R à G I F A S Z E R K E Z E T E K - Hidak és Szerkezetek Tanszéke
R à G I F A S Z E R K E Z E T E K - Hidak és Szerkezetek Tanszéke
R à G I F A S Z E R K E Z E T E K - Hidak és Szerkezetek Tanszéke
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
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