Díl 2 - Vazníky DNK

Dřevěné vazníky s kovovými deskami s prolisovanými trny – Ing. Aleš Tajbr
Díl 2: Statika
Mottem dnešního stavebnictví je rychlost, kvalita a ekologie. My jsme díky nejmodernější
ČESKÉ technologii schopni vyrábět naše vazníky velmi efektivně, v nejvyšší kvalitě a v
souladu s myšlenkou celosvětově udržitelné výstavby.
Dřevěné vazníky s kovovými deskami s prolisovanými trny představují ekonomicky
výhodné a staticky spolehlivé řešení střech středních a větších rozpětí – tedy přibližně od 8 do
30 m, což je maximální hodnota povolená normou. Obecně jsou dřevěné konstrukce
navrhovány v České republice podle normy ČSN EN 1995-1-1.
Obr. č. 1 – Montáž a osazení ztužidlových polí vazníkové konstrukce střechy tělocvičny
Dřevěné vazníky s kovovými deskami s
prolisovanými trny jsou navrhovány jako rovinné
příhradové soustavy, které jsou schopny přenášet pouze
zatížení působící ve své rovině. Zatížení, které působí
kolmo na rovinu vazníku, musí být přeneseno systémem
ztužení do podpor. Uložení vazníku je v drtivé většině
případů modelováno jako prosté, tedy kloub – horizontálně
posuvný kloub. Proti vzpěru jsou tlačené prvky vazníku
zajištěny výztuhami z roviny – u horních pásů jsou to
střešní latě, u výplňových prutů pak dlouhé podélné
výztuhy (součást zavětrování konstrukce)
Vazníky jsou navrhovány pomocí speciálního
softwaru, ve společnosti Vazníky D.N.K. používáme ryze
český software Truss od firmy Fine (www.fine.cz).
Softwarový balík obsahuje 3 moduly, které umožňují
Obr. č. 2 – Kotvení vazníku
návrh celé střechy ve 3D (Truss 3D), návrh jednotlivých vazníků ve 2D (Truss 2D) a správu
všech vazníků v projektu včetně kalkulace ceny (Truss Explorer). Pro rovinné i prostorové
modelování je stěžejní správně definovat rozměry vazníku a polohu podpor.
Obr. č. 3 – Prostorový model vazníkové střechy rodinného domu v programu Truss 3D
Hlavní podíl na úspěchu této technologie mají bezesporu právě styčníkové desky s
prolisovanými trny, které díky velké pevnosti a tuhosti v připojení dovolují zachovat poměrně
malé průřezy spojovaných prvků a rovnoměrněji tak využít dřevěný prvek daného průřezu po
celé jeho délce. Pásové prvky jsou modelovány jako průběžné, výplňové pruty mohou být
modelovány jako kloubově uložené nebo lépe vetknuté.
O tom, jak velká je tuhost lisovaného přípoje se styčníkovou deskou, svědčí i obrázek
č. 4, kde jsou znázorněny pracovní diagramy různých typů spojovací prostředků. Vyplývá z
něj, že přípoj se styčníkovou deskou (f) resp. vazník s těmito spoji je řádově tužší než
klasický hřebíkový spoj (g) resp. sbíjený vazník. Právě proto nám technologie vazníků se
styčníkovými deskami umožňuje spolehlivě a velice efektivně navrhovat konstrukce až do
rozpětí 30 m.
Obr. č. 4 – Srovnávací pracovní diagram některých přípojů ve dřevěných konstrukcích [1]
Následuje zadání zatížení působící na konstrukci. Ze stalých zatížení je to kromě
vlastní tíhy vazníku, kterou počítá program sám, především zatížení krytinou a podhledem.
Zejména u rodinných domů se nejčastěji setkáváme s těžkou krytinou, tedy pálenou nebo
betonovou taškou od nejrůznějších výrobců. V takovém případě obvykle činí zatížení
krytinou přibližně 0,6 kN/m2, tedy 60 kg/m2. Tato hodnota se ale samozřejmě v některých
případech zvyšuje – například při použití plného bednění nebo možnosti instalace solárních
panelů. Zatížení podhledem se v poslední době stále zvyšuje, protože se v souvislosti se
snižováním energetické náročnosti budov zvětšují tloušťky izolačních materiálů. Do výpočtu
vstupuje zatížení podhledem hodnotami 0,4 – 0,6 kN/m2, tedy 40 – 60 kg/m2.
Obr .č. 5 – Mapa sněhových oblastí na území ČR [2]
Typickým představitelem nahodilých zatížení je zatížení sněhem, které se určí podle
normy ČSN EN 1991-1-3. Základní hodnotu zatížení sněhem lze nalézt v tzv. Mapě
sněhových oblastí, která je součástí normy (viz obrázek č. 5). Česká republika je zde na
základě dlouhodobé práce meteorologů a statistiků rozdělena do 8 oblastí s různou základní
hodnotou zatížení sněhem. Ta se pohybuje od 0,75 kN/m2 (tedy 75 kg/m2) do 4,0 kN/m2 (tedy
400 kg/m2). Norma samozřejmě pamatuje na možnost nesymetrického zatížení sněhem,
hromadění sněhu v úžlabích, návějí, namrzání okapních žlabů a také možnosti sesuvu sněhu
ze střechy. Výsledné zatížení konstrukce sněhem je obvykle popsáno několika zatěžovacími
stavy a v některých částech naší země výrazně promlouvá do statiky konstrukce.
Obr. č. 6 – Sedlový vazník zatížený nesymetrickým sněhem
Výpočet zatížení konstrukce větrem se odvíjí podle normy ČSN EN 1991-1-4.
Podobně jako při stanovení zatížení sněhem se i zde používá mapa – tentokrát Mapa
větrových oblastí – která udává základní rychlost v rozmezí 22,5 až 36 m/s a dělí Českou
republiku na 5 oblastí. Výsledná hodnota tlaku nebo sání na jednotlivé plochy objektu závisí
mimo jiné především na výšce objektu, typu terénu, ve kterém se stavba nachází, a součiniteli
expozice. Zatížení větrem, konkrétně sání, může být rozhodující zejména u velkoplošných
lehkých střech s výraznými přesahy nebo u přístřešků, kde je třeba věnovat zvýšenou
pozornost kotvení.
Obr. č. 7 – Sedlový vazník zatížený větrem zprava kolmo na hřeben střechy
Z dalších zatížení mohou vstoupit do výpočtu různá užitná zatížení, která simulují
možné stavy při opravách střechy, případně zatížení revizními lávkami nebo speciálně
navržené úložné prostory pro skladování věcí. Z bodových zatížení se běžně setkáváme se
zavěšením jednoho vazníku do druhého nebo zavěšení nějaké technologie.
Důležitou kapitolou, která rozhodně patří do statiky, představuje návrh vhodného
ztužení a zavětrování konstrukce. Tuto část považujeme za natolik důležitou, že jí věnujeme
další díl našeho seriálu.
„Spojování prvků lehkých střešních konstrukcí ze dřeva s použitím ocelových desek
s prolisovanými trny je jednoduchou, spolehlivou a ekonomicky výhodnou variantou nosných
konstrukcí zastřešení”
Příště: Ztužení a zavětrování konstrukcí z dřevěných vazníků
Literatura:
[1] KOŽELOUH, B. Dřevěné konstrukce podle Eurokódu 5: STEP 1. KODR. Zlín. 1998.
[2] ČSN EN 1991-1-3: Eurokód 1: Zatížení konstrukcí – Část 1-3: Obecná zatížení – Zatížení
sněhem. Český normalizační institut. Praha. 2006.