Csák Béla

Dr. Csák Béla

Születési adatok:  1926. július 03. (Besenyőszög, Belsőszentiván Puszta)

Tanulmányok:

1932 –38. Besenyőszög, Római kat. Népiskola
1943 –44. Törökszentmiklós, Közs. Polgári fiúiskola: 4 polgári osztály elvégzése magánúton
1945- 48. Jászapáti, gróf Széchenyi István Kat. Alapítványi Gimnázium, érettségi: 1948.

1948-52. Budapesti Műszaki Egyetem, Építészmérnöki Kar, diploma: 1952.

Főbb tanulmányutak:

• 1964. Ljubjana (3 hónap). Tanulmányozta az 1963-as Skopjei földrengés épületekre gyakorolt hatását, valamint a károsodott épületek utólagos megerősítésének módjait. Ez a tanulmányút indította meg az érdeklődését a földrengés témája iránt.
• 1965. Olaszország: Roma, Milano, Nápoly, Bergamo (4 hónap). Földrengéssel kapcsolatos ismereteit ekkor teljesítette ki, itt ismerte meg a rázóasztal-kísérletek fontosságát.
• Japán (2 hét). Atomerőművek földrengésbiztonságát tanulmányozta, melynek során különleges, 6 szabadsági fokú rázóasztal-kísérleteken vett részt.

 

Munkahelyek, oktatói munka, kutatói munka:

• 1952-1966. kezdetben tanársegéd, majd adjunktus, végül docens a BME Építészmérnöki Kar, Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszékén. 1996-tól szerződéses nyug. áll. Dosens 
• Oktatói munka: A tanszék által előadott tárgyak (statika, szilárdságtan, acél, vasbeton szerkezetek, tartószerkezetek tervezése) oktatása. Önálló, saját tárgy: Épületdinamika. 
• Kutatói munka: Épületek, építmények vizsgálata-tervezése dinamikus hatásra (földrengés, szélteher, robbanás, ipari- és közlekedési rezgések, repülőgépek okozta hangrobbanás).
• 1974. Műszaki doktori értekezés: Lökésszerű (impulzus-tranziens) hatásokkal terhelt építmények vizsgálata.
• 1997. Kandidátusi (PhD) értekezés: Szizmikus hatásokra igénybevett vasbeton vázszerkezetek tervezési kérdései rugalmas és törési állapotban.

 

Statikus tervezői tevékenység:

• Pécsi 26 szintes magasház tartószerkezeti tervezése dinamikus és szeizmikus hatásra
• Diósgyőr, Lenin Kohászati Művek 160 m magas kéményének tervezése dinamikus szél és szeizmikus hatásra
• Óbudai fűtőmű 200 m magas kéményének tervezése dinamikus szél és szeizmikus hatásra
• Budapesti Szemétégető kéménye (160 m)
• Hazai földrengéskárok helyreállítása:

1. Békési földrengés 1978  június 22.:

Békési és Dobozi református templom , Békéscsabai evangélikus templom

1. Berhida-Peremartoni földrengés 1985 augusztus 15.:

Hajmáskéri, siófoki, nagyberényi, somi, bakonyoszlopi, peremartoni római kat. templomok, Peremarton, transzformátor állomás

• Egri Minaret megerősítése
• Hőgyész, Gróf Apponyi Kastély átalakítása termálszállóvá (a 12 m fesztávolságú csapos

gerendafödémek kicserélése 2 irányban teherhordó vb. födémlemezre)

• Külföldi munkák:

1. Szabadka, Szent Teréz Katedrális megerősítése (a boltívek „kikapcsolása” az erőjátékból föléhelyezett, kiváltó rácsos tartók segítségével).
2. Irán, Gorgan: Malmok és keverőüzemek tervezése szeizmikus hatásra. A szeizmikus szigetelés első változatának alkalmazása.
3. Jugoszlávia, a Birács-Orbováci timföldgyárak kéményeinek és üzemi csarnokainak tervezése szeizmikus hatásra
4. Algéria, malmok, silók tervezése szeizmikus hatásra
5. Líbia, tiszti lakótelep tervezése szeizmikus hatásra

• Kiemelt szakértői tevékenység: A Paksi atomerőmű szeizmikus biztonságát szolgáló elektromos berendezések rázóasztal vizsgálata.

 

Megjegyzés: a külföldi munkák és a hazai nagyobb munkák természetesen a tanszék vállalásai voltak. Azokat egy csoport végezte, a legtöbbnél Csák Béla témavezető volt.

 

Néhány kiemelkedő alkotás ismertetése:

•   Pécsi magasház

Építésekor Közép-Európa legmagasabb lakóépületének számított (96 m). Az előregyártott oszlopokra helyezték a szintén előregyárott födémelemeket, majd 3 szint elkészülése után a födémelemeket utófeszítették 2 irányban (ún. „IMS” jugoszláv rendszer). Az utófeszítésnek köszönhetően kis vastagságú födémet alkalmazhattak, ami hajlékonnyá tette az épületet. Ez a földrengés szempontjából előnyös (szélben azonban érezhetően lengett).

Az oszlopok és a födémelemek csatlakozásánál használt, újólag kikísérletezett, 1 nap alatt szilárduló „P.U.” pasztának a kötési idő alatt acélt korrodáló hatására későn derült fény, ezért ahol az acél feszítőkábelek ehhez hozzáértek (10%), korrózió indult meg, veszélyessé vált az épület, így (már használt állapotában) teljesen ki kellett üríteni, hogy megerősíthessék új feszítőkábelekkel.

• Diósgyőr, Lenin Kohászati Művek kéménye

A Kármán-effektusként ismert (magas, karcsú építmények a szél irányára merőlegesen belengenek) turbulencia megzavarása érdekében Csák Béla a henger alakú kémény külső oldalát acél spirál-borítással tervezte meg, azonban igazgatói javaslatra végül a kohászati művek kéményen elhelyezett felirata szolgált a szél ezen kedvezőtlen hatásának kivédésére .

 

• Óbudai fűtőmű kéménye

A kémény formája alulról felfelé haladva hiperbola, parabola és egyenes vezérgörbék tengely körüli megforgatásával alakult ki. A héjszerkezetű kémény fala alul 18 cm, legfelül 8 cm vastag vasbeton, 50 méterenként diafragmákkal van merevítve. Különlegessége, hogy a füst elvezetésére szolgáló 3 darab acél csövet nem letámasztva, hanem ezekre a diafragmákra függesztve helyezték el benne, ezáltal vékonyabb falú csöveket lehetett alkalmazni. Ezt az új megoldást a kivitelező szabadalmaztatta.

• Békési református templom 

A földrengés-károk sújtotta magyarországi templomok helyreállításánál generális probléma volt, hogy a templomok boltívei megrepedeztek. A boltívek alapvető, statikus vízszintes támaszerőit a földrengés megnövelte, ezért keletkeztek a repedések. A megerősítések egységes megoldással készültek: a boltíveket, s így a vízszintes támaszerőjüket, „kiiktatták” az erőjátékból, felettük vasbeton gerenda (pl. Békés) vagy rácsos tartó készült, amire a boltív alá helyezett acéllemez segítségével függesztették fel a boltíveket.

A békési templom, a repedések elhelyezkedése, és a megerősítés utáni metszet.

Egri Minaret

A minaretet 1970-ben erősítették meg, miután a kónikus részein függőleges repedéseket észlelt a műemlékvédelmi felügyelőség. A Szilárdságtani Tanszéket bízták meg a feladattal, kikötve, hogy a külső megjelenés nem változhat. Az épület alapját rendben találták, ám a számítások alapján a torony szélteherre sem felelt meg. Így a felépítmény erősítését oldották meg: a torony belsejében (a fal és a lépcső közé) torkrét betont fújtak 6 cm vastagságban, benne 12 darab Φ16-os vassal. A vasakat a lépcsőt átfúrva vezették végig. Érdekes adalék a „történethez”, hogy később Csák Béla egy törökországi konferencián megkérdezte a török kollégákat, hogyan veszik fel a török minaretek a szélterhet. A válasz a következő volt: a falakban a köveket ólom öntéssel rögzítették egymáshoz.

A repedések helye, metszet és a repedések helye a megerősítés előtt, metszet a megerősítés után.

Líbia, tiszti lakótelep:

A katonai épületek előregyártott, utófeszített tartószerkezeti rendszerrel készültek. A feladat mérnöki különlegessége az volt, hogy kiderült, nem áll rendelkezésre gömbölyű kavics adalékanyag, hanem csak zúzott kő, ami jóval nagyobb lassú alakváltozással jár az előregyártott elemekben, és emiatt az utólag bevitt feszítőerőt meg kellett növelni.

 

Új szerkezeti megoldás a vasbeton oszlop-gerenda kapcsolatokra

A korábbi felfogás úgy tartotta, hogy az oszlop-gerenda kapcsolatot sűrű vasalással kell ellátni a földrengés hatására keletkező nagy alteráló igénybevételek (N,V és M) felvételéhez. Ezzel szemben Csák Béla a Műszaki Egyetemen végzett kísérleteivel bebizonyította, hogy az általa kidolgozott szerkezeti megoldás jóval kedvezőbben viselkedik a földrengés teherre. Ő normál vasalású gerendavégeken ún. „3P” gyantát (mely vegyészmérnök kollégák találmánya) alkalmazott kötőanyagként a betonban, ami jobban tapad az acélhoz és duktilis tulajdonságú (rugalmas-képlékeny), ezért képlékeny csuklóként tud viselkedni. A gerendavég képlékeny csuklós viselkedése (melyben a nyomaték tervezhető nagyságú) azért előnyös, mert a gerendák lesznek a hajlékonyabbak, ezek mennek hamarabb tönkre, mint a nagyobb katasztrófát okozó oszlopok. Általános elv tehát vázszerkezeteknél, hogy a gerendák legyenek hajlékonyabbak, míg az oszlopok merevebbek.

A hagyományos vasbeton oszlop-gerenda kapcsolattal szemben (melyeknél 7-14 terhelési ciklus után következett be az oszloptörés), a 3P gyantás duktilis gerenedavég alkalmazásakor 60-70 terhelési ciklus után sem következik be az oszloptörés, hanem helyette az épület stabilitására kedvezőbb hatású gerendavégi törés.

hagyományos vb.oszlop-gerenda kapcsolat viselkedése, 3P gyantás vb. kapcsolat viselkedése

Egyetemi szolgálati szabadalom

„Szerkezet építmények szeizmikus igénybevételének csökkentésére szolgáló progresszív rugózás megvalósítására”. A laminált gumirugó tömbökből álló szeizmikus szigetelést, mely középmagas házak földrengésvédelmére készült, mind Magyarországon (1984.), mind az USA-ban (1987.) szabadalmaztatták. A „szendvics-rendszerű”, acéllapok közé helyezett gumirugókat nagy átmérőjű, lágyacél rudak fúrják át, melyek beton tömbökben végződnek, ezek csatlakoznak az alaphoz, illetve az épület felmenő szerkezeteihez.

A középmagas házakhoz készült szeizmikus szigetelés szabadalom beépítési helye és kialakítása.

A szerző a megoldást ki kívánja terjeszteni magasházak földrengésvédelmére is, ahol a szigetelés az épület függőleges metszetébe építendő be szerkezetkettőzés közé, ezáltal a szeizmikus hatásra létrejövő szintenkénti erőket és nyomatékokat csökkenti:

A tervezett szeizmikus szigetelés beépítési helye és kialakítása a magasházakhoz.

Néhány kiemelkedő publikáció:

• Csák, B. (1968). „Entwurfsprobleme der Konstruktionssysteme von Erdbebengefahrdeten Gebauden” ,Periodica Polytechnica
• Csák, B. (1973). „Építmények vizsgálata szeizmikus hatásra, a hazai földrengésveszély kérdései” Magyar Építőipar
• Csák, B. (1975). „Vorgefertigte einschossige Stahlbeton Hallensysteme für seismische Gebiete” Periodica Polytechnica 
• Csák, B. (1978). „Ultimate analysis of structures exposed to seismic effects” Periodica Polytechnica
• Csák, B. (1982). „Analysis of r.c. frameworks under seismic effect for determined elastio-plastic ultimate condition and failure mechanism” Proc. of  7th EAEE Conference, Athen
• Csák B., Hunyadi F., Vértes Gy.: Földrengések hatása az építményekre. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1981.
• Csák, B. (témafelelős)(1981)  MI-04.133.-81. Méretezési irányelvek földrengési hatásokra, ÉTK, Budapest
• Csák, B., Haase, D.W., Peredy, J. (1984) „Elastoplastic spring elements for diminution of seismic forces” 8th World Conference on Earthquake Engineering, San Francisco
• Csák, B. (1985). „A földrengés elleni védekezés mai helyzete problémái” Műszaki tervezés
• Csák, B. és mások. Az 1985. aug. 15-i Berhida-Peremartoni földrengés monográfiája, MTA-ÉVM-ÉTI kiadvány
• Szabadalmi okirat (H-US) „Lengéscsillapító betétegyüttes” (1981.01.08)
• Csák, B. (1996). „Energy absorbent systems as passive control of structures – base isolation respectively” „SUSI 96” Structures Under Shock and Impacts, 4th Int Conf,  Udine
• Csák, B. et al. (1984). „Case studies of the repair and strengthening of calvinist church of Békés and minaret of Eger” UNDF/UNIDO Project RER/79/015, Vienna
• Csák, B. (1997). „Magyar műemlékek földrengéskárainak helyreállítása” Műszaki tervezés 
• Csák, B., Kemény, Z. (1996) „Energy absorbent systems as passive seismic response control of structures (base isolation respectively)” Big Cities World Conf. On Natural Disaster Mitigation, Cairo, Egypt
• Csák, B., Nagy, G., Meiszel, G.: „New trend sin earthquake protection – Onseismic safety of R.C. and steel moment resistant frame structures”
• Csák, B., Kegyes-Brassai, O.:  „Képlékeny csuklók alkalmazása szeizmikus hatásra igénybevett vasbeton vázszerkezetek csomóponti kapcsolataiban”

 

Szakirodalmi munkásságának alapvető üzenete:

1. korszak: A földrengést, mint fizikai jelenséget és épületekre gyakorolt hatását ismerteti.
2. korszak: A földrengés elleni védelem lehetőségeit mutatta be szerkezeti rendszerenként (falazott, vázas, stb. rendszerű épületek).

A korszerű földrengésvizsgálat és földrengésvédelem fő eszközei: a nagyszámú gépi számítás és a rázóasztal kísérletek együttes alkalmazása. A dinamikus támaszmozgásban óriási szerepe van az épület tömegének. Jó fejlődési irány, hogy az épületek súlya csökkenő tendenciát mutat.

 

Felhasznált irodalom:

• B. Csák , O. Kegyes-Brassai, G. Nagy, L. Meiszel: New trend sin earthquake protection – Plastic hinges in beam-column joints of R.C. moment resistant frame structures (előadásanyag)
• G. Penelis, V. Venkov, C. Zambas, B. Csák, T. Popp , D. Kuban, D. Anicic: Building construction under seismic conditions in the balkan region, Repair and strengthening of historical monuments and buildings in urban nuclei, Vol. 6., United nations industrial development organization, Vienna 1984.
• Csák B., Hunyadi F., Vértes Gy.: Földrengések hatása az építményekre, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1981.
• A Jászapáti Kir. Kat. Gróf Széchenyi István Gimnázium diákjainak almanachja, akik 1948-ban, a centenárium évében érettségiztek, Szerk.: Jakkel I., Verzál-Print Kft., 2004.
• www.szt.bme.hu
• www.epiteszforum.hu

Galéria: