Partner sekcie:
  • Stavmat

Nosná konštrukcia striech z drevených priehradových väzníkov

Nosná konštrukcia striech z drevených priehradových väzníkov

V poslednom období sa začali používať technológie, ktoré vo väčšej miere odstraňujú ťažkú prácu na stavbe a premiestňujú ju do špecializovaných výrobných firiem. Drevené priehradové väzníky spájané styčníkovými platničkami s prelisovanými hrotmi patria k často používaným systémom spájania drevených konštrukcií.

Vývoj styčníkových platničiek do dnešnej podoby trval niekoľko desiatok rokov. Ich predchodcom boli kovové platničky s vyvŕtanými otvormi na klince. Ďalší vývoj pokračoval vyrazením kruhových otvorov rozličnej veľkosti a s rôznou hustotou ich rozmiestnenia až po dnešný tvar. Táto technológia sa rozvinula koncom päťdesiatych rokov minulého storočia v USA. Výroba v Európe sa začala vo Švajčiarsku a v Belgicku, odkiaľ sa rozšírila do Nemecka, kde vydali v roku 1963 schvaľovací protokol.

Základným impulzom na rozšírenie tejto technológie do celého sveta bola prefabrikácia spájaných spojov väzníka. Vďaka tomuto spôsobu spojenia v porovnaní s dovtedy ručne klincovanými spojeniami pomocou styčníkových platní z ocele alebo preglejky stačila menšia pripájacia plocha na prenos rovnakých síl, čo viedlo k úsporám materiálu.

Väzníky spájané styčníkovými platničkami

Systémom spájania jednotlivých prvkov v priehradovej konštrukcii styčníkovými platničkami možno vytvoriť ľubovoľný tvar strešného alebo podlahového väzníka – od sedlového tvaru s obytným alebo neobytným podkrovím cez oblúkové tvary až po atypické, prispôsobené tvaru a požiadavkám architekta stavby. Tvarovať sa dá nielen vrchný pás väzníka, ale aj spodný pás. Keďže väzníky sa spravidla ukladajú v osovej vzdialenosti okolo 1000 mm, možno vhodnými tvarmi každého nasledujúceho väzníka vytvoriť ľubovoľný tvar celej konštrukcie. Pri tvarovom návrhu väzníkov treba vytvoriť dostatočný priestor na umiestnenie diagonál.

Okrem striech a podláh obytných či neobytných budov možno väzníky použiť aj ako súčasť debnenia pri realizácii železobetónových konštrukcií, pri výrobe paliet, ako vybavenie detských ihrísk alebo v akejkoľvek výrobe, kde sa vyžaduje ekonomické spojenie drevených prvkov natupo (skleníky, nosné kostry nábytku, rebríky atď.).

Systém väzníkov spájaných styčníkovými platničkami má niekoľko výhod:

  • možnosť preklenúť až 30-metrové rozpony, čo umožňuje projektantom veľkú variabilitu vnútornej dispozície,
  • neobmedzené tvarové riešenie pri dodržaní základných konštrukčných princípov,
  • úspory dreveného materiálu v porovnaní s nahraditeľnými spôsobmi drevenej konštrukcie,
  • úspory tam, kde spodný pás nahrádza nosnú konštrukciu stropov,
  • keďže ide o ľahkú konštrukciu, dosahujú sa úspory vo zvislých konštrukciách,
  • jednoduchosť samotného systému a spriemyselnenie výroby,
  • zrýchlenie výstavby,
  • ochrana dreva sa realizuje priamo vo výrobnej hale,
  • jednoduchá montáž, konštrukcia sa dopraví na stavbu ako polovýrobok vo forme stavebnice,
  • minimalizácia stavebného odpadu,
  • využitie výpočtovej techniky pri konštrukciách striech, návrhu väzníkov, kotvenia a stuženia.

Spôsob navrhovania

Pri návrhu sa musí každý spoj posúdiť podľa dvoch stavov prenosu zaťaženia: podľa prenosu zaťaženia z dreva do platničky (v tomto prípade ide o únosnosť tŕňov, pričom porušenie vzniká vytiahnutím platničky z dreva) a podľa prenosu zaťaženia platničkou (v tomto prípade ide o únosnosť samotnej platničky, pričom porušenie môže nastať roztrhnutím platničky).

Prenos zaťaženia z dreva do platničky sa musí posúdiť v každom pripájanom prvku. Posúdením týchto dvoch stavov sa návrh spoja nekončí.

Pri špecifických spojeniach vznikajú také pôsobenia, pri ktorých treba posúdiť kombináciu zaťažení, ako sú ťah a strih, tlak a strih, prípadne kombinácie osových zaťažení s ohybom. Okrem toho treba posúdiť tlačené typy spojov, kde sa drevo opiera o drevo a tak vytvára možnosť ich vzájomného otlačenia. Pri zaťažení pôsobiacom kolmo na vlákna treba preukázať únosnosť takto pripájaného dreveného prvku. V prípade, že sily v prvku nedosiahnu určitú silu, dimenzujú sa na minimálnu silu, ktorú musia preniesť.

Úlohou projektanta statiky je preukázať pri všetkých spojoch to, že sú navrhnuté v súlade s platnými technickými normami. Jeho výstupom by mali byť tvar väzníka, výkresy jednotlivých spojov, kde je uvedený opis použitého spájacieho prostriedku (v našom prípade typ platničky), jeho poloha a orientácia vzhľadom na umiestnenie jednotlivých prvkov v spoji, a statický výpočet väzníka a samotných spojov.

Príklady realizácií

Jednou z možných konštrukčných riešení podkrovných priestorov rodinných domov je realizácia celého podkrovia vo forme drevostavby.

V prvej fáze projektovej prípravy treba stavbu konštrukčne vyriešiť tak, aby sa dodržali požiadavky architektúry. Samozrejme, pri uvážení celého nosného systému stavby treba brať do úvahy aj samotný návrh a posúdenie jednotlivých prvkov.

Na obrázku je znázornené riešenie obývateľného podkrovia systémom väzníkov spájaných s platničkami s prelisovanými hrotmi. Ostatné nezobrazené prvky, ako sú krovy vikierov, sa zhotovujú klasickým, tesárskym spôsobom.

Základný nosný systém spočíva v hlavnom nosnom priamopásovom väzníku uloženom na dvoch oceľových stĺpikoch, do ktorého sa pripájajú sedlové podkrovné väzníky strechy. Prichytenie nárožných väzníkov je riešené pomocou oceľových úložných papúč.

Ďalšou možnosťou použitia väzníkov sú sanácie plochých striech, pri ktorých sa novovytvorený priestor často využíva ako obytný. V takom prípade je vhodné skombinovať ľahkú oceľovú podpornú konštrukciu s konštrukciou väzníkovou. Oceľová konštrukcia umožňuje kotvenie do nosnej konštrukcie objektu bez odstránenia vrstiev pôvodného strešného plášťa, ktorý sa odstráni až po osadení strešných väzníkov a položení minimálne poistnej fólie.

Pri konštrukciách halových objektov sa v poslednom období s obľubou využívajú drevené priehradové väzníky. Svedčí o tom aj množstvo realizácií, pri ktorých sa oceľová konštrukcia často nahradila drevenými väzníkmi. Rozpon halových objektov, ktoré sa môžu týmto systémom zastrešiť, je až 30 metrov. Pri tvarových riešeniach väzníkov s takýmito rozponmi je potrebné, aby projektant stavby pri návrhu spolupracoval s projektantom drevenej priehradovej konštrukcie a aby spolu našli taký typ väzníka, ktorý umožňuje najlepšie statické pôsobenie a aj tvarovo spĺňa požiadavky architekta.

Záver

V ostatnom čase sa väzníky často používajú pri realizáciách stavieb. Nepopierateľné výhody ich predurčujú na to, aby sa stali súčasťou stavieb, kde je opodstatnené ich použitie. Preto je potrebné, aby si v prvom rade projektanti osvojili účelnosť použitia týchto väzníkov a zvažovali ich použitie na stavbách. Firmy, ktoré sa zaoberajú ich návrhom a výrobou, určite ochotne pomôžu konzultáciami pri riešení projektu, ako aj pri realizáciách.

Ing. Michal Grec, Ing. Ľubomír Knoško,
Kontrakting Stavebné materiály a. s., Žilina
FOTO: autori

Ing. Michal Grec – vedúci projektant kontrakting krov hrou, s.r.o.
Ing. Ľubomír Knoško – riaditeľ Krov hrou, s.r.o.