Strešná konštrukcia z oblúkových trapézových plechov

Oblúkové trapézové plechy sú vďaka možnosti ohýbania a variabilite vhodným konštrukčným prvkom na vytváranie dynamickej architektúry budov. V súčasnosti už nie je ničím ojedinelým, ak architekt nechá splynúť klasické pravouhlé tvary budovy s polygónmi a oblúkmi.

Najčastejšie sa oblúkové trapézové plechy používajú na zastrešenie náročných obytných a administratívnych budov, priemyselných hál, parkovacích zastrešení, tribúnových konštrukcií, supermarketov a nástupíšť (obr. 1 a 2). Z hľadiska statických vlastností možno realizovať visuté konštrukcie bez podpernej konštrukcie s rozpätím až 20 m. Oblúkovou strechou sa tak zároveň vytvára nosná konštrukcia a strešný plášť. Výhodou je nízka konštrukčná hmotnosť a získané voľné plochy.

Obr. 1 Oblúková strecha štadióna	Obr. 2 Detail napojenia oblúkovej strešnej konštrukcie z oceľových trapézových profilov na obvodovú konštrukciu

Oblúkové trapézové plechy sa vyrábajú ohýbaním klasických oceľových pozinkovaných plechov rôznych hrúbok. Najčastejšie sú to plechy s výškou vlny asi 40 a 107 mm.

Rovné plechy sa vkladajú do ohýbačky, kde sa vyformujú do potrebných tvarov. Tieto plechy sú chránené proti korózii pozinkovaním a nanesenou farebnou vrstvou. Farebná škála je široká, možno vyberať z rôznych odtieňov štandardných, ale aj neštandardných farieb. Zastrešenie priestoru sa realizuje jednovrstvovým alebo dvojvrstvovým systémom. Pri dvojvrstvovom systéme ide o dvojvrstvovú zateplenú strešnú konštrukciu s tepelnou izoláciou umiestnenou medzi dvoma vrstvami ohnutých trapézových plechov. V tomto prípade možno kombinovať rôzne výšky vlny. Na spodnú stranu sa väčšinou používa vyššia, nosnejšia vlna a na vrchnú nižšia, pohľadová vlna, ktorá je vystavená vonkajším poveternostným vplyvom. Dvojvrstvovým systémom možno realizovať zastrešenie s rozpätím až do 20 m.

Pri výbere profilu je dôležité poznať budúce statické zaťaženie strechy, požadovaný rádius a rozpätie. Tieto hodnoty treba vzájomne zladiť a staticky prerátať. Prepočtami sa získajú údaje, na základe ktorých sa vyberá výška profilu na oblúkovú strechu a hrúbka plechu. Aké polomery možno vyrobiť z vybraných profilov, uvádzajú výrobcovia v tabuľkách, ktoré sú súčasťou technických podkladov. Pri návrhu sa musí brať do úvahy aj spôsob prepravy, aby navrhnuté vonkajšie rozmery profilov nepresiahli najväčšiu možnú prepravnú veľkosť.

Pred samotnou montážou treba vyhotoviť plán kladenia s nárezovým plánom. Popri opise komponentov musí plán obsahovať presné usporiadanie jednotlivých kusov, riešenie spojov, ukončení, druh a rozmiestnenie votknutia do nosnej konštrukcie, kotvenie a spájanie prvkov.

Pred ukladaním plechov treba dôsledne skontrolovať, či nosná podporná konštrukcia spĺňa požadované parametre. Jej prípadné nedostatky a oslabenia treba ihneď odstrániť. Oblúkové trapézy totiž vplývajú na nosnú konštrukciu nielen v smere zvislom, ale aj vodorovnom. Vznikajú oveľa väčšie sily a pnutia ako pri realizovaní nosnej vrstvy použitím rovných trapézových plechov. Oblúkové plechy možno montovať na oceľovú konštrukciu alebo aj na železobetónovú s kovovou oceľovou obrubou, alebo iným systémom, na ktorý sa dá pripojiť oceľový plech (obr. 3).

Pri preprave dielcov na stavbu sa odporúča použiť špeciálne podporné systémy pripevnené ku korbe. Zároveň sa musia dodržať všetky nákladné dopravné obmedzenia. Aby sa nepoškodil povrch plechov, používajú sa pri vykládke pogumované popruhy. Hmotnosť jednotlivých balíkov by nemala presahovať 3 tony. Pri prvkoch dlhších ako 10 m treba na ich zloženie z prepravného prostriedku použiť dodatočný traverzový systém, aby sa prvky v strede neohli, prípadne nezlomili. Jednotlivé balíky sa skladujú tak, aby boli v strede podopreté podporným stojanom. Tým sa zachová ich požadovaný tvar.

Obr. 3 Detail podkladovej konštrukcie	Obr. 4 Realizácia odkvapu

Jednovrstvový systém
Pri montáži jednovrstvového systému je najdôležitejšie správne ukladanie prvého ohnutého komponentu. V prípade, že ide o budovu s nízkou výškou, možno použiť na ukladanie aj vidlicový vysokozdvižný vozík. Komponent sa naloží na vidly, upevní sa proti pohybu a zdvihne sa žeriavom na miesto uloženia. Pri kladení prvého komponentu sa musí na každej jeho strane nachádzať aspoň jeden pracovník, ktorý ho má istiť. Uložený komponent sa kotví cez pozdĺžne diery predpripravené vo výrobe na skrutky nosnej konštrukcie. Komponent sa na skrutky nosnej konštrukcie priskrutkuje prítlačnými platničkami, ktoré treba priskrutkovať dôkladne, ale nie na doraz. Keď je prvý komponent uložený, nechá sa visieť na žeriave, až kým sa nenamontujú a nepritiahnu všetky prítlačné doštičky. Pred posledným dotiahnutím sa komponent ešte raz nastaví pomocou žeriava do správnej polohy. Po uložení komponentu do správnej polohy, možno bezprostredne nato skrutky úplne dotiahnuť. Prítlačné doštičky sa utesnia silikónom a na poslednú vrchnú vlnu každého komponentu sa prilepí tesniaca páska, na ktorú sa pripevní ďalší komponent. Pozdĺžne spoje medzi jednotlivými komponentmi sa nakoniec ešte prekotvia spojovacími skrutkami. Čím je rozpätie väčšie, tým viac spojovacích miest sa musí realizovať. Po uložení všetkých komponentov sa ešte raz dodatočne dotiahnu všetky prítlačné doštičky. Po dokončení ukladania plechov možno začať s realizáciou odkvapov, strešných okrajov, tvaroviek a všetkých ostatných detailov (obr. 4).

Príkladom použitia jednovrstvového systému je strecha železničnej stanice v meste Leuven v Belgicku (obr. 5). Na zastrešenie sa použilo spolu 8 000 m² oblúkových plechov s rozpätím komponentov až 14 m. Komponenty sa montovali bez väzníkov a väzníc. Vďaka kombinácii oblúkových plechov s presvetlením vzniklo futuristické nadčasové architektonické dielo.

Obr. 5 Železničná stanica v meste Leuven v Belgicku	Obr. 6 Lyžiarska hala v Moskve

Medzi zaujímavé projekty patrí najväčšia lyžiarska hala v Moskve (obr. 6). V hale sa nachádza zjazdovka široká 60 m a dlhá 400 m. Lyžiari sa tu spúšťajú z výšky 90 m nad zemou. Na zastrešenie celej haly sa použilo asi 48 000 m² oblúkových plechov s výškou vlny 41 mm. Náročnosť realizácie zvýšili rôzne polomery ohnutia.

Dvojvrstvový systém
Montáž spodnej vrstvy je totožná s montážou jednovrstvového systému – až na jednu výnimku. Na spojenie pozdĺžnych spojov treba použiť špeciálne tesniace nity. Pri použití nevhodných nitov by sa pri vypadnutí kolíčkov stratila parotesná schopnosť spodnej vrstvy. Pozdĺžne spoje vnútornej vrstvy treba zhora prekryť lepiacou parotesnou páskou. Ide o samolepiacu pásku s hliníkovou fóliou širokú 50 mm. Na takto vytvorenú spodnú vrstvu sa namontujú dištančné profily a nalepia sa tesniace pásky. Dištančné pásiky sa pred montážou vyplnia tepelnoizolačným materiálom. Tepelná izolácia sa uloží medzi dištančné profily ručne. Na strmších častiach oblúkov treba tepelnú izoláciu ukotviť k podkladu samolepiacimi kotvami. Následne sa uloží vrchná vrstva oblúkových plechov, ktorá sa ukotví k dištančným profilom. Pri vrchnej vrstve oblúkových plechov sa pozdĺžne spoje nespájajú, a preto odpadá spojenie vrchnej vrstvy s prítlačnými doštičkami pri odkvape.

Záver
Neskorším problémom, najmä pokiaľ ide o statiku oblúkovej strešnej konštrukcie, možno predísť jej správnym nadimenzovaním a montážou. V dôsledku nesprávne zrealizovanej montáže sa môže narušiť statika budovy, čo spravidla prináša veľké finančné škody.

Oblúkové trapézové plechy možno použiť aj ako plnohodnotné stenové profily alebo pohľadové prvky na realizáciu obvodových stien, teda nielen strešných konštrukcií. Perforované nachádzajú svoje využitie aj ako presvetľovacie (obr. 7) a dekoratívne prvky.

Obr. 7 Presvetľovací prvok	Obr. 8 Príklad použitia strešných prvkov
Obr. 9 Kombinácia murovanej zvislej obvodovej konštrukcie s oceľovou strešnou konštrukciou	Obr. 10 Využitie oceľového konštrukčného systému v modernej architektúre

TEXT: Ing. Róbert Hlavinka
FOTO: Hoesch Bausysteme

Ing. Róbert Hlavinka je vedúcim zastúpenia firmy ­Hoesch Bausysteme GmBH, organizačná zložka na Slovensku.

Článok bol uverejnený v časopise Stavebné materiály.