Új technológia, meglévő szerkezet: acél tartószerkezeti megoldás egy automata magasraktár átalakításához 

Egy gyártóüzemhez kapcsolódó magasraktár belső átalakítása során korszerű automata tárolórendszer telepítése vált szükségessé. A projekt első ütemében a koncepciótervezési feladatként annak vizsgálatára kaptunk megbízást, hogy a meglévő épület tartószerkezete alkalmas-e az új technológiai rendszer fogadására, illetve milyen szerkezeti beavatkozások szükségesek az átalakítás megvalósításához. 

A feladat összetettségét az adta, hogy az új automata raktározási rendszer nem csupán technológiai változást jelentett, hanem az épület tűzvédelmi és szerkezeti követelményeit is jelentősen módosította, új álmennyezeti tér kialakítása vált szükségessé. 

A meglévő csarnokszerkezet azonban nem rendelkezett megfelelő teherbírási tartalékkal ahhoz, hogy az új álmennyezet függesztett terheit biztonságosan fel tudja venni. Ezért olyan önálló acél tartószerkezeti rendszer kialakítása vált szükségessé, amely az álmennyezet terheit képes viselni. 

A tervezési folyamat során kiemelt szerepet kapott az összehangolt, digitális alapú munkavégzés. A projektjeink során Autodesk Revit programot használunk, zárt BIM munkakörnyezetben dolgozunk, amely lehetővé teszi, hogy a különböző szakágak egy közös, koordinált épületinformációs modellen keresztül működjenek együtt. Ez különösen fontos volt egy olyan átalakítás esetében, ahol egy meglévő, üzemelő ipari épületbe kellett új tartószerkezeti elemeket integrálni a meglévő szerkezetek, technológiai rendszerek és tűzvédelmi követelmények figyelembevételével. 

A meglévő épület szerkezeti adottságai 

Az átalakítással érintett épületrész egy kéthajós, 24 méteres fesztávú, kishajlású lapostetős magasraktár, amely a meglévő gyártócsarnokokhoz kapcsolódik. A csarnok befoglaló mérete kb. 100×50 méter, szerkezeti rendszere előregyártott vasbeton vázas kialakítású. 

A meglévő tartószerkezetet előregyártott vasbeton pillérek, feszített vasbeton főtartók és tetőszelemenek alkotják. A csarnok merevítését a konzolos kialakítású pillérek, valamint a tetősíkban elhelyezett acél szélrácsozás biztosítja. 

A meglévő padlószerkezet vizsgálata szintén a tervezési feladat része volt, hiszen az új automata tárolórendszer által okozott terhek megfelelő átadását igazolni kellett. A technológiai adatszolgáltatás alapján a tárolt egységek maximális felületi terhelése nem haladta meg a meglévő vasalt padló igazolt teherbírását.

A tervezési kihívás: új szerkezet meglévő épületben 

A legnagyobb statikai kihívást az jelentette, hogy az új álmennyezetet nem lehetett a meglévő tetőszerkezethez függeszteni. A meglévő feszített vasbeton főtartók és tetőszerkezeti elemek tartalék teherbírása nem volt elegendő az új állandó terhek felvételére. 

A tervezési cél ezért egy olyan acél tartószerkezet létrehozása volt, amely: 

• nem növeli számottevően a meglévő vasbeton tetőszerkezet igénybevételét,  

• képes az álmennyezet és kapcsolódó szerkezetek terheit biztonságosan továbbítani,  

• illeszkedik a meglévő csarnok geometriai adottságaihoz,  

• biztosítja az üzemelő raktár folyamatos működését a kivitelezés alatt is.  

A tervezési feladat összetettségét tovább növelte, hogy az épület többi részében a kivitelezés teljes időtartama alatt folyamatos üzem működött. A meglévő gépészeti nyomvonalak és technológiai berendezések jelentős része nem volt kiváltható vagy áthelyezhető, ezért ezekhez alkalmazkodva kellett kialakítani az új tartószerkezeti rendszert. Ennek eredményeként az új acélszerkezeti elemek pozícióját minden esetben egyedileg, a rendelkezésre álló tér és a meglévő létesítmény adottságainak figyelembevételével határoztuk meg. 

Az alkalmazott szerkezeti megoldás 

A szerkezeti koncepció kialakításakor alapvető cél volt, hogy a meglévő vasbeton csarnokszerkezet eredeti erőjátékát a lehető legkisebb mértékben módosítsuk. Mivel az épület az MSZ 15000 szabványsorozat hatálya alatt épült, a tervezés során a TSZ 01-2013 Műszaki Szabályzat 6.3.2 pontjának megfelelően jártunk el, amely részleges átalakítás esetén lehetővé teszi a meglévő szerkezetek vizsgálatát az építéskor érvényes előírások alapján. 

Ennek megfelelően olyan szerkezeti megoldást választottunk, amely tehermentesíti a meglévő tetőszerkezetet, és a vasbeton pillérek többletterhelése nem haladja meg a megengedett egyszeri 10%-os értéket. A meglévő pillérek elé elhelyezett új acél pillérek vették át a rácsostartókról leadódó terheket, így elkerülhetővé vált a teljes csarnokszerkezet Eurocode szerinti újraminősítése, valamint az ehhez kapcsolódó jelentős megerősítések kialakítása. 

Ennek alapján: 

• a meglévő épület állékonyságát, valamint a vasbeton pillérek és pontalapok teherbírását az építéskor hatályos MSZ 15000 szabványsorozat szerint ellenőriztük az új terhelések figyelembevételével; 

• az új, az álmennyezetet fogadó térbeli acél rácsostartó rendszer szilárdsági, stabilitási, használhatósági és kapcsolati kialakításait pedig a jelenleg hatályos Eurocode szabványsorozat előírásai szerint terveztük. 

A következő blogbejegyzésünkben részletesen bemutatjuk megoldásunkat: egy teljesen új, acél rácsostartó rendszer tervezését, amely a meglévő vasbeton pillérek mellett kialakított új acél pilléreken keresztül adja át a terheket az alapozás felé. Az új szerkezet mintegy 24×84 méteres területen készült el. 

Szerző: Rasztovich Eszter, tartószerkezet tervező mérnök