Úskalí realizací nosných střešních trapézových profilů

• Foto

STŘEŠNÍ TRAPEZOVÝ PLECH PODEPŘENÝ BETONOVÝMI VAZNÍKY
Nejjednodušší způsob skladby střešní konstrukce jsou betonové vazníky s horním pásem ve spádu střechy, umístěné ve vzdálenostech 5,0 až 7,5 m. Dále se kladou nosné trapézové plechy kolmo na vazníky, tedy po vrstevnici. Ze statického hlediska je nejvhodnějším pro trapézový plech dvojpolový nosník. To má ovšem za následek o 25 % větší podporovou reakci na střední podpoře, tedy na každém druhém vazníku. Při velmi ekonomickém návrhu betonových vazníku (pokud jsou všechny stejné) je toto zvýšení zatížení nepřijatelné a hledají se jiné způsoby kladení plechů. Soustava prostých nosníků většinou nevyhovuje kvůli omezení průhybu plechů, proto je někdy požadováno šachovnicové prostřídání plechů, kdy se každý druhý plech posune o celé pole, a reakce na vazník se vyrovnají. Kromě složitější montáže je třeba se vypořádat s lichými koncovými poli v každé 2. řadě. Zde často pomáhá kvůli limitu průhybu zdvojení plechů.

Složitější situace nastává, pokud je dán požadavek na střešní plášť s požární odolností. Nosný trapézový plech se za požáru chová jako membrána (viz obr. 1 a 2), která vyžaduje zesílené kotvení k přenesení membránových sil. Proto je podmínkou na každé podpoře v každé vlně trapézového plechu zesílit jeho kotvení a použít dvojici šroubů s podložkami. Pro délku kotevního šroubu 45 mm je jejich minimální rozestup pro plnou únosnost 90 mm a s minimální vzdáleností šroubu od okraje vazníku 50 – 60 mm je tak dána potřebná min. šířka betonového vazníku 190 – 210 mm. V současné době se patrně silným ekonomickým tlakem na výrobce betonových prefabrikátů dostáváme do situace, kdy u některých vazníků jsou na stavbách jen šířky 180 nebo dokonce 150 mm! Pak je třeba membránovou sílu přenést do krajního vazníku přídavným kotevním profilem a v napojení trapézových plechů na vnitřních podporách doplnit další šroubové spoje (viz obr. 3). Toto vynucené řešení ovšem nelze použít, pokud jsou souvislé plochy trapézových plechů ve střeše přerušeny např. světlíky, či je-li v definované ose objektu požadována dilatace a je zde pouze jeden vazník. Je třeba přikotvit pouze jeden plech excentricky, druhý podsunout, aby byly umožněny dilatační pohyby. Tím docílíme, že se potřebné místo pro kotvení rozšíří.

STŘEŠNÍ TRAPÉZOVÝ PLECH VE SPÁDU, PODEPŘENÝ VAZNICEMI
Pro mnohé montážní firmy téměř neřešitelná situace nastává u těchto typů konstrukcí na vazníku, jehož horní hrana je ve spádu střechy, kde jsou osazeny vaznice. Téměř pravidlem u nynějších skeletů je, že hřebenová vaznice, i ta v úžlabí, mají horní plochu vodorovnou.

Často jsou takto upraveny i vaznice mezilehlé (viz obr. 4). Z pohledu teorie chování tenkostěnných konstrukcí je to zásadní chyba, protože trapézový plech zde dosedá pouze na hraně betonu, přičemž minimální dosedací plocha na jeho koncích by měla být 40 mm. Při běžných spádech střech 2 – 3 % není prakticky možné najít vhodný materiál jako klínovitou podložku. Trapézové plechy jsou pod stejným ekonomickým tlakem jako beton navrhovány pro maximální možné využití, proto hranové podepření by nemělo být přípustné.

Ještě k výraznějšímu nebezpečí dochází u střední podpory trapézového plechu, kde kombinací namáhání od záporného ohybového momentu a posouvající síly, resp. podporové reakce, je nejkritičtější místo pro dimenzování konkrétního profilu. Často narazíme na situaci, kdy i mezilehlé vaznice jsou na vazníku osazeny svisle a mají opět vodorovnou dosedací plochu (obr. 5). Potom všechny teorie návrhu tenkostěnného profilu, kdy na střední podpoře výraznou měrou pro celkovou únosnost vstupuje svým vlivem šířka podpory, berou za své. Trapézový plech by tak opět dosedal na hraně a jeho únosnost v tomto místě je jen zlomková.

Statici, ani my jako dodavatel střešních trapézových plechů, však situaci nemůžeme nijak ovlivnit, protože přicházíme již k hotovému skeletu a tvar úložných ploch pro trapézové plechy dostaneme již v zadání.

ZÁVĚR
Smyslem tohoto článku bylo poukázat na jeden z problémů našeho stavebnictví, kdy jedna část konstrukce stavby není zcela uzpůsobena požadavkům navazujících částí. Projektanti, výrobci a dodavatelé nosných částí staveb jaksi „zapomínají“, že železobetonové vazníky a vaznice mají vyhovovat nejen svojí únosností, ale i tvarem a uzpůsobením pro připevnění tenkostěnných prvků opláštění, které jsou na tyto vlivy velmi citlivé. Zde by pomohla koordinace projektantů nosných částí v úvodu projektu s naší projekcí.

V letošním roce ukončujeme úspěšně podle plánu program OPPA podpory Evropského sociálního fondu.

Difficulties in Implementation of Supporting Trapezoidal Roof Sections
Most of today’s largest indoor production facilities, shopping centers and logistics facilities have a supporting structure consisting of prefabricated reinforced concrete skeleton with light external cladding. Core elements of the roof cladding consist of trapezoidal sheets of Metal profiles, anchored directly to the concrete trusses or purlins – now mostly using thread-bolts into the concrete. Cladding of Metal profiles range and that either sandwich panels or composed cladding – cassette wall e.g. in Rockprofil system, filled with mineral wool and covered with trapezoidal or corrugated sheets, tin plates, aluminum composite panel of ALPOLIC Bond type, Form CP + etc. The cassettes are always anchored to the columns. Sandwich panels, with their horizontal orientation, are anchored to the columns or vertically using steel, often thin-walled girds. It is necessary to pay attention to or require permissible anchorage areas in the concrete section to accommodate anchoring elements.

Autor

• Ing. Lebr Miloš CSc.