Gipsz-vasbeton lépcső

Lényegét tekintve ez egy hagyományos vasbeton tartószerkezetű lépcső.

Az eltérés a szokásos elkészítési módtól az, hogy nem drága, és időigényes fából kialakított zsalut használunk a vasbeton megöntéséhez, hanem előregyártott gipszlapokat, melyeket a beton megszilárdulása után sem távolítunk el, hanem ún. bennmaradó zsaluzatként a kész lépcső részét képezik. Teherviselésben a gipsz nem vesz részt, a lépcső szilárdságát kizárólag a vasbeton adja. Fa zsaluzattal szemben, itt egy sima egyenes felület keletkezik, mely burkolható, vagy vékony glett réteg után festhető, tapétázható.
Míg a fa zsaluzatnál különbözőféle rögzítőelemmel kell gondoskodni a zsalu oldalfalak távolság tartásáról, addig ez az eljárás a gipszlapok távolságtartását előre beöntött műanyag távtartók segítségével valósítja meg. A műanyag távtartókba kell bepattintani a betonvasakat, így ezek rögzítése is megoldott.
Rövid leírásból már kiderülhet az eljárás előnye, hátránya, a “hagyományos” zsaluzású lépcsőkkel összehasonlítva.

Előnyei:
Olcsóbb. lásd: Gipszbeton lépcső ár
Nézzük meg a fa anyag árakat. Kiszedett fa zsaluanyag gyakorlatilag hulladék. Itt nincs kiszedett zsaluanyag, csak az ideiglenes támasztékokat kell a beton megszilárdulása után eltávolítani, de ezek újra felhasználhatók.
Gyorsabb. Gipszbeton lépcső ár
Zsalukészítés gyorsabb. Nincs zsalukiszedés. Sima felületet hagy maga után. Az előző lépcsőfok megöntése után perceken belül önthető a következő fok, ugyanis a híg betonból a gipsz másodpercek alatt kiszívja a vizet és ezáltal megdermed. Ezért is nevezik még dermesztett beton technológiának.

Hátránya:
Bonyolultabb a zsalu kiszerkesztése. Fa zsalunál külön készül a két oldal, ezután (csavarral, kapoccsal, stb.) összefogatjuk őket.
Gipszlaposnál már a két lap “gyárilag” össze van fogva, ebből fűrészeljük ki a zsalu két oldalát. Nehezíti a helyzetet, hogy a két oldal nem egyforma, nem ugyanott kell vágni.
Az előregyártott gipsz elemek elkészítése nagyobb technológiai hátteret igényel. Fa zsaluanyagot a fatelepen megvesszük és kész. Utána a helyszínen méretre vágjuk, ez mindkét eljárásnál közös. A gipszlapok közötti műanyag távtartót le kell fröccsönteni. Egy műanyag fröccsöntő szerszám több milliós költség. A gipszlapokat speciális sablonban kell megönteni. Megfelelő tömörség és egyenletes elterülés csak rázóasztallal biztosítható. A távtartó műanyag elemek helyzetének pontos beállítása, és a gipsz dermedésének ideje alatti megtartása, szintén speciális eszközöket igényel, melyeknek előállítása nagyon időigényes és komoly szerszámgépes hátteret igényel.

Hátrányok kiküszöbölése:
Cégünk megtervezte és elkészítette a szükséges fröccsöntő szerszámot. Saját üzemünkben folyamatosan gyártjuk a műanyag távtartókat.
Rázóasztalokat és speciális sablonokat szintén elkészítettük. Telephelyünkön öntjük a gipsz paneleket (több változatban), budapesti üzletünkben, ill. telephelyünkön forgalmazzuk.
Üzletünkben életnagyságú kiállított mintalépcső található, lásd: Gipszbeton lépcső képek . A mintalépcső összeállítási rajza, kidolgozott szabásterve, lásd: Gipszbeton lépcső tervezőknek, kivitelezőknek számításokkal rajzokkal megtekinthető, itt honlapunkon is. Ha van CAD tervező programod akkor a Gipszbeton lépcső tervezőknek, kivitelezőknek oldalunkon a Dxf formátumban letölthető “Tervezési segédlet”-et  ajánlom figyelmedbe.
Azoknak akik még eddig nem készítettek “gipszlépcsőt”, próbálunk minden tőlünk telhető segítséget megadni. (A második már sokkal könnyebb lesz.)

Vasalás kialakításának főbb szabályai.

Miért kell a betonba vas?

„Gipszbeton” lépcső esetén a teherviselő elem a beton. A gipsz alacsony szilárdsága miatt nem képes jelentős terhet viselni, ezért a szilárdsági méretezésnél figyelmen kívül hagyjuk (mint, ha ott sem lenne). A gipsz csak zsaluzó elem, amit az esetek túlnyomó részében a beton megkötése után nem távolítunk el, a szakma bennmaradó zsaluzatnak nevezi. Ha a helyzet úgy kívánja (pl. nagyon kevés a hely és szükség van arra az 1cm-re is), akkor nyugodtan el lehet távolítani (levésni).
A beton szilárdsági szempontból ún. rideg anyag, ami azt jelenti, hogy jelentős nyomófeszültséget képes elviselni, de húzófeszültséget szinte alig. Lépcsőépítésnél jellemzően használt beton C 25/30, vagy C 30/37 esetében a húzószilárdság, a nyomószilárdságnak csak 5-6%-a.

A lépcső mechanikai szempontból egy tartószerkezet. A tartószerkezetek anyagában többféle igénybevétel keletkezik, de a legnagyobb, a hajlításból adódó igénybevétel, amelyre méretezünk, a többit általában elhanyagoljuk, vagy egy biztonsági tényezővel vesszük figyelembe.
Biztonsági tényező azt takarja, hogy az anyagot, a tönkremeneteli határállapothoz képest csökkentett mértékben terheljük. Tönkremeneteli állapot az, amikor az anyag nem tudja tartó szerepét betölteni. Általában nyomásra igénybevett beton összetöredezik, húzásnak kitett acél elszakad, vagy  nyomóterhelés hatására kihajlik.
Tiszta hajlításra igénybevett tartó esetén mindig lesz olyan rész ahol nyomófeszültség ébred, és lesz olyan rész ahol húzófeszültség. A két részt ún. semleges szál választja el, amelyben nem lesz feszültség.
Betonból készült tartónknál a nyomott oldalon (ahol nyomófeszültség lesz) a fentiek alapján semmi probléma, de a húzott oldalon a beton már kis terhelés hatására túlterhelődik, a teljes tartó tönkremegy (leszakad).

Megoldás: a húzott részbe olyan anyagot helyezünk, amely a húzófeszültséget fel tudja venni.

Azok az anyagok, amelyek képesek jelentős húzó és nyomófeszültséget elviselni, szilárdsági szempontból „szívós” anyagoknak nevezzük.

Ilyen szívós anyag pl. az acél, esetünkben hétköznapi szóhasználattal betonvas.

Hova kell tenni a betonvasat?
Értelemszerűen oda, ahol a tartóban (lépcsőben) húzófeszültség keletkezik. (lehet a nyomott oldalra is, de egy helyesen kialakított tartóban a nyomást a beton viseli el, tehát fölösleges.)

Mennyi betonvasat kell alkalmazni? Annyit, hogy a teljes húzó igénybevételt fel tudják venni anélkül, hogy a betonvas anyagát túlterhelnénk. Húzás szempontjából a betont nem tekintjük teherviselőnek, úgy számolunk, mintha ott sem lenne. A teljes húzóterhelést a vas veszi fel. Ezzel a tartónk a valóságban kicsit erősebb lesz, mint amire számoltunk, vagyis a biztonság irányába tévedünk.

Hol keletkezik húzófeszültség?
Legtöbb lépcső kialakítása szilárdságtani szempontból 2 csoportra osztható.

  1. csoport ún. kéttámaszú tartó.
    Itt a lépcsőfokok a két végükön tudják terhelésüket továbbadni a talaj felé. Általában az egyik támasz a fal melyre ráépítik, de a másik végükön is van egy közvetlen alátámasztás a talajig, (gipszbetonból épített fal, vagy oszlopokra támaszkodik, stb.).
    Kéttámaszú tartóknál a támaszokat csak lefele irányú erők terhelik.
    Húzófeszültség az alsó övben keletkezik. A legnagyobb húzófeszültség a tartó középen van, és a támaszok (szélek) felé haladva csökken.
    Legkedvezőtlenebb terhelési állapot, ha a teher (a lépcsőt használó személy) középen áll.

Tehát a vasakat döntően az alsó részre tesszük, és középen sűrítjük. A felső övbe, nem hajlítás miatt, hanem egyéb igénybevétel (nyírás, csavarás) miatt 1-2 vasat tehetünk. (általában nem szoktak tenni)
Tehetünk máshova is és tehetünk többet is, nem biztos, hogy van értelme (pénzkidobás).

  1. csoport ún. konzolos tartó.
    Ebben az esetben a tartó (a lépcsőfok) csak az egyik szélén van rögzítve, másik vége
    „lóg a levegőben”, vagy számottevő terhelést elviselni nem tudó szerkezet van a másik végén (drótkötél, üveglap, stb). („penge” lépcsők szoktak ilyenek lenni, de a központi tengely köré épített, másik végén a levegőben álló csigalépcső is ilyen).
    Mivel a lépcső teljes terhelését csak a falnak adja át, a fal igénybevétele igen jelentős lehet. Továbbá a falat súlyerőkből adódó (lépcső önsúly + teher) terhelésen kívül, igen kellemetlen járulékosan megjelenő koncentrált hajlító nyomaték is terheli. Míg a kéttámaszú tartónál gyengébb fal is elegendő (pl. Ytong), itt a koncentrált hajlítónyomaték miatt, komoly teherviselésű falra van szükség. A falba beöntött vasbeton betétek (pillérek) például jelentős koncentrált hajlítónyomatékot tudnak elviselni.
    Konzolos tartóknál a húzott öv felül helyezkedik el (kéttámaszúnál alul). Legnagyobb húzóerő a befogás helyén (a falnál) keletkezik, és a szabadon álló vége felé folyamatosan csökken.
    Legkedvezőtlenebb terhelési állapot, ha teher a befogás helyétől a legtávolabb (külső végén)
    helyezkedik el (külső korlátba kapaszkodva megyünk fel a lépcsőn).
    Tehát a vasakat felül (minél feljebb, ha lehet) helyezzük el és a falnál sűrítjük.
    Nyomott oldalon (alul) a kéttámaszúhoz hasonlóan szintén 1-2 vas lehet.
    Nagyon fontos: A húzóerő, a vasakat a falból kihúzni igyekszik, ezért a vasat a falba úgy kell rögzíteni (pl. a falon átdugni a vasat ezután elhajlítani, u alakban visszagörbíteni betonba önteni stb.), hogy a vasat a terhelés ne tudja kihúzni, különben leszakad a lépcső. Beöntött vasbeton betétekbe (pillérek) rögzítéssel jó eredményt lehet elérni.
    Megjegyzés: A kéttámaszú tartónál ez a vaskihúzási erő nincs.
    Hasonlítsuk össze egy ugyanolyan méretekkel rendelkező és ugyanolyan terhelésű kéttámaszú tartó és egy konzolos tartó igénybevételét. Mindkét kialakításnál a rá jellemző legkedvezőtlenebb terhelési állapotot vesszük figyelembe. Azt kapjuk, hogy a konzolos tartó (csak az egyik végén rögzített) igénybevétele 4-szerese az ugyanolyan kéttámaszú tartóénak.
    Tehát az egyik végén a falba rögzített (vagy központi oszlop körül futó csigalépcső szabad véggel)
    típusú lépcsőbe 4-szer annyi vasat kell tenni a legnagyobb igénybevételű helyen, mint a „szokásos” kéttámaszú kivitel esetén.

Mennyi vasat kell tenni?
Mivel az igénybevétel nagysága több tényezőtől függ (pl. lépcső szélesség, támaszok helye, terhelés nagysága, stb.) ezért minden esetben megfelelő végzettségű és felkészültségű szakembernek (építészmérnök, statikus tervező, stb.) kell ezt eldöntenie, aki természetesen számításaiért felelősséget is vállal.

Betonvasakat szabvány által előírt sugárral kell meghajtani. 4-es betonvas esetében a hajlító tüske átmérője min. 16mm.
Vasalás kialakításánál szükség lehet betonvasat toldani (egyben nem tudjuk berakni). A minimális átfedési hosszt a szabvány rögzíti, 4-es betonvas esetén 10cm, hosszabb természetesen lehet.
Toldás miatti átlapolás nem számít duplázásnak. A toldás lehetőleg ne a legnagyobb igénybevételű helyre kerüljön. Lásd fentiek.

Lépcsőépítő cégek internetre kitett képei és videói alapján látható, hogy hol és mennyi betonvasat alkalmaznak. Ez tájékozódási pontnak megfelelő, pl. várható költségbecsléshez is jó, de mérnöki számításokkal alátámasztott vasalási tervet célszerű készíttetni, a későbbi problémák elkerülése érdekében.

Lépcsőkészítő cégeknél elterjedt szokás, hogy nem betonacélt hajlítanak meg derékszögben az előírt lekerekítési sugárral, hanem „egyszerű köracélt”, ugyanis ezeket az alacsonyabb szilárdságuk miatt könnyebb meghajlítani és kibírják a rádiusz nélküli hajlítást is, pl. satuban kalapáccsal.  Tudni kell, hogy a betonacélok kb. 80%-al erősebbek (folyáshatáruk kb. 80%-al magasabb), mint a „normál” acél és a bordázás miatt „jobban kapaszkodnak” a betonban.
Nem szabad bedőlni a dumának: „Ez erősebb, mint a betonvas”!!
Mutassa a gyártói teljesítmény nyilatkozatot (régebben műbizonylat), melyet minden teherviselő elemről be kell szerezni. Betonba betonvas kell, nincs vita!!

Hangsúlyozom, fenti összefoglalóm nem helyettesíti a szilárdsági méretezést, inkább arra jó, hogy a főbb összefüggésekkel tisztában legyünk. Ha kivitelezés során valamilyen probléma adódik (pl. lépcsővilágítás elektromos vezetéke vasalásnak útban van), akkor hogyan ne „oldjuk meg a problémát” betonvas elhagyással vagy áthelyezéssel.

Összeállította: Molnár Gyula villamos és gépészmérnök.