fedélszerkezetek<br />

további vizsgálatára és műemléki megbecsülésére<br />

egyszerre bíztat. 5<br />

88. kép. Rudabánya, ref. templom, főszaruállás<br />

Középkori magyar ácsolt tetőszerkezetek 24/24


Régi faszerkezetek<br />

(BMEEOHSAAV16)<br />

8. Elõadás


Toronyszerkezetek2/12


Toronyszerkezetek3/12


Toronyszerkezetek4/12


Toronyszerkezetek5/12


Toronyszerkezetek6/12


Régi faszerkezetek<br />

(BMEEOHSAAV16)<br />

9. Elõadás


Toronyszerkezetek7/12


Toronyszerkezetek8/12


Toronyszerkezetek9/12


Toronyszerkezetek10/12


Toronyszerkezetek11/12


Toronyszerkezetek12/12


Toronyszerkezetek<br />

XX. lap<br />

1. ábra: Vasbeton szerkezetű főpárkány, kapcsolatban az épület koszorúgerendájával, ez viszont a<br />

legfelső emeletsor mennyezetével. A főpárkány tetejére közvetlen támaszkodnak a kötőgerendák és a<br />

talpszelemenre horgolt szarufák (ily vasbetonkoszorú esetén a sárgerenda elmaradhat). Ugyancsak a<br />

párkánylemez tetején van kialakítva az ereszcsatorna, ami kellő lejtésű bádogbélést kap. Ez egyoldalt a<br />

födélhéjhoz korcolva, másoldalt lekupakolt sodronyokkal van lekötve, amely sodronyok már előzőleg a szerkezet<br />

vasbetétjeihez kötözhetők.<br />

2. ábra: Nyolcszög alaprajz fölötti mansard-sátorfödél. Alaprajz, egy E-E normál- és egy G-G<br />

élmetszettel.<br />

3. ábra: Mansard-párkány; váltó gerendába iktatott fiókgerendákkal és ennek párkány-deszkáival.<br />

4. ábra: Több részben felerősíthető toronykereszt. V. ö. a XIX. XXI, XXIII. és XXIV. lapokon levő<br />

végződéseket is. Nagyobb méret esetében a súlyos végződés elhelyezése nehézségekkel jár és a felhúzó gép<br />

megerősítésére szolgáló erősebb állványszerkezetet igényel. Ezt teszi mellőzhetővé az ábrán jelölt középkori<br />

szerkezet, melynél a kereszt és leerősítő nyúlványai hat részben szállíthatók fel és a helyszínén foglalhatók össze.<br />

A kereszt függélyes főszára alul fűrészfogszerű bevágásokkal van ellátva. Ezekbe a fogakba kapaszkodnak a<br />

lekötő ágak hasonló kimetszései. A részek megékelhető gyűrűkkel szorosan, egy testté összeabroncsolhatók. Az<br />

ágak viszont kúposra faragott, esetleg bádoggal borított gombszárra vannak, egyrészt erős szögekkel vagy<br />

csavarokkal, másrészt ugyancsak leverhető abroncsokkal hozzá foglalva. A fagombszár tetejéről lefelé az egész<br />

szerkezet külön bádogborítást is kaphat. A fűrészfogak közé verhető ékekkel a végződésnek pontos beállítása a<br />

függélybe és az uralkodó szélviharok elleni fokozott ellenállása is könnyűszerrel elérhető. Ugyancsak a<br />

helyszínén szegecselhető vagy csavarolható össze a kereszt vízszintes karja, ami a függélyes szárhoz lapolható.<br />

Ezeket az ágakat a közbeiktatott heredíszek és középrozetták is merevítik.<br />

5. ábra: A bajmoki templom huszártornyának szerkezeti váza. Baloldalt metszet (normál- és élformával),<br />

jobboldalt lefejtett borítású nézet és hozzátartozó négy alaprajz. A szerkezetet fő- és mellékoszlopok, egy síkban<br />

alkalmazott fogók, felületi rácsozás, ívekkel megtoldott szaruzatok és köralakú gombszár alkotja; utóbbin<br />

vízszintes körtárcsák a borítás felvételére. A födélre való felerősítés a kereszthajó találkozásánál a négy irányból<br />

támasztó vápadúcokra és az egymást keresztező taréjszelemenekre, valamint alsóbb, erősebb cimborakötőkre<br />

történik.<br />

XXI. lap<br />

Egyszerű toronyfödelek. Baloldalt a tiszakálmánfalvai róm. kath. templom tornya. Négyzet alaprajz fölött<br />

egyenesvonalú magas gúla négy oromzattal és négy fiatoronnyal. A főábra baloldala metszet, jobboldala nézet. A<br />

négyzet átlóiban elhelyezett, egymást keresztező kötőgerendákra póznaszerű, kör keresztmetszetű gombszár van<br />

állítva, átlókból megdúcolva. Az alsó 4 m 50 cm magasságban fogókra helyezett szelemen koszorú támasztja<br />

közbeeső helyeken a simuló mellékszarukat, amik lenn kiváltott fiókgerendákból indulnak. A szelemenkoszorú<br />

sarkait gombszárból kiágazó bakdúcok is támasztják. A torony felső részében 5 m.-kint csupán rövid fogók<br />

terpesztik a meredek él- és középső szarufákat. A fogók egymás fölött haladnak át, hogy azokat ne kelljen<br />

kiváltani vagy egymásba csapozni. Az átlós kötőgerendavégek vaspántokkal a toronyfal mélyebb pontjához<br />

vannak lehorgonyozva. A fődúcok ugyancsak pántokkal kapcsolódnak a kötőgerendákhoz, hogy a szélviharok<br />

ezeket csapjaikból ki ne emelhessék. Felsőbb helyeken átmenő anyáscsavarok hoznak létre szorosabb kapcsolatot<br />

gerendák között. Az oromháromszögekhez a sárgerendából induló, egymásnak támasztott szarufák által képezett<br />

egyszerű födélsíkok csatlakoznak. Ugyanilyen egyszerűen vannak a kis tornyocskák födelei megoldva a falazott<br />

alépítmény által tartott gombszárakhoz csatlakozó élszarufákkal, amiket azután a külső borítás is összefoglal. A<br />

szerkezettől jobbra a bádoggal fedett torony elölnézete, ez alatt felülnézete látható. A toronyvégződés, mint<br />

vörösrézbádogból készített kereszt egyszerűen rá van húzva a gombszár meghegyezett végére.<br />

A lap jobboldalán, fönt, egy sátorfödélnél előforduló, egymásban alkalmazott fogópárcsomópont van<br />

ábrázolva. V. ö. .XIV. lap 2. ábra m is. Egy pár áthalad, az erre merőleges belevégződik, a többi kisebb<br />

váltógerendába csatlakozik. A kötéseket kapcsok biztosítják. Amennyiben valamely födélszerkezetben ily<br />

csomópont több magasságban fordul elő, célszerű az átmenő párt minden magasságban más-más irányba vezetni<br />

át.<br />

Képleírás 1/1


A lap jobb alsó részén a kispesti ev. templom sátorfödele látható, normál átmenő kötőkkel és ezekbe<br />

váltott élkötőkkel. A lehorgonyozás sarokba befalazott rövid vastartókhoz történik. Az alsó szelemenkoszorú és<br />

felső fogópárok az előbbi szerkezethez hasonlóan képződnek ki. A párkány magasságban egyszerű deszkavázzal<br />

kiképezett és bádoggal lefedett pártázat van. A toronyfelület műpalával van fedve. A keresztvégződés aranyozott<br />

vörösréz, melynek vascsőváza a meghegyezett gombszárra van abroncsolva. A kereszt kétirányú ágát egymásra<br />

lapolt vas- vagy keményfabetét merevíti.<br />

XXII. lap<br />

1. ábra: Kúp-, harang-, vagy gúlaalakú födél, melynél a bádog vagy palafödés alá szükséges<br />

deszkaborítás sűrű szelemensorokra, az alkotók irányában, illetve az ereszre merőlegesen vannak alkalmazva. Így<br />

a felfelé keskenyedő deszkaborítással könnyen meg lehet közelíteni a födél külső formáját. Természetesen, ahol a<br />

forgási felület alkotója is görbe, ott utóbbiak rátoldott deszkaívekkel is kiegészíttetnek. Kör alaprajz esetén a<br />

szelemenek is deszkaívek és ezeket kúpalkotók mentén alkalmazott támok és fogók támasztják alá, vagy dúcokra<br />

alkalmazott a-a gáncsok tartják.<br />

2. ábra: Egy sátorfödél tetejére alkalmazható lámpásszerű feltét, esetleg szellőzőnek kiképzett<br />

huszártorony. Fent, baloldalt az élszaru alakjának beforgatott képe.<br />

3. ábra: Ugyane torony zsaluszerű nyílásának és párkányának részlete.<br />

4. ábra: Otzen-rendszerű toronyfödélváz (az apoldai templom alapján). Az egész szerkezetet a felületen<br />

létesített faváz alkotja, melynek az élszaruk közé, polygonalakban, kb. 3-4 m.-kint alkalmazott szelemenkoszorúi,<br />

gyűrűfeszültségre méretezve, minden további belszerkezet nélkül megállanak, különösen, ha a fődúcok Andráskeresztekkel<br />

is ki vannak merevítve. A forma biztosítására még keresztben felváltva átmenő torokgerendák is<br />

szolgálhatnak (1. az idetartozó részletrajzokat). A szerkezet kötőgerendák helyett lehorgonyozott vastalpak<br />

közvetítésével támaszkodik a falakra.<br />

4a. ábra: Ugyanez a szerkezet (a berlini Luther-templom nyomán) oly módon van elkészítve, hogy a<br />

végigmenő élszarufák vízszintes szelemenkoszorúkkal és sugarasan álló torokgerendákkal vannak kiterpesztve. A<br />

fakötések csomópontjai vaslemezekkel vannak összefoglalva. A felületen támasztó András-keresztfák helyett a<br />

trapezek átlói irányában alkalmazott és ugyancsak vaslemezekhez foglalt vonóvasak hoznak létre oly merev<br />

felületet, amire a héjazat alépítménye bármi módon felerősíthető, ami formailag és szerkezetileg teljesen le van<br />

kötve és az alkatrészek egymással szorosan összekapcsolva.<br />

5. ábra: Amennyiben ily toronyfödelek tömör födélhéjazati anyaggal lesznek borítva (bádog,<br />

kátránylemez fölötti pala stb.), a légmentesen elzárt faanyag könnyen elfulladhat és gyors pusztulásnak indul,<br />

azért helyenként gondoskodni kell a födéltér szellőztetéséről, lent és fent kisebb nyílások alkalmazásárról. Ez<br />

lehet, ha normális padlásablakukkal nem akarjuk túlságosan tagozni a felületet az alsó és felső bádogpárkányok<br />

alján alkalmazott Iyuksorozat, melyen csak légvonat, de vízbeszivárgás még nem jöhet létre, vagy lehet a<br />

fecskefarkalakú padlásablakok módjára készített, de tisztán szellőzés célját szolgáló szelelő, mint azt ez az ábra és<br />

az 1. ábra b jelű helyei mutatják.<br />

XXIII. lap.<br />

1. ábra: Lesarkított négyzetalaprajz fölötti, Otzen-rendszerű toronyfödél felületi vázzal. V. ö. XXII. lap 4.<br />

ábra. Az élszarufák András-keresztekkel, hevederekkel, illetve torokgerendákkal vannak kimerevítve.<br />

Kötőgerendák helyett a falra helyezett, rövidoldalú négyzetkeret és ebbe beváltott fiókok vannak alkalmazva és<br />

ezek lehorgonyozva. A végződés gombszára csak a legfelső fogópárból indul (e alaprajz) azt fönt a hozzásimuló<br />

élszaruk tartják. A külső borítás egyszerű gúla esetén (jobboldal) a szelemenkoszorúk és András-keresztek közé<br />

szaruzatszerűleg beiktatott fákkal, vagy pedig (baloldal) vízszintes hevederek módjára kb. 1 m - 1m 50 cm távoli<br />

vékony gerendák bedeszkázásával történhetik. Görbe felületekből összetett külső esetén az a fővázra alkalmazott<br />

deszkaíves szerkezetek közvetítésével is készíthető.<br />

2. és 3. ábra: Moller-rendszerű födélszerkezet. Valamely kötő- vagy alátétgerendasorozat fölött 3m 50 - 4<br />

m 50 cm emeletenkint a szarufák síkja alatt egyszerű dűlt szerkezetek alkalmazhatók, melyek alsó és felső<br />

szelemensora András-keresztekkel van szétterpesztve. Ezek egymás fölé, dűlt helyzetükben vízszintes<br />

torokgerendákkal, illetve saját alsó és felső vízszintes gerendáikkal támaszthatók ki. Az ily módon minden<br />

oldalon 4 m-kint létrejövő vízszintes gerendákra, mint szelemenekre támaszthatók a szaru-<br />

E mű teljessége kedvéért rá fogok mutatni azokra a tetőmegoldásokra is, amik padlástér, vagy fakonstrukció<br />

nélkül is készíthetők a modern lakóházaknál és középületeknél, amely esetekben a víz elvezetése, ez ellen és a hő<br />

ellen való fokozottabb szigetelési szükségletek tekintetében merülnek fel újabb problémák a szerkesztő ellőtt.<br />

Képleírás 2/2


Mielőtt ezek részletesebb előadása következnék, még az 1. részben tárgyalt födelek ismertetését a következőkben<br />

néhány különlegesebb szerkezet bemutatásával egészítem ki :<br />

XXV. lap.<br />

Két falusi toronysisak. (Pohorella és Kövegy.)<br />

Mindkettőnek kisebb léptékben látható külső megjelenése és felülnézeti képe is. Az egyiknél a középső<br />

karcsú gúla négy sarkában egy-egy fia-tornyocska van, melyek közé kisebb oromzatok vannak beépítve.<br />

Alaprajzában látható az átlósan beállított kötőgerendapár és ezekhez csatlakozó fiókok a szarufák felvételére. A<br />

fölötte levő baloldali metszet, illetve jobboldali nézetben a gúlák gombszára, ezeknek dúcokkal és<br />

cimborakötőkkel való biztosítása vehető ki. A szarufák le vannak deszkázva, ez bádoggal borítva.<br />

A másiknál sarokra állított és nagy oromzatokkal lecsapott négyoldalú gúla képződik ki, melynek élei ily<br />

módon az oromcsúcsokból indulnak, amiáltal az élek egymással párhuzamosak, a födélfelületek rombusok<br />

lesznek. A sisakról oromzatok dacára, a csapadék könnyen távozik és az egyszerű módon fedhető le bármily<br />

héjazati anyaggal. Jellegzetes románkori toronyforma. Szerkezete átlósan álló kötőgerenda pár a és ezekre,<br />

valamint a falponkra helyezett oromkötő-sor b, majd az orom csúcsokra helyezett, keresztben átmenő felső<br />

kötőpár c, amik az azokhoz irányuló élszarufa-végeket veszik fel. Ugyanebben a magasságban szelemenkoszorú d<br />

is merevíti a fedélsíkokat, melyek szaruzatai közül egyik e az ormok aljától a csúcsig, a többi az oromszél<br />

szarufától f a gúla élszarufáig g tart. A középső szelement még h oszlopok is támasztják az alsó kötőgerendákról.<br />

Az oromszaruzatokat és oromfalakat pedig i oszlopok merevítik középen, amik a felső kötőgerenda végeket is<br />

alátámasztják j fogópáros könyökökkel együtt. A sisak végződést tartó gombszár, k a felső kötőgerendákra van<br />

állítva és e szarufák, valamint l, m, n, o, p, q fogó párok, illetve váltóik által van biztosítva. Az alsó oszlopokat<br />

még r, s fogók, illetve fél fogók is tartják.<br />

XXVI. lap.<br />

A nagykörősi ref. templom sisakja.<br />

Ennek a toronynak alsó része még a középkorból származik; rá a XVIII. század végén egy tetszetős,<br />

hagymatetős sisakot helyeztek, melynek alsó galériájára a lentebb tartózkodó tűzőrség kijárt, hogy onnan<br />

szemmeltartsa a várost. Majd az 1900-as évek elején, egyrészt, mert az em1ített fazsindelyes sisak megrokkant,<br />

másrészt mert a templom környezetében épült magasabb házak miatt a toronyból való áttekintés csökkent, újat<br />

kellett építeni oly módon, hogy annak felső része emlékeztessen a lebontásra került sisak formájára, de az egész<br />

jóval magasabb legyen és különösen feljebb kerüljön a toronyőrszoba, melynek rendeltetése külsőleg is<br />

érvényesüljön. E mű szerzője Foerk Ernő akkori ipariskolai tanártársával együtt tervpályázat alapján létesítette<br />

1910-ben e lapon bemutatott toronyszerkezetet, ami fent kifejtett célt szolgálván, vörösréz lefödésével uralja a<br />

várost és környezetét.<br />

Az alsó galéria, a tűzbiztosan és hőszigetelően kibélelt őrszoba, az ennek magasságában levő felső<br />

körüljáró, a feljáró lépcsőzet, szélfogó, a szellőző ablakok, valamint különlegesen tagozott forma deszka ív<br />

szaruzatai meglehetős komplikálttá tették a belszerkezetet, ami aránylag vékony fákkal, Andráskereszt<br />

merevítőkkel, sugaras bakdúcok és fogókkal, az egész szerkezet lehorgonyozásával akkép készült, amint e lap<br />

egyes ábráiból kivehető. Középen a nézet egy darabja, ettől balra egy normál metszet, jobbra átlós metszet és a<br />

különböző magasságokban vett alaprajzok magyarázzák annak mikénti lekötését. A falra való egyenletes átvitelt<br />

vasgerendakoszorú közvetítik a a, az alsó galéria kiugró oszlopait kőkonzolok gyámolítják b. A sudár végződés a<br />

gombszárra c gáncsokkal alátámasztott, vízszintes pallókból d és ezek ledeszkázása útján van kiképezve. A közel<br />

34 m. hosszú gombszár e helyen anyáscsavarokkal mindnégy oldalon ráerősített pallókkal és keresztszárnyas<br />

toldással van hosszabbítva.<br />

Képleírás 3/3


XXVII. lap.<br />

Kupolafödelek.<br />

1. ábra. A gödöllői kir. kastély lesarkított négyzetes alakú kupolája. Két irányban átmenő<br />

kötőgerendákkal, ezekbe beváltott fiókokkal és ráállított oszlopokkal, deszkaíves szarufákkal. A szerkezet az<br />

előzőkben ismertetett elvek alapján a rajzból megérthető.<br />

2. ábra. Köralaprajzú kupolafödél, belényúló rabitzboltozattal, nyolc főszaruzattal, ezek Andráskeresztekkel<br />

merevített, polygonális dúcművével és felső laternával. A külső forgási felületet, melyen világító<br />

nyílások vannak, fölfílé csökkenő számban kiképezett (alaprajzában 2a. ábra pontvesszősvonalakkal jelzett)<br />

deszkaívszarufák és ezek közé beiktatott, merevítő szelemenkoszorúdarabok alkotják, amik némileg szűkülő<br />

deszkaborítást és ezzel a héjazatot vehetik fel. Lásd 2b-vel jelzett perspektivikus képet.<br />

3. ábra: A millennium idejében készült egyik körkép polonceau-födele. 16-szögü alaprajz fölött, alul<br />

körülmenő felülvilágítóval a, középső szelelő sorral b és felső laternával c. A 16 félpolonceau vasrácsozat egy<br />

középső öntvényben foglalódik össze, ami saruszerűen fölveszi a felső övek fagerendáit és a húzóvasak<br />

anyacsavaros végeit. Lásd a hozzátartozó félalaprajzot 3a. és metszetet 3b. ábra. A szerkezet kb. 40 m.<br />

fesztávolsággal bír.<br />

Ipari tetőszerkezetek<br />

XXVIII. lap.<br />

Pajtafödelek.<br />

Ezeket különösen az jellemzi, hogy töves oszlopokon, vagy alacsony alapfalakon nyugosznak s ezáltal<br />

dúcműveik oldalnyomása, amit nagy födélsíkjukra működő szélnyomás is fokoz, közvetlen vittetik át a talajra,<br />

illetve ennek csupán egyes támpontjaira, tehát erős ellenfalakat alkalmazni nem szükséges. Lényeges csak a<br />

támasztógerendáknak kevés helyre való összpontosítása, ahol azok oldalnyomásai ellentétes oldalról jövő erőkkel<br />

könnyen ellensúlyozhatók, illetve csökkenthetők. Pl. 3. ábra.<br />

Minthogy e pajták sokszor oldalfalak nélkül készülve, üresen, vagy félig rakott helyzetben állhatnak, a<br />

szél alájuk kapaszkodhatik, szükséges tehát minden szerkezeti csomópontnak fokozottabb összekapcsolása (1., 2.<br />

ábra) Átmenő anyáscsavarokkal, pántokkal vagy kapcsokkal és az egész szerkezetnek az alapokhoz való<br />

hozzákötése lehorganyozó szerkezettel (2., 3., 15., 16. ábra), a töves oszlopoknak jó körültöltése, talpkereszttel<br />

való felszerelése (1. ábra bal-, illetve jobboldala). A talpcsomópontokban nagyobb erők adódván át, ezeken a<br />

helyeken öntöttvas-sarut (3a. ábra), vízszintesen, vagy ferdén elhelyezett keményfaalátétvánkost, ami könnyen<br />

leköthetők (2., 4., 5., 11., 12., 13., 15., 16., 20., 21. ábra), viszont ezek alá követ, vagy beton tömböt jó<br />

alkalmazni. Oszlopok vascövekre fűzhetők (8. ábra), vagy kő-, esetleg betontalpba állíthatók (9. ábra).<br />

Ez építmények legtöbbnyire könnyed födélhéjazattal (aszfaltlemez, kátránypapír, bádog, műpala) vannak<br />

födve, tehát laposabb hajlásszöggel bírhatnak. Manapság már ritkábban fordul elő azoknak meredek hajlásszöget<br />

igénylő fazsindellyel, szalmával, vagy náddal, a könnyen megbontható és nehéz cseréppel való befödése. Ezek a<br />

szerkezetek sokszor nem épélű, nem fűrészelt, de ácsolt gerendákból, vagy néha egyszerűen megdolgozatlan<br />

szálfákból készülnek. Mindenesetre megdolgozatlan marad a töves-oszlopok földbeásott vége (1. ábra), hogy az<br />

nagyobb tömeget képelve, meg nem sérült sejtekkel tovább tartson és merevebben álljon a talajban. A fák eme<br />

földbekerülő végeit jó valamely konzerváló anyaggal bevonni (kátrány, karbolineum, tinktoral, mastikol stb.),<br />

vagy megpörkölni, hogy a nyitott sejteket és repedéseket a fából ilyenkor kiváló gyanta bevonja.<br />

A szerkezetek elkészítésekor, ha a főformát és méreteket megállapítottuk, gondoskodunk a szaruknak kb.<br />

4.00-4.50 m. távolonkinti alátámasztásáról szelemensorokkal; ezeket álló, dőlt, vagy bakdúcos oszlopokkal<br />

gyámolítjuk, amiket viszont fogópárokkal kapcsolunk, úgy, hogy a szerkezetben a gerendák által bezárt idomok<br />

lehetőleg csak háromszögek, vagy trapezek legyenek. Kötőgerenda legtöbbször hiányzik, vagy azt vasvonórúd<br />

helyettesíti. A hosszirányú merevítést a könyökfák, esetleg hosszban alkalmazott Andráskeresztek, vagy<br />

végdúcok hozzák létre.<br />

Egyes gerendáknak csaplyukakkal való gyöngítését elkerülendő, a hegyesszög alatt csatlakozó fákat<br />

hozzájuk csavarolt, kisebb mérvben berótt gáncsokkal foghatjuk fel (12., 14. ábra). Nagyobb kiugrású ereszek<br />

külső könyökökkel gyámolíthatók (1., 6., 20. ábra), amik a belső dúcok ellentámaszaikép is szerepelnek. Szélső<br />

függélyes oszlopok esetében, ezek mentén vékonyabb zárófalak képzelhetők el, vagy az oszlopokra gáncsokkal<br />

felerősített vízszintes szelemenek függélyes deszkaborítással láthatók el, mintegy átmenetül a zártabb jellegű<br />

Képleírás 4/4


épületekhez (15. ábra). Ez utóbbiaknál viszont a belső tér alaposabb szellőzése érdekében taréjszellőzőt lehet<br />

alkalmazni (7., 17., 18., l9. ábra) az építmény középhajóját bazilikális módon kiemelni. (14. ábra.) Raktározási<br />

műveleteket könnyebbé teendő, a taréj alatt hosszban futó-macska részére vezetéket lehet alkalmazni (14. ábra).<br />

Félig megtöltött, nyitott pajtáknál a szél alákapaszkodásának, az eresz mentén korlátolt mélységig terjedő<br />

deszkázással is elejét vehetjük (6. ábra jobb oldala).<br />

Sűrű szarufák helyett a födélhéjazatot a főszaruzatokra helyezett sűrű szelemensorokkal is alátámaszthatjuk.<br />

(20., 21. ábra.) A szerkezetekben kevés vízszintes gerenda van a raktározásnak útjában,<br />

amelyeken egyes anyagok fennakadhatnának.<br />

XXIX. lap.<br />

Csarnok- és raktárfödelek.<br />

1. ábra. Egyszerű csarnokfödél. A főszaruzat dúcára helyezett hét sor szelemen tartja a szarufákat. A kb.<br />

3.50 m.-kint alkalmazott fődúcok behajlását viszont akadályozza a felső szelemenpár alatti cimborakötő és a<br />

falmenti ragasztófákból az ugyancsak cimborakők módjára induló dúcpár. A szerkezetet kötőgerenda helyett<br />

vonóvas tartja össze, ami a belső térhatást kevésbé zavarja. Viszont az ilyen vékony vonórudat középen lehajlás<br />

ellen biztosítani kell. Az középen a taréj szelement tartó, feldúcolt oszlop aljára könnyen felfüggeszthető. A<br />

vonórúd kontracsavaros anyával megfeszíthető.<br />

2. ábra. A hódmezővásárhelyi ref. gimnázium tornatermének födele. Hasonló elv szerint készült<br />

főszaruzat sűrű szelemensorral, amik berováson kivül gáncsokkal vannak alátámasztva. Az eresz mentén<br />

fapárkány céljára talpszelemeneken nyugvó faragott, kis szarufavégek vannak betoldva. A dúcmű honaljaiban<br />

merevítő betoldások vannak, amik megfelelő kimetszésekkel az egész. szerkezet alulnézetében gazdagabb<br />

tagozású ívvonalvezetést mutatnak. A hőszigetelést alsó és felső deszkaborítás hozza létre, a ragasztófák a<br />

félméretig a falhoronyba vannak süllyesztve. Az itteni támadási pontokat a fal támpillérei fogják fel. A födél<br />

taréján az építmény középszakaszában szellőző feltét vonul végig, a beázást itt nagy ereszkiugrás és zsalulevelek<br />

akadályozzák. A lehűlést itt is kettős deszkázás gátolja. Szellőzés esetére úgy a középrész deszkaajtói, mint. a<br />

zsalukhoz fekvő függélyes szárnyak, sodronykötél útján alulról kezelhetően egyidejűleg nyithatók" amely esetben<br />

b helyen a pontozott vonalszerinti állapot jön létre. Betett helyzetben a vízszintes ajtólap szélmentesen szorítja a<br />

függélyest a zsaluleveles nyíláshoz.<br />

3. ábra. Egy lovarda polygon-rendszerű födele. A vízszintes kötésnélküli főszaruzatok oldalnyomását a<br />

határfalak kifelé és befelé erősített pillérei fogják fel. A ragfa aljában vassaru, ez alatt teherelosztó<br />

faragottkőalátét van. Az alsó szelemeneket gáncs helyett kisebb fogópárok tartják a fődúchoz, amit e helyen az<br />

alsó dúc merevít. Az összes szelemenek könyökökkel is támaszthatók.<br />

4. ábra. Kombinált feszítő-függesztőműves csarnokfedél, melynek középső, üres szakasza alsó<br />

deszkafelülettel van bevonva a belső térhatáshoz. A födélszerkezet fái alulról részben láthatók.<br />

5. ábra. Két oszlopból kiinduló, nagy ereszkiugrású fészerfödél, szelemensorokra erősített héjazattal.<br />

A talpszelement támasztó dúc a középdúcok ellensúlyozására is szolgál.<br />

6. ábra. Előbbihez hasonló raktárfödél peronokkal; baloldalon vasúti kocsik, jobboldalon teherkocsikra<br />

való rakodás megkönnyítése céljára. E födél egyes részleteit a 7. ábracsoporton lehet látni.<br />

XXX. lap.<br />

Párhuzamfödelek. (Shedtetők.)<br />

Nagyobb alapterületű terek befödésére, a szerkezet megoldásának és alátámasztásának egyszerűsítése és a<br />

tér jó megvilágíthatása kedvéért készítenek oly födeleket, amelyek párhuzamosan egymás mellé helyezett<br />

födélsorozatokból állanak, amint az már az 1. rész, 1. lap 19. és 20.ábráján sematikusan jelölve volt. Ebben az<br />

esetben az épületen keresztül is vonulnak át ereszek csatornáikkal, de ezek vize azok végén, a határfalakon kívül<br />

(8. ábra), vagy akár az épületek belsején át, az oszlopok mentén elhelyezett lefolyó- és földalatti csatornákon<br />

elvezethető (2. ábra). A meredek födélsíkszakaszok üvegezhetők ü, amiáltal azokon a hó meg nem áll,<br />

egyenletes, megosztott világítás biztosítható az alatta levő térbe. Ezek a felületek a szükség szerint égtáj felé<br />

irányíthatók. A déli, napsütés felé tenyészházakban vagy ellenkezőleg, ahol a bántó napsugarakat kívánjuk<br />

kiküszöbölni, észak felé fordítva ezeket. Az üvegfelületek (az ábrákon ü-vel jelölve) kezelés, tisztogatás,<br />

elfüggönyözés céljából könnyen hozzáférhetők és a kisebb födélszakaszok egyszerű szaruzatokkal oldhatók meg.<br />

Ezek kötői vagy mestergerendái az ereszek mentén alkalmazott 6-8 m. távolságokban oszlopsorokkal<br />

támaszthatók alá, de lehet az oszlopokat rácsos vagy dúműves főtartók esetén 10-20 m. távolonkint is elhelyezni,<br />

Képleírás 5/5


amiáltal szabadabb belső tér biztosítható és amely esetben a közbeeső ereszek mentén a szerkezetek az említett<br />

főtartókra támaszkodnak (9., 10., ábra).<br />

A laposabb hajlású födélsíkok aszfaltlemez, bádog, pala vagy más, tömör héjazatot kaphatnak. Az<br />

alátámasztó oszlopok fa, öntött- vagy összeszögecselt hengereltvasból készíthetők, megfelelő talp és fejrészekkel.<br />

1. ábrán a függesztő szerkezet dúcai akár csak a kötőgerendákról (pontozott eset), akár hatásosabban az<br />

oszlopokból indulhatnak ki. Utóbbi esetben célszerű a kötőgerendát kettőzötten alakítani<br />

2. ábra ennek egy részlete a közbeeső csatornával.<br />

3. ábra. Egy egyszerűbb eset. Bakdúccal támasztott hosszabb főszaruzattal, e fölött alsó, és felső<br />

deszkázású sűrű szelemensorral. A csatorna öntöttvasból készül, részletei a 7. és 8. ábrán láthatók. p-nél eresz alá<br />

felgöngyölődő ablakponyva van.<br />

4. ábra. A közbeeső kétereszű csatorna egy változata. I főszelemen, a csatorna fölött alkalmazott<br />

lécjárda, bádogfedés, vaskeretes ablak, utóbbinak talpcsatlakozási részlete az 5. ábrán látható.<br />

A 6. ábra vasoszlopai között U-vasakból készült hossztalpak, a ezek között vaskötések, b majd<br />

egymásnak támasztott, különhajlású szarufák vannak. c-nél alulról kezelhető szelelőfeltét, harmonikaszerűleg<br />

behúzható ereszes tetősorra1.<br />

A 9. ábra nagyobb oszloptáv esetén, rácsos főtartóra helyezett többszörös fűrésztetőt mutat.<br />

10. ábra. Szimmetrikus metszetű párhuzamtető egy része, ahol a tetővilágítás a középrészeken<br />

meredekebbre alakuló szakaszról történik.<br />

11. ábra a 9. ábra ablaktalpainak csatlakozása a héjazathoz. Az üvegezés ragacs nélküli szerkezettel,<br />

csatornás rendszerű bordázattal van feltételezve.<br />

Az ily építmények oszlopaira és főtartóira ipari munkatermeknél az itt szükségelt erőátviteli tengelyek<br />

csapágyait, vezetékeket és más szerelvényeket is fel lehet erősíteni.<br />

XXXI. lap.<br />

Stephan-födelek.<br />

Egy- vagy többhajós építmények felső határolásának megoldása lehetséges csúcsíves, félkörű vagy<br />

körszeletes rácsos ív főtartókkal. Akár alacsony alapfalak közvetítésével adjuk át a szerkezet oldalnyomását a<br />

talajnak (1. ábra), akár a vonóvasakkal összekötött szerkezet főtartóit falazott, esetleg rácsos oszlopok, falpillérek<br />

gyámolítják a magasabb eresz mentén (5. és 11. ábra). A födélfelület lehet szintén a főtartókat követő domború<br />

alakú (5. ábra), ezt követő polygonszerű síksorozat (11. ábra), vagy megfelelő egyenes szarufeltételekkel<br />

kiképezett szerkezet, amiket az íves rácstartóknak csak egyes helyeire támasztott szelemenek hordanak (1. ábra).<br />

Esetleg sűrű szelemensorok ledeszkázása útján jön létre a fedélfelület (11. ábra jobboldala).<br />

A födélfelületek egyes szakaszain függélyes világító és szellőztető nyílások (1. ábra), vagy meredek<br />

födélsíkok beüvegezése képezhető ki (5. ábra). A rácsos tartók a gyámolító szerkezetekkel mereven vagy csuklós<br />

felfekvésekkel építhetők össze, többcsuklós főtartók képezhetők ki. Nagyobb távolú főszaruzatok között<br />

ugyancsak rácsos hossz-szelemenek tartják a héjazatot és hoznak létre hosszmerevítést. Kétrétegű deszkázással<br />

közbezárt légszigetelés, vagy alsó rabitzlemezzel a szerkezet elpalástolása, bizonyos mérvű tűzbiztos szerkezet<br />

érhető el.<br />

A lap többi részén a feltüntetett szerkezetek egyes részletei vannak ábrázolva. Így 2. ábra az 1. jelű<br />

építmény ablakainak felső csomópontja. 3., 4., 8. és 9. ábra a rácsos ívtartó egy-egy szakaszának metszete, illetve<br />

nézete. 6. ábra egy felülvilágító rész taréj részlete, ragacsnélküli üvegezéssel. 7. ábra ugyanennek egy alsó<br />

szakasza födélfelülethez vagy csatornához csatlakozva. 10. ábra. Taréjkiképzés ragacsos födésnél és üvegfelülethosszabbítás<br />

lecsúszást akadályozó kampóval. 12. ábra a 11-es tető egy részlete.<br />

XXXII. lap.<br />

A lamellás "OIKOS" födél és szerkezeti részletei.<br />

1. ábra. Pontozott vonalakkal összehasonlítva mutatja a padlástér szabad voltát a normál szelemenes és<br />

oszlopos szerkezettel szemben. A domború felületű és teljesen üres belső tér bármiképp kihasználható esetleg<br />

beléképezett manzardhelyiségekkel. A felületen előforduló, hálószerű rácsozat szisztémáját belülnézetben a 2.<br />

ábra mutatja. Ez szabványosítható, egyszerű egységekből áll, amelyek egyik oldalon ívesre, két végükön ferdén<br />

levágott deszkákból vagy pallókból vannak egyszerű módon kifűrészelve (13. ábra). Ezek az előkészített és<br />

raktáron is tartható egységek 2.5*15/195 cm.-től 5*30/250 cm. méretekkel bírnak. Az eresz mentén elhelyezett<br />

küszöbfáról indulnak ki a fent jellemzett hálós elhelyezésű lamellák (4., 15., 15a. ábra). Egymást metsző<br />

Képleírás 6/6


csomópontjaiknál hármasával a 16a. ábrán látható alátétlemezekkel, vagy a 3. ábrán látható csavarokkal<br />

közvetlenül össze vannak erősítve (16. ábra). A közbeeső esetleges mennyezetsor pallói a csomópontokhoz a 14.<br />

ábra szerinti módon erősíthetők meg. A felületi rácsmű oldalnyomását akár megfelelő ellenfalakkal,<br />

alaptestekkel, akár vonóvasakkal ellensúlyozhatjuk.<br />

Felállítása egyszerű létra- vagy bakállványról eszközölhető, szétszedve újra összeállítható. Belőle<br />

egyszerű, nyeregtető vagy kontytető formák készíthetők. Héjazata deszka- vagy lécborításra alkalmazott cserép-,<br />

műpala- vagy bádog-, esetleg aszfaltlemez lehet. Alja hőszigetelés céljából szintén borítható, vagy az látható<br />

alakban kazettaszerűen kiképezett festett felületeket mutathat. A tér ily speciális módon való befedéseit az 5-12.<br />

ábrák mutatják. Az ily szerkezet újabban vaselemekből is készül.<br />

XXXIII. lap.<br />

Modern csarnokfödelek.<br />

1. ábra. Háromhajós csarnok, melynek szélső hajói közvetlen a külső főfalakban levő ablakokon át<br />

kapják a világítást, a középső magasabb és szélesebb hajó pedig ennek szélső, felemelkedő mezőjében kiképződő<br />

ferde síkon és a középrész fölé emelkedő taréjszakasznál alkalmazható felülvilágítókon át.<br />

A födél főszaruzatait egyszerű rácsostartók képezik, ezekkel a közeli szelemenek jól gyámolíthatók,<br />

amikre enyhe hajlású szarufák és könnyű héjazat kerül. A szerkezet minden része statikailag könnyen számílható<br />

és ennek megfelelően méretezhető. Az illesztési csomópontokban Kübler-rendszerű kötések vannak, amiknek<br />

jellegzetes részletei 2-9. ábrákon vannak feltüntetve. Különösen az 5. ábrán látható, hogy a fák találkozási<br />

helyeinek gyengítése nélkül a keményfából vagy vasból készíthető és marógépekkel előállított üregekbe illesztett<br />

köldökök e helyek összecsavarolása esetén miképp tartják össze a csomópontokban találkozó fákat és miképp áll<br />

ellen e kötés különösen az itt fellépő nyíróerőknek. A csomópontkötések lehetnek csuklószerűek, vagy merevek.<br />

A 10. ábra egy só- vagy kőzetraktár keresztmetszetét mutatja, alacsony alapokra állított rácsos<br />

manzardfödéllel, középmagasságban levő világító vagy szellőztető ablaksorokkal. A fakötések az előbbivel rokon<br />

természetű módon csövesbetétekkel van kiképezve. Ezekkel van a nyírási felület növelve és megfelelő<br />

fabetétekkel fokozva a nyomásra vagy húzásra igénybe vett támaszkodó felület (11., 14. ábrák). Cabröl<br />

rendszere.<br />

XXXIV. lap.<br />

Modem csamokfödelek.<br />

Ugyancsak Cabröl rendszere szerint van összeállítva az 1. ábrán látható, alátámasztóoszlopával mereven<br />

összeépített, a vasbetonkeretszerkezetekre emlékeztető raktárfödél, a hozzátartozó részletekkel. Ugyancsak ilyen<br />

egyszerű rácsmű a 2. ábra és A-B részlete.<br />

3. és 4. ábrán a csöves csomópontok kapcsolatát ismét megfelelő fa- és vastámasztékok a és vascsomópontlemezbetétek<br />

is b tökéletesítik.<br />

5., 6., 7. és 8. ábrákon a fák kötései lapolás és rovás helyett különleges tüskés vaslemezbetéteknek<br />

anyáscsavarokkal a fa rostjai közé való szorítása útján vannak intenzívebbé téve. Greim rendszere.<br />

XXXV. lap.<br />

Tuscherer-rendszerű födelek.<br />

Jellemzi ezeket a fakötési csomópontoknak egy karikaköldökkel való kiképzése. Itt különösen lehetővé<br />

válik a vasszerkezeteknél szokásos rácsműveknek fából való előállítása. A csomópontoknál a rácsrudak<br />

tengelyeinek találkozásainál, az egymáshoz lappal simuló fák szembefordult felületeibe, erre a célra szerkesztett<br />

elektromos marógéppel 8-30 cm. átmérőjű körvájatot képeznek ki, amibe 30/8-50/12 mm.-es szalagvasból<br />

készített, nyitott, csupán hornyosan összecsatlakozó gyűrűt helyeznek be. Az így felszerelt kötést csupán húzásra<br />

igénybevett anyacsavarral szorítják össze. Ez a karikaköldök épp nyitottsága folytán, a fellépő erők alkalmával<br />

akképp helyezkedik be a fák rostjai közé, hogy mindenkor nagy felületen támaszkodik az elnyíródni törekvő<br />

farészek közé. A karikákat akképp lehet méretezni, hogy a farostokban fellépő nyírófeszültségek körülbelül 10<br />

kg/cm 2 , a palástnyomások 80 kg/cm 2 legyenek. Utóbbi, abban az esetben, ha a fellépő erők a farostok irányára<br />

bizonyos szög alatt, vagy azokra merőlegesen hatnak, leszállítható.<br />

1. ábra. Egy 10 m. fesztávolú fedél. A nagyobb kiugrású eresz faragott szarufái csupán az alsó<br />

harmadban vannak alkalmazva, ettől a helytől fölfelé a héjázatot szelemensorok hordják, amik megfe1elően<br />

Képleírás 7/7


támasztott dúcokra vannak helyezve. A szerkezet részletei a 2-5. ábrákon láthatók. 6-9. ábrák a gyűrű vagy<br />

karikaköldök alakját és alkalmazási módját tüntetik fel.<br />

10. ábra egy 20 m-es csarnok főtartója. 11-16. ábra ennek részletei. 17. ábra egy polonceau-rendszerű,<br />

fa-főszaru. 17a. ábra ennek falra való felfekvési részlete. A többi csomópont úgy ennél, mint a 18. ábrabeli<br />

fészertetőnél a többi szerint elképzelhető.<br />

XXXVI. lap.<br />

Felső felében az 1-7. ábra Christoph és Unmack-Nisky németországi cég számos szerkezete közül mutat<br />

egy jellemző példát a hozzátartozó részletekkel. A különböző rácsos, íves, I-tartókkal képezett szerkezeteiknek<br />

csomópontjai betétfákkal, ellenrostszálú facsomópont-lemezekkel (7. ábra), vagy tányéralakú<br />

öntöttvasköldökbetétekkel (6. ábra) vannak az igénybevételeknek megfelelően kiképezve.<br />

8., 9. és 10. ábra Hetzer-rcndszerben készült néhány csarnokfedelet mutat, amelyek a de l'Orme és Emyrendszerű<br />

íves tartóknak modern szellemben való kifejlesztései. Mint már a bevezető szavakban említve volt, ha<br />

egy rönkből kidolgozott, két végén alátámasztott gerendát hajlításra veszünk igénybe, tapasztalhatjuk, hogy annak<br />

rostjai az erőkkel szemben nagyon kedvezőtlenül vannak elhelyezkedve. Fönt, ahol a legnagyobb nyomóerők és<br />

lent, ahol a legnagyobb húzóerők lépnek fel, vannak a fának leggyöngébb, fiatal, laza sejtjei, míg a legszívósabb<br />

színfasejtek ott csoportosulnak, ahol hajlításkor sem nyomás, sem húzás nem lép fel: a semleges szál közelében<br />

(11. ábra). Ha azonban ezt a gerendát középen kettéfűrészeljük és a két nyert gerendát háttal sikerül eggyé<br />

összeragasztani, akkor máris ugyanazon faanyagból egy sokkal tökéletesebb, hajlításnak ellentállóbb gerendát<br />

kapunk, melynek legszilárdabb rostjai ott vannak, ahol a húzó- és nyomóerők maximuma lép fel. Ha ezt a<br />

szelvényalakot továbbfejlesztjük, a I-vastartóhoz hasonló alakot formálva, ahol felül nyomásnak, alul húzásnak<br />

jól ellenálló fából öveket, középen olcsóbb minőségű gerincet alakítva, ha ezt a gerincet szükség szerint egyes<br />

helyeken alacsonyabbra, máshol magasabbra képezzük ki, akkor oly egyenes, íves vagy kerettartókat<br />

készíthetünk, amik vetekednek a vasból és vasbetonból készített hasonló szerkezetekkel.<br />

Ilyen szelvények láthatók, egyrészt egy nedvességben nem oldódó anyaggal összeragasztva, másrészt<br />

közvetlenül vagy a szükséges vasalátétlemezekkel és merevítőbordák közvetítésével összecsavatolva a 12-15.<br />

ábrákon.<br />

XXXVII. lap.<br />

Különleges ácsmunkák.<br />

1. ábra. A "Meltzer" építőszisztéma egy jellegzetes csomópontja. A rendszer megalkotója vékonyabb<br />

pálcákból, úgynevezett hevederekből, ezek minden megdolgozása nélkül, csupán a két irányban elhelyezetteknek<br />

sűrű összerácsozása útján állít elő olyan könnyű szerkezetet, amelynél a vékony elemek kihajlása van<br />

megakadályozva és ezáltal azok együttes működése hatalmas szerkezetek előállítására alkalmas. Nemcsak<br />

födéltartókat, de magas antennaoszlopokat, légi járművek merev vázát stb. lehet ezzel a rendszerrel gazdaságosan<br />

és könnyed alakban előállítani. A vékonyfák csomópontjai a vasszerkezetek szögecselési szisztémái szerint, a<br />

palástnyomások számbavételévei vannak összeszerelve. A fák szinte összenövesztése, ahol kell, közbeiktatott<br />

csomópontlemezekkel, vékony, együttesen előfúrt lyukakon átmenő acélsodronyok útján történik, amik<br />

belészorulnak a farostok közé és onnan minden egyéb eljárás hiánya dacára sem esnek ki. A rajzon látható<br />

nagyobb anyáscsavarok csak a szerkezeti csomópontok munkaközbeni összetartására és a súrlódások növelésére<br />

valók. A gondos előfúrások és azok jól megválasztott helyei akadályozzák meg a számos lyuk dacára a fák<br />

megrepedését. A kész szerkezet sűrű pálcahézagait a felületek bedeszkázásával lehet takarni. Ezáltal egyrészt<br />

védjük a közök elszennyeződését, másrészt ez a borítás is biztosítja a vékony elemek helyzetét.<br />

A szerkezethez csakis egyenesnövésű, ágmentes, szívós, válogatott fa használható: célszerű azt tűz ellen<br />

impregnálni, mert a vékonyalkatrészek és ezek sok szabad köze gyors terjesztője lehet a mohó lángtengernek.<br />

2. ábra. Egy ívesre terpesztett, vonóvasas rácstartó csuklós felfekvésének részletei. Az egyszerű vasakból<br />

összeállított szerelvény célszerűen veszi fel és tartja össze a belevégződő gerendákat, a vasvonórudat és adja át az<br />

igénybevételeket függélyes irányban az alátámasztó falnak.<br />

3. ábra. Egy ehhez hasonló rendszerű födéltartó sémája alátámasztó oszlopával, ami vele össze<br />

épített rácsos faszerkezet.<br />

4. ábra. A födéltartóból a támszerkezetbe való átmenet egy másik változatának részlete. A két utóbbi<br />

Sommerfeld rendszere.<br />

5. ábra. Egy vasúti perron kettős eresze Tuscherer-rendszerű kötésekkel és a szerkezetnek vasbeton<br />

alépítményen való rögzítése.<br />

Képleírás 8/8


Régi faszerkezetek<br />

(BMEEOHSAAV16)<br />

10. Elõadás


Városi tetők1/16


Városi tetők2/16


Városi tetők3/16


Városi tetők4/16


Városi tetők5/16


Városi tetők6/16


Városi tetők7/16


Városi tetők8/16


Régi faszerkezetek<br />

(BMEEOHSAAV16)<br />

11. Elõadás


Városi tetők9/16


Városi tetők10/16


Városi tetők11/16


Városi tetők12/16


Városi tetők13/16


Városi tetők14/16


Városi tetők15/16


Városi tetők16/16


Régi faszerkezetek<br />

(BMEEOHSAAV16)<br />

12. Elõadás


Ipari tetőszerkezetek2/11


Ipari tetőszerkezetek3/11


Ipari tetőszerkezetek4/11


Ipari tetőszerkezetek5/11


Régi faszerkezetek<br />

(BMEEOHSAAV16)<br />

13. Elõadás


Ipari tetőszerkezetek6/11


Ipari tetőszerkezetek7/11


Ipari tetőszerkezetek8/11


Ipari tetőszerkezetek9/11


Ipari tetőszerkezetek10/11


Ipari tetőszerkezetek11/11


Régi faszerkezetek<br />

(BMEEOHSAAV16)<br />

14. Elõadás


Nagy fesztávolságú tetők2/16


Nagy fesztávolságú tetők3/16


Nagy fesztávolságú tetők4/16


Nagy fesztávolságú tetők5/16


Nagy fesztávolságú tetők6/16


Nagy fesztávolságú tetők7/16


Nagy fesztávolságú tetők8/16


Nagy fesztávolságú tetők9/16


Nagy fesztávolságú tetők10/16


Nagy fesztávolságú tetők11/16


Nagy fesztávolságú tetők12/16


Nagy fesztávolságú tetők13/16


Nagy fesztávolságú tetők14/16


Nagy fesztávolságú tetők15/16


Nagy fesztávolságú tetők16/16

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!