Možnosti využití a výhody příhradových konstrukcí spojovaných styčníkovou deskou s prolisovanými trny

• Foto

Odborné veřejnosti jsou především známy příhradové střešní vazníky, které byly a jsou s úspěchem používány pro zastřešení přízemních rodinných domů nebo zastřešení supermarketů a diskontních obchodů. Cílem tohoto článku je odborníkům ve stavebním oboru představit i ostatní, méně známé možnosti využití systémů se styčníkovými deskami s prolisovanými trny, a to nejen pro střešní konstrukce.

PODKORVNÍ PŘÍHRADOVÝ VAZNÍK 
Jedním z méně známých použití dřevěných příhradových vazníků v občanské výstavbě je podkrovní příhradový vazník. Tento typ střešního vazníku umožňuje provedení plnohodnotného podkrovního prostoru. Vazník lze řešit komplexně jako integrální konstrukci, která spojuje střešní konstrukci se stropní (obr. 1). Tuto variantu lze v případě větších užitných zatížení modifikovat doplněním samostatných mezilehlých stropních trámů či vazníků (tedy zmenšení zatěžovací šířky dolního pasu vazníku).

Variantně lze použít řešení, kdy je samostatný střešní vazník ukládán na svislé konstrukce ukončené železobetonovým věncem (strop podkroví je jiný než dřevěný).

Dolní pasy podkrovních vazníků lze navrhovat z rostlého řeziva i lepeného dřeva (např. KVH, LVL). V případě vyšších hodnot zatížení lze pro dolní pasy použít příhradové nosníky nebo příhradové nosníky tvořené pomocí ocelových POSI diagonál (obr. 2).

V případě použití tohoto typu konstrukce jsou zajištěny výhody jako ekonomika spotřeby materiálu, rychlost výroby i montáže na staveništi. Návrh a posouzení podkrovního vazníku včetně posouzení přípojů lze provádět ve specializovaném software dodavatele ocelových styčníkových desek MiTek Industries. Statický výpočet je prováděn metodou konečných prvků a veškeré posudky dle platných ČSN EN.

PŘÍHRADOVÉ STROPNÍ NOSNÍKY 
Ekonomicky zajímavou variantou k lehkým trámovým nebo keramickým stropům je použití dřevěných příhradových stropních nosníků. V článku jsou prezentovány dva základní typy: celodřevěné nosníky a kombinované dřevěné nosníky s ocelovými diagonálami (POSI). Nosníky je možné navrhovat na rozpětí a zatížení běžná pro stavby pro bydlení. Důkazem je úspěšné dlouholeté používaní na trzích západní Evropy, především Anglie a Francie.

Celodřevěné nosníky (obr. 3) jsou tvořeny jako přímo-pasé s dřevěnými diagonálami. Řezivo je orientováno „naplocho“ tak, aby byla zajištěna stabilita nosníku z jeho roviny.

Kombinované dřevěné nosníky s POSI diagonálami (obr. 5) jsou tvořeny horními a dolními pasy, které jsou vzájemně spojeny pomocí ocelových, žárově zinkovaných diagonál. Diagonály jsou v místech připojení k pasům opatřeny prolisovanými trny, jež jsou při výrobě zalisovány do dřevěných pásnic.

Hlavní výhody dřevěných POSI stropních příhradových nosníků jsou především:

• Kombinace únosnosti ocelových diagonál a dřevěných pásnic, díky které lze dosáhnout velkých rozpětí při zachování malé hmotnosti pro snadnou montáž.
• Vytvoření volného prostoru mezi pásnicemi, který lze využít pro vedení veškerých instalací.
• Použitím řeziva „naplocho“ ve vodorovné poloze je zvýšena tuhost nosníku z jeho roviny. Toto řešení minimalizuje nároky na vodorovné montážní i trvalé ztužení.
• Rychlost, efektivita a úspora financí pro výrobu i montáž (obr. 6).
• Možnost využití délkového napojování řeziva pomocí styčníkových desek.
• Certifikované skladby stropu s požární odolností 30 minut.
• Veškerý návrh a posouzení pomocí specializovaného softwaru MI20/20, jehož on-line verzi lze používat zdarma.

PŘÍHRADOVÉ STĚNOVÉ SLOUPKY 
Ocelové POSI diagonály lze výhodně využít také pro konstrukci stěnových sloupků například rodinných domů. Výhodou tohoto řešení je opět snadné vedení instalačních rozvodů, možnost umístění tepelné izolace i do místa mezi diagonálami a tím značné omezení teplených mostů.

KONSTRUKCE BEDNĚNÍ 
Příhradové konstrukce spojované styčníkovou deskou s prolisovanými trny lze výhodně použít také pro konstrukce bednění. Nejčastěji se jedná o bednění železobetonových pilířů, komorových mostních nosníků (obr. 9), mostních opěr, ale i bednění propustků nebo sekundárního ostění tunelů (obr. 8). Výhodou je lehká, tuhá variabilní konstrukce, která se snadno a rychle montuje a kterou lze po ukončení betonáže buď opakovaně použít pro výrobu stejného typu konstrukce, nebo ji lze lehce a ekologicky likvidovat.

CELODŘEVĚNÉ HALY 
Další možností využití dřevěných příhradových konstrukcí spojovaných styčníkovými deskami s prolisovanými trny jsou objekty  skladovacích, výrobních, zemědělských a jiných hal. Existuje mnoho možností konstrukčního řešení těchto objektů.

Jednou z nich je návrh haly jako dvou- nebo trojkloubového rámu. Tato varianta je vhodná např. pro obloukové haly. Konstrukce je tvořena soustavou příčných rámů tuhých ve své rovině a dále soustavou podélných a střešních ztužidel, které zajišťují prostorovou stabilitu objektu.

Dalším možným konstrukčním řešením je návrh svislého dřevěného panelu, na který je osazena soustava střešních vazníků. U tohoto řešení je důležité vytvořit v úrovni dolních pasů střešních vazníků tuhou rovinu. Tuhá rovina zajistí omezení vodorovných deformací, které vznikají v konstrukci od zatížení větrem na svislé konstrukce. Reakce vzniklé od stabilizace objektu je nutné přenést do základové konstrukce. To se děje pomocí systému svislých stěnových ztužidel, které jsou umístěny v rozích budovy a dále v podélných stěnách objektu.

Třetí, často používanou variantou konstrukčního řešení je uložení střešní konstrukce na soustavu sloupů z lepeného lamelového dřeva. Sloupy bývají ve vrcholu spojeny pomocí přímo-pasých vazníků, na které jsou ukládány střešní vazníky. Přímo-pasé vazníky mohou tvořit také překlady pro případná vrata a jiné prostupy.

Dřevěná nosná konstrukce může sloužit jako nezateplená hala pro sklad např. zemědělských produktů nebo techniky. Lze samozřejmě provést zateplený obvodový plášť např. pomocí PUR nebo minerálních panelů. Tím získá hala velmi atraktivní vzhled.

Hlavní výhodou dřevěných hal je především rychlost jejich výstavby, nízké náklady na materiál, lehkost, únosnost a také ekologie.

STATICKÝ VÝPOČET A ANALÝZA 
Pro všechny představené typy konstrukcí je nabízena firmou MiTek Industries podpora ve formě výpočetního systému MI20/20, který je pro potřeby projektantů a statiků poskytován v on-line verzi zdarma. Software se skládá z několika modulů; modul Layout slouží pro rychlé a efektivní modelování tvaru svislých konstrukcí, pro modelování tvaru střešních rovin a konstrukční řešení střešních vazníků. Modul Engineering automaticky importuje geometrická data z modulu Layout a provádí vlastní výpočet metodou konečných prvků. Výpočet je založen na moderních numerických a iteračních metodách. Výpočet je prováděn s uvážením reálných excentricit a především reálných tuhostí styčníků, dle typu a rozměru navržené styčníkové desky. Modul Engineering dále nabízí velmi propracovaný generátor zatížení. Pomocí jednoduchých dialogů lze zadat na konstrukci stálé, nahodilé zatížení. Většina projektantů a statiků ocení propracovaný generátor klimatických zatížení, především větru.

Possibilities of usage of timber trussed rafters joined with steel nailplates
In the building industry we have seen a progressive trend in recent years, in the use of timber for the structure of houses or other largescale structures such as storage and
production halls. This trend is caused not only by economic factors of timber construction (assembly speed, dry building process), but also clients‘ requirements for organic construction and use of renewable natural resources.

Autor

• Ing. Perháč Ondřej