Drevené priehradové konštrukcie
Drevené priehradové konštrukcie sa navrhujú ako prútové rovinné sústavy rôzneho geometrického tvaru podľa účelu, ktorému majú slúžiť, a podľa zaťaženia, ktoré majú preniesť. Umožňujú preklenúť rozpätie do 30 m. Okrem bežne používaných sedlových, pultových a priamo-pásových priehradových konštrukcií sa realizujú aj komplikovanejšie tvary, napr. priehradové oblúky.
Použitie priehradových konštrukcií
Systémy tvorené priehradovými konštrukciami v porovnaní s plnostenovými dosahujú väčšie výšky, čo umožňuje ich konštrukcia. Drevené priehradové konštrukcie sa najčastejšie používajú na zastrešenie objektov, kde je potrebný veľký priestor bez vnútorných podpor (ako sú napríklad výrobné haly, športové haly alebo supermarkety). Takýto typ zastrešenia je vhodný najmä z hľadiska rýchlosti a efektivity výstavby a ekonomickej náročnosti. Keďže priehradové konštrukcie sa skladajú zo subtílnych prvkov, spotreba materiálu je nižšia ako pri klasických konštrukciách.
Nevýhodou priehradových nosníkov oproti masívnym nosníkom je nízka požiarna odolnosť. Subtílne prvky pri požiari rýchlo prehoria. Vhodným spôsobom ako zvýšiť požiarnu odolnosť priestorov je zrealizovanie nehorľavých podhľadov. V niektorých prípadoch treba brať do úvahy aj montážne zaťaženia (napr. dvíhanie nosníkov žeriavmi). Nosník sa pri nesprávnom upnutí môže zdeformovať vlastnou váhou. Nesprávnou manipuláciou ho možno poškodiť. Systémy, ktoré sa používajú na výrobu nosníkov, sa využívajú aj na výrobu menších občianskych stavieb (rodinných domov). Pri realizácii krovov sa na stavbu privezú celé nosníky, následne sa položia na stavbu závetria a môže sa pristúpiť k pokrývaniu. Pomocou podobného systému sa môže realizovať aj celá stavba.
Pri navrhovaní priehradových sústav treba brať do úvahy všetky vplyvy, ktorým bude konštrukcia vystavená. Následne podľa podmienok treba zvoliť príslušnú ochranu samotných drevených prvkov a spojovacieho materiálu.
Navrhovanie priehradových konštrukcií
Tvar priehradových nosníkov (trojuholníkový, sedlový, pultový, priamo-pásový alebo oblúkový) sa volí na základe požiadaviek zaťaženia konštrukcie v súlade s architektonickým riešením objektu.
Sústavy priehradových konštrukcií môžu byť jednoduché, násobné, pravouhlé alebo kosouhlé. Pre návrh konkrétneho typu nosníka sa v závislosti od geometrického tvaru a veľkosti zaťažení určia osové sily vo všetkých prútoch konštrukcie. Nosník sa dimenzuje na najnepriaznivejšiu možnú kombináciu zaťažení podľa zásad stavebnej mechaniky. Pri dimenzovaní pásnic, diagonál a zvislíc sa navrhujú prierezy súmerné k rovine nosníka, rámu alebo oblúka.
Tvar a usporiadanie prierezov sa vyberá podľa druhu spojovacích prostriedkov, ktoré sa volia v závislosti od veľkosti osových síl a prútov pripájaných v styčníkoch konštrukcie.
Pri konštruovaní treba predísť nepriaznivému optickému vnemu po zaťažení nosníka, kedy sa konštrukcia môže prehnúť pod vodorovnú spojnicu podpôr, a to navýšením spodného pásu o 1/300 rozpätia nosníka. Nosník sa navrhuje tak, aby všetky zaťaženia pôsobili do jeho uzlov a prúty nosníka tak boli namáhané len osovými silami.
Priestorové stuženie nosníkov
Nosníky sa k podporám kotvia najmä pomocou L-profilov. V priehradových konštrukciách sa používajú pomerne tenké prierezy prvkov a samotné nosníky sú úzke a vysoké. Z toho dôvodu treba takéto konštrukcie priestorovo stužiť a jednotlivé prúty posúdiť a zaistiť proti vybočeniu. Nosníky sa zavetrujú v okrajových poliach a v každom piatom poli v závislosti od dĺžky budovy. Zavetrenie je zhotovené z diagonálnych dosák (najčastejšie s prierezom 24 × 120 mm) priklincovaných na spodné hrany pásnic.
Takisto môžu byť nosníky zavetrené pomocou oceľových zavetrovacích pásov alebo pomocou ondrejských krížov priklincovaných v tretinách rozpätia. Proti účinkom vetra možno použiť priečny vetrový nosník, ktorý prenáša účinky vetra do štítových stien.
Spoje priehradových konštrukcií
Klincové spoje
Styčníkové spoje prútov priehradových konštrukcií sa riešia najčastejšie pomocou klincov, kovových platničiek s prelisovanými hrotmi, pomocou záchytiek alebo ako lepený spoj. Každý zo spomenutých typov styčníkov sa líši poddajnosťou spoja a náročnosťou na samotné vyhotovenie, čo treba zvážiť pri navrhovaní konštrukcie. Klincové styčné spoje vedú zvyčajne k excentrickému pripojeniu diagonálnych prútov, čo má za následok ohybové namáhanie pásnic, na ktoré treba prihliadať spolu s účinkom osových síl.
Pri navrhovaní jednotlivých styčníkov vzniká často problém rozmiestnenia potrebného počtu klincov. Takýmto kritickým miestom je najmä pripojenie krajných diagonál k pásniciam. Z toho dôvodu sa krajné diagonály často navrhnú ako plnostenové. Priehradové nosníky s klincovými styčníkmi sa odporúča používať do rozpätia 12 m. Ich výhodou je jednoduchá výroba.
Svorníkové spoje
Pásnice s diagonálami možno spojiť takisto aj pomocou svorníkového spoja so sponami. Pri tomto type styčníkov sa vyžaduje, aby boli prúty navrhnuté ako dvoj- alebo trojdielne. Konštrukcia je zoskrutkovaná v osiach prútov. Spoj sa dopĺňa ozubenou sponou typu Bulgog. Priehradové nosníky tohto typu sa vyhotovujú z fošní s hrúbkou 50 až 80 mm a výškov 140 až 240 mm. Možno ich použiť aj pre rozpätia nad 12 m.
Spoje kovovými platňami s prelisovanými hrotmi
Styčníky sa často spájajú aj pomocou kovových platní s prelisovanými hrotmi. Všetky prúty priehradovej konštrukcie musia mať rovnakú hrúbku (rozdiel by nemal byt väčší ako 1 mm), aby sa mohli platničky umiestniť symetricky po obidvoch stranách spájaných prútov a aby sa pri zalisovaní do spojov nezdeformovali. Platničky nemožno zarážať. V jednom spoji alebo styčníku sa používajú dve platničky (jedna na každej strane). Ak je styčník súčasne stykom pása, napríklad vrcholový styčník trojuholníkového nosníka, možno použiť dve platničky na každej strane prvku. Medzipásové prúty sa k pásniciam pripájajú centricky, a z toho dôvodu sa namáhajú len osovými silami.
Výhodou takto vyrábaných nosníkov je možnosť použitia pre rozpätia až do 30 m. Platničky sa vyrábajú najmä z pozinkovaného plechu s hrúbkou 1,5 a 2 mm. Navrhovanie nosníkov uľahčujú samotný výrobcovia platničiek, ktorí spolu so svojimi výrobkami ponúkajú aj softvér nástroja na navrhovanie a posudzovanie týchto typov nosníkov. Odporúča sa, aby konečný návrh posúdil autorizovaný odborník.
Lepené spoje
Lepené styčníkové spoje možno riešiť pomocou vodovzdorných preglejok, ktoré plnia funkciu styčníkových dosák. Priliepajú sa k nim dosky medzipásových prútov členeného prierezu. Takéto pripojenie umožňuje centrické pripojenie medzipásových prútov k pásom, a tým ich úplné využitie. Lepením sa vytvorí tuhý spoj. Pri lepení treba dodržať postup a podmienky predpísané výrobcom lepidla. Lepené styčníkové spoje sa používajú na priehradové nosníky do rozpätia 16 m. Pre väčšie rozpätia treba styčníkové dosky nahradiť oceľovými a pripájať pomocou svorníkov a kolíkov.
Ing. Daniel Bebej
Foto: PR Querkus
Autor je doktorandom na katedre nábytku a drevárskych výrobkov Drevárskej fakulty Technickej Univerzity vo Zvolene.
Recenzoval Ing. Vladimír Orolín
Literatúra
1. Dutko, P.: Drevené konštrukcie. Bratislava, STU Bratislava 1994.
2. Oláh, J. – Grandtnerová, A. – Bacigálová, J. – Kollárik, Ľ.: Konštrukcie pozemných stavieb 3. Bratislava , STU Bratislava, 1988.
