Strechy z drevených priehradových väzníkov

Drevené priehradové konštrukcie spájané kovovými spojkami s prelisovanými hrotmi sú konštrukcie, ktoré rozšírili­ použitie dreva na stavbu striech a drevostavieb. Presný návrh, bezpečná konštrukcia redukujúca potrebu­ drevnej hmoty, možnosť návrhu a výroby zložitých tvarov s rozponom až do tridsať metrov — to sú vlastnosti predurčujúce­ ich použitie v mnohých objektoch pozemného staviteľstva. K rozšírení priehradových konštrukcií aj pri náročnejších­ stavbách došlo v posledných rokoch aj u nás.

Konštrukčný systém
Základným stavebným prvkom konštrukcie je priehradový väzník požadovaného tvaru. Väzník sa navrhuje pomocou autorizovaného softvéru a jeho vlastnosti zodpovedajú požiadavkám na únosnosť a deformáciu. Väzník je rovinná konštrukcia, z ktorej sa podľa projektu vytvára priestorová nosná konštrukcia strechy.

Konštrukcia strechy je teda vytvorená jednotlivými rovinnými prvkami potrebného tvaru a konštrukčným systémom, ktorý tieto prvky spája a zabezpečuje ich stabilitu. Vývoj softvéru trvajúci niekoľko desaťročí dospel k verziám, ktoré jednotlivé rovinné prvky navrhujú ekonomicky, s maximálnym využitím prierezov. Na posúdenie ekonomiky konštrukcie zabezpečujúcej priestorovú stabilitu má rozhodujúci vplyv kritérium bezpečnosti.

Ak drevená konštrukcia strechy staticky spolupracuje s tuhými konštrukciami stavby (štítovými múrmi, časťami stavby vytiahnutými do úrovne strešnej roviny a pod.), postačuje jednoduchší spôsob stabilizácie priebežnými prvkami prechádzajúcimi pozdĺž celej konštrukcie, ktoré sú opreté do tuhých konštrukcií. Ak je potrebné stabilitu konštrukcie zabezpečiť autonómne, to znamená bez spolupôsobenia iných častí konštrukcie stavby, vhodnejším spôsobom (najmä v prípade konštrukcií väčších rozponov) je spôsob zavetrenia sústavou ondrejských krížov v kombinácii s ďalšími prvkami priebežného zavetrenia, ako je napríklad laťovanie či celoplošný záklop pod krytinu, napínacie oceľové pásky, rošt na uchytenie podhľadu a v každom prípade stužidlá v rovine strešného plášťa a v rovine podhľadu doplnené podľa potreby pozdĺžnymi priebežnými latami umiestnenými v priestore väzníka.

V praxi sa často stáva, že po montáži strešnej konštrukcie sa neodborným zásahom odstraňujú časti stabilizačnej konštrukcie, čím sa konštrukcia stáva čiastočne nefunkčnou. Z tohto hľadiska je menej zraniteľné použiť ondrejské kríže vo viacerých radoch, čo prináša väčšiu stabilitu celej strešnej konštrukcie.

Toto riešenie je však nepatrne drahšie (vo vzťahu k celkovej investícii dokonca zanedbateľne). Aj pri tlaku investora na zníženie ceny je preto dôležité zohľadniť tieto skutočnosti. V opačnom prípade to môže s veľkou pravdepodobnosťou viesť k poruchám konštrukcie.

Príklady z praxe
Nasledujúce príklady striech z drevených priehradových väzníkov na konkrétnych konštrukciách dokumentujú možnosti ich použitia, či už ide o nový objekt, alebo rekonštrukciu pôvodnej budovy.

Jazdiareň
Halový objekt s pôdorysnými rozmermi 21,5 m × 60,0 m je konštrukčne a staticky riešený systémom kombinácie oceľovej podpornej zvislej konštrukcie a drevenej strešnej konštrukcie. Oceľová a drevená konštrukcia spolu tvoria tuhý statický systém. Tento systém dovolil uložiť celú konštrukciu na stĺpy, ktoré sú k základom pripojené kĺbovo.

Na rozdiel od votknutého pripojenia sa dosiahla úspora materiálu v základových a oceľových konštrukciách. Systém oceľovej konštrukcie tvoria oceľové stĺpy profilu IPE 240 s konštrukčnou výškou 6,5 m umiestnené v osových vzdialenostiach 4,0 m, ktoré sú navzájom stužené zavetrovacími stužovadlami, umiestnenými vždy v rohu konštrukcie a v stredových poliach pozdĺžnych rámov oceľovej konštrukcie. Strešná konštrukcia je vyhotovená z drevených priehradových väzníkov spájaných styčníkovými platničkami s prelisovanými hrotmi.

Tieto väzníky sedlového tvaru sa navrhli na rozpon 21,5 m. Priestorová stabilizácia konštrukcie je zabezpečená pomocou šiestich radov ondrejských krížov a zavetrovacími stužovadlami, ktorých umiestnenie rešpektuje umiestnenie stuženia oceľovej konštrukcie. Zavetrovacie stužovadlá sú zhotovené v úrovni spodného a horného pásu dreveného priehradového väzníka.

Aby celá konštrukcia pôsobila ako statický systém so stĺpmi kĺbovo pripojenými k základom, musí byť navrhnutá ako tuhý systém. Preto bolo nutné v úrovni spodného pásu väzníka vyhotoviť tuhý drevený rošt zo vzájomne skrížených lát uložených pod uhlom 45° na os väzníka. Tieto laty roznášajú horizontálne pôsobiace sily do stužovadiel a následne do základových pätiek. Hala sa v súčasnosti využíva ako jazdiareň.

Supermarket
Stavebne veľmi jednoduchý objekt obdĺžnikového tvaru využíva schopnosť priestorovej drevenej konštrukcie zhotovenej z priehradových väzníkov so styčníkovými doskami prestropiť rozmery väčšie ako 20,0 m. Na murovanej konštrukcii stuženej železobetónovými stĺpmi a vencom sú uložené jednotlivé väzníky, ktoré vytvárajú valbovú strechu. Podobných objektov sa v uplynulých rokoch postavilo niekoľko desiatok. Práve na tomto príklade možno demonštrovať skutočnosť, že jednotlivé väzníky pôsobiace v rovine a navrhnuté bezpečným softvérom sú spoľahlivé, pokiaľ je zabezpečená ich rovinnosť. Ak väzník vybočí z roviny, geometrickým radom klesá jeho únosnosť, čo môže viesť k poruchám, až k prípadnému kolapsu konštrukcie.

Viaceré použité spôsoby zabezpečenia priestorovej stability konštrukcie a kombinácie týchto systémov preukázali zraniteľnosť pozdĺžneho stuženia tyčovými prvkami (latami). Toto stuženie je veľmi citlivé na akékoľvek porušenie v pozdĺžnom smere, čo často môže viesť k vybočeniu viacerých väzníkov z roviny.

Prestavba priemyselného objektu na penzión
Pôvodný objekt obdĺžnikového pôdorysu bol murovaný, dvojpodlažný, s väčšími konštrukčnými výškami a pôvodným dreveným trámovým stropom. Sedlová strecha bola vytvorená dreveným krovom. Investor požadoval realizovať obytné podlažie s tvarom strechy navrhnutým projektantom. Pôvodná strecha sa odstránila. Zhotovil sa nový drevený trámový strop a železobetónový veniec stiahnutý ťahadlami umiestnenými v strope.

Základným prvkom konštrukcie strechy je trikrát staticky neurčitý oblúkový väzník. Horizontálne účinky sa od väzníka prenášajú ťahadlom v strope. Väzník bol pre možnosti dopravy vyrobený z dvoch častí a na stavbe bol spojený vo vrchole horného a dolného pásu špeciálnymi styčníkovými doskami.

Systém pozdĺžneho stuženia je vytvorený niekoľkými radmi ondrejských krížov vedených medzi priestorovo tuhými časťami konštrukcie. Tie na krajoch objektu v mieste štítov tvorí dvojica polí strešných väzníkov a v strede dispozície murovaná konštrukcia vystupujúca nad úroveň strešného plášťa. Tuhosť dvojice polí je zabezpečená pomocou krížových prvkov umiestnených v rovine horných pásov ako náhrada stužujúceho väzníka, ktorý v takomto tvare nebolo možné vyrobiť. Tieto konštrukcie sú umiestnené na obidvoch koncoch objektu. Murovaná konštrukcia v strede dispozície je vytvorená dvomi rovnobežnými stenami prepojenými priamopásovými zavetrenými väzníkmi a oceľovou krížovou konštrukciou.

Záver
Drevené priehradové konštrukcie spájané kovovými spojkami s prelisovanými hrotmi a z nich vytvárané priestorové nosné konštrukcie stavieb preukázali v stavebnej praxi svoje opodstatnenie vďaka jednoduchosti návrhu, bezpečnej statike konštrukcie a možnosti vyrobiť najrôznejšie tvary striech. Na ich montáž nie je ani pri zložitejších konštrukciách potrebná veľká znalosť tesárskeho remesla, šetrí sa drevom a pracovnou silou, a tým aj finančnými prostriedkami. Ako každá konštrukcia v stavebníctve však vyžaduje nekompromisný profesionálny prístup projektanta, výrobcu i montážnej firmy.

Michal Grec, Ivan Kolárik, Ľubomír Knoško
Foto: archív Kontrakting krov hrou

Autori sú pracovníkmi spoločnosti Kontrakting krov hrou, s. r. o.

Článok bol uverejnený v časopise Stavebné materiály.