M04

enĂ­ z jejich roviny. P
i výpotu zatížení se postupuje
D
evné konstrukce
12
podle normy SN P ENV 1995-1-1 Navrhování d
evných konstrukcí, pokud
se nepouĹľije p
esnjší výpotový model. Pro výpoet je nejvhodnjší sestavit
prostorový model celé konstrukce vetn ztužidel s použitím nkterého pro-
gramového systému. Takto získané výsledky jsou objektivnjším podkladem
pro ov
ení únosnosti a použitelnosti navržené konstrukce. Pouze
v prostorovém modelu lze vystihnout spolupsobení jednotlivých nosných prv-
k, dílc a ástí konstrukce. Zjednodušené
ešení soustavy rozkladem na jed-
notlivé nosné prvky a ásti (vaznice, rovinné rámy, st
ešní ást ztužidla, stno-
vou ást ztužidla a další samostatn posuzované prvky) je sice také možné, ale
neposkytuje jasnou p
edstavu o prostorovém chování konstrukce.
Pruty ztuĹľidel d
evných konstrukcí mohou být vyrobeny z deskového
ezi-
va, hranol nebo z lepených pr
ez. Velmi výhodné jsou pruty ocelové
z kruhové oceli, úhelník nebo i jiných profil. P
ipojenĂ­ prut ve stynĂ­cĂ­ch
ztuĹľidla je obvykle h
ebíkové, svorníkové, nebo pomocí vrut. Pruty ztužidla
mohou být p
ipojeny k pásm rámu p
ímo nebo s použitím kovových prvk
zvyšujících únosnost p
ípoje a usnadujících montáž. Pro konstrukce velkých
rozptĂ­, u nichĹľ ztuĹľidla p
enášejí velká zatížení, je vhodné navrhovat pruty
ztužidla z ocelových profil. Bžn se však ocelová ztužidla navrhují i u leh-
kých halových objekt. St
ešní ást p
íného ztužidla mže být také vytvo
ena
ze st
ešních panel úinn p
ipojených k pásm rám a obdobn stnová ást
ztužidla ze stnových panel. Ztužidlo je pak t
eba posuzovat podle zásad
e-
šení plnostnných konstrukcí.
Krom p
íných ztužidel se pro zabezpeení prostorové tuhosti objekt
s rovinnými p
ínými vazbami (vazníky, rámy, oblouky) navrhují podélná
ztužidla probíhající v podélném smru objektu. Podélná ztužidla se navrhují
zejména v místech zalomení pás a v místech styk tlaených pás. Podle po-
lohy jsou podélná ztužidla st
ednĂ­, krajnĂ­, p
ípadn i mezilehlá. Podélné ztuži-
dlo je podep
eno p
íným ztužidlem v bodech, ve kterých soustava podélného
ztuĹľidla navazuje na soustavu p
íného ztužidla.

Obr. 2.6 – Zabezpeení dolních pás rámových a obloukových konstrukcí
podélnými ztužidly, respektive vzprkami


D
evné plnostnné a p
íhradové konstrukce
13
U rámových soustav je dležité zabezpeit oblast rámového rohu proti vy-
boení z roviny rámu, a to u rám p
íhradových i plnostnných. Konstrukn
se toto zabezpeení provede nejúinnji pomocí podélného ztužidla. Mén
úinné, ale v praxi asto používané, je zabezpeení rámového rohu pomocí
vzprek (zejména u starších rámových a obloukových konstrukcí je toto
ešení
bžné). U rám a oblouk jsou namáhány tlakem, krom horních (u stojek
vnjších) pás, také dolní (u stojek vnit
ní) pásy. Proto musí být zabezpeeny
ve stanovených místech proti vyboení z roviny rámu i oblouku, a to nejlépe
podélnými ztužidly. Podélná ztužidla mohou být prbžná po celé délce objek-
tu (vhodnjší
ešení) anebo mohou být také provedena mezi dvma sousedními
rámovými i obloukovými vazbami, jak je znázornno na Obr. 2.6. Vyztužení
dolních pás vzprkami je mén úinné a z toho dvodu se u rámových a ob-
loukových konstrukcí vtších rozptí nedoporuuje. P
i výskytu nesymetric-
kých zatížení v nkterých polích st
echy se také mže nep
Ă­zniv projevit vy-
boování dolních pás úinkem p
ipojenĂ­ vzprek.
2.3 Prostorová skladba obloukových konstrukcí
Prostorová skladba konstrukcí s p
ínými vazbami tvo
enými rovinnými ob-
louky je stejná jako u rámových soustav (viz odst. 2.2). Oblouky tvo
Ă­ p
íné
vazby, které p
enášejí úinky zatížení psobící v rovin oblouk. Zatížení p-
sobící kolmo na rovinu oblouk je nutné p
enést do podpor konstrukce p
Ă­-
nými ztužidly. P
íná ztužidla zabezpeují souasn prostorovou tuhost kon-
strukce a vymezují vzprné délky prut v bodech stanovených výpotem. Pro
zabezpeenĂ­ pr
ez plnostnných oblouk proti klopení a dolních pás p
Ă­hra-
dových oblouk proti vyboení z roviny oblouku je nutné provést podélná
ztužidla. Podélná ztužidla musí být p
ipojena do soustavy p
íného ztužidla.
Schéma konstrukce s plnostnnými lepenými oblouky je na Obr. 2.7. V kon-
strukci jsou umĂ­stna ty
i p
íhradová p
íná ztužidla.


Obr. 2.7 – Schéma prostorové skladby konstrukce s obloukovými p
ínými vaz-
bami; v oblasti vrcholu je st
ešní svtlík, st
ešní pláš je tvo
en panely

D
evné konstrukce
14
P
íklad konstrukce s obloukovými vazbami je na Obr. 2.8. Konstrukce slou-
ží pro zast
ešení zimního stadionu a sportovní úely. Stabilita konstrukce je
zajištna p
íhradovými p
ínými ztužidly. Štíhlé lepené oblouky jsou proti klo-
pení zabezpeeny podélnými ztužidly lepeného lamelového pr
ezu, které na-
vazujĂ­ na soustavu p
íných ztužidel (p
íná ztužidla tvo
í podpory podélným
ztuĹľidlm).


Obr. 2.8 – P
Ă­nĂ˝
ez a pdorys konstrukce s obloukovými p
ínými vazbami:
1-oblouk lepeného lamelového pr
ezu, 2-plnostnná podélná ztužidla, 3-
st
ešní panely, 4-p
íná ztužidla
D
evné plnostnné a p
íhradové konstrukce
15

P
íklad prostorového uspo
ádání konstrukce s p
íhradovými oblouky je pa-
trnĂ˝ z Obr. 2.9. Oblouky jsou podep
eny na betonových rámech tribun. Stabili-
ta konstrukce je zajištna p
íhradovými p
ínými a podélnými ztužidly. Sou-
stava oblouk, p
íných ztužidel a podélných ztužidel vytvá
Ă­ celkovĂ˝ prosto-
rový prutový nosný systém (Obr. 2.10).

Obr. 2.9 – Schéma sekce s p
íhradovými oblouky; p
Ă­poje prut jsou
ešeny
pomocí ocelových styníkových plech:
1-horní a dolní pásy oblouk, 2-p
íné p
íhradové ztužidlo, 3-podélné p
Ă­hra-
dové ztužidlo


Obr. 2.10 – Skladba konstrukce s p
íhradovými oblouky na rozptí 40,4 m
(realizace soustavy uvedené v Obr. 2.9)
D
evné konstrukce
16


Obr. 2.11 – Skladba konstrukce s p
íhradovými oblouky na rozptí 59,5 m;
konstrukce zast
ešuje sportovní halu; z obrázku je patrná základní nosná sou-
stava tvo
ená trojkloubovými p
íhradovými oblouky, p
íhradovými p
ínými a
podélnými ztužidly




















D
evné plnostnné a p
íhradové konstrukce
17
3 Devné plnostnné konstrukce
Ve stavební praxi se vyskytuje velké množství rzných typ d
evných nos-
ník, rám a oblouk odlišujících se zejména geometrickým tvarem, technolo-
gií výroby, zpsobem uložení, druhem spojovacích prvk a
adou dalších spe-
cifických znak. Podle konstrukního provedení však rozlišujeme dv základní
skupiny, a to konstrukce plnostnné a konstrukce p
íhradové. Z konstrukního
a statického hlediska má zásadní dležitost, krom dalších dležitých aspekt,
geometrický tvar nosník, rám a oblouk. Pro volbu tvaru jsou rozhodující
zejména dispoziní a architektonické požadavky na uspo
ádání st
echy, dále
pak druh st
ešního plášt, sklon st
ešní plochy, druh podhledu, výskyt st
ešních
svtlík a nástaveb, p
ípadn i jiné aspekty.
3.1 Devné plnostnné vazníky a nosníky
V systému vazníkových st
ech p
edstavujĂ­ vaznĂ­ky hlavnĂ­ st
ešní nosníky
(viz Obr. 2.1). V konstrukcĂ­ch st
ech se nejvíce používají plnostnné a p
Ă­hra-
dové vazníky sedlového tvaru. Plnostnné sedlové vazníky mají lichobžníko-
vý tvar s dolním pásem p
ímým nebo zak
iveným. P
íhradové sedlové vazníky
mohou být lichobžníkové nebo trojúhelníkové. Dále se mohou vyskytnout
vazníky pultové, obdélníkové, vazníky se zak
iveným horním pásem nebo též
vazníky zvláštního geometrického tvaru.
Pro výrobu d
evných plnostnných a p
íhradových vazník
s mechanickými spoji se používá hranné
ezivo (desky, fošny a hranoly) vy-
hovujĂ­cĂ­ t
íd pevnosti SI podle normy pro navrhování d
evných konstrukcí
(viz modul M01). P
íhradové vazníky vyrobené z kulatiny jsou používány
v menší mí
e, zpravidla pro zast
ešení zemdlských staveb. Plnostnné lepené
vazníky se vyrábjí z lepeného lamelového d
eva t
Ă­dy pevnosti SB (GL 20)
nebo SA (GL 24). V souasné dob se ve zvýšené mí
e uplatujĂ­ p
i výrob
vazník také materiály na bázi d
eva. Jedná se o vodovzdorné p
ekliĹľky a d
e-
vot
ískové lisované desky (zejména desky typu OSB s orientovaným rozmíst-
nĂ­m t
ísek). Tyto materiály lze efektivn využít pro výrobu stn pr
ez pl-
nostnných nosník. Je ovšem možné konstruovat i celé pr
ezy nosnĂ­k
z tchto plošných materiál. Mezi nové materiály pat
í vrstvené d
evo, nap
Ă­-
klad materiál KERTO (Finsko) vyrábný slepováním p
ekližek, ale i další.
Podep
enĂ­ st
ešních vazník na spodní stavbu je obvykle prosté a tedy vaz-
nĂ­ky
ešíme jako prosté nosníky s jednou podporou pevnou a druhou posuvnou.
V soustavách p
íných vazeb s vetknutými sloupy, ve kterých vazníky psobí
jako p
íle rám, je spojení vazník se sloupy kloubové.
KonstruknĂ­
ešení vazník závisí do znané míry na druhu spojovacích
prost
edk. Podle druhu spoj rozlišujeme vazníky s mechanickými spoji a
vazníky lepené. O jednotlivých typech vazník je podrobnji pojednáno
v následujících odstavcích.
Jako st
ešní vazníky mohou být používány rzné typy d
evných plnostn-
ných nosník. Podle typu spojení rozlišujeme dv základní skupiny vazník, a
to vazníky lepené a vazníky s mechanickými spoji. Lepené vazníky se vyrábjí
D
evné konstrukce
18
z desek (lamel), které je p
ípadn možné kombinovat s materiály na bázi d
eva
(p
ekliĹľkami, d
evot
ískovými deskami). Geometrický tvar pr
ezu lepených
lamelových vazník je zpravidla obdélníkový nebo profilový typu I. Pr
ez
vazník s mechanickými spoji je obvykle profilový typu I , p
iemž tenká stna
je k pásm p
ipojena h
ebíky, vruty nebo jinými mechanickými spojovacími
prost
edky.
Nejvíce jsou v praxi používány lepené lamelové vazníky obdélníkového
pr
ezu vyrobené z vodorovn orientovaných desek. Výhody tchto vazník
spoívají zejména v jejich velké únosnosti, estetickém vzhledu,
ízené techno-
logii výroby se zárukou kvality, možnosti vytvá
et vazníky promnné výšky a
velkého rozptí. Mezi základní tvarové typy pat
í vazníky sedlové, pultové,
zak
ivené a vyklenuté, používají se i p
ímopásové vazníky konstantní výšky.
Ĺ Ă­
ka lepeného pr
ezu vazníku je zpravidla od 120 do 240 mm, výška od
500 do 1 500 mm (ale i vtší), tlouška desek-lamel od 20 do 45 mm. Rozptí
vazník je vtšinou v rozmezí 12 až 24 m. Výška p
ímopásových vazník se
navrhuje 1/10 až 1/14 rozptí, výška ve st
edu sedlových vazník 1/9 až 1/12
rozptí. Výška sedlových vazník nad podporou nemá být menší než polovina
výšky ve st
edu rozptí (u nižších podporových výšek mže být z hlediska po-
souzení únosnosti nosníku rozhodující velká hodnota smykových naptí).
U starších lepených vazník se používaly ke stykování jednotlivých lamel
lepené úkosové spoje, p
ípadn v mén namáhané tlaené zón pr
ezu i tupé
spoje. V souasné dob se styky lamel provádjí na automatizovaných výrob-
ních linkách standardním lepeným zubovitým spojem, zpravidla o délce zub
20 mm. Výrobu lepených vazník mohou provádt pouze akreditovaní výrobci
s odpovídajícím technickým vybavením. Problematika jakosti materiál (d
eva,
lepidel), technologie výroby, kontroly a ochrany d
eva je specifikována
v p
íslušných technických normách (eské normy pro výrobu lepených kon-
strukcí jsou v zásad identické s evropskými normami).

Obr. 3.1 – Lepený lamelový vazník sedlového tvaru:
Detail A – zazubený lepený spoj lamel, detail B – skladba pr
ezu

D
evné plnostnné a p
íhradové konstrukce
19
P
íklad typického lepeného vazníku sedlového tvaru na rozptí 12 m je na
Obr. 3.1. V souladu s normou pro navrhování d
evných konstrukcí je nutné u
tchto vaznĂ­k posuzovat Ăşnosnost pr
ez vzhledem k úinku normálových
naptí kolmých k pr
ezu (ohybových naptí vyvolaných psobením ohybo-
vých moment), p
íných tahových naptí (psobících kolmo na smr vláken
d
eva a lepených spár), smykových naptí, uvážit otázku možného klopení vaz-
nĂ­ku a posoudit prhyb vaznĂ­ku. Podrobnji je tato problematika obsaĹľena
v modulu M02.
V praxi se používá
ada dalších typ plnostnných nosník. Jedná se zejmé-
na o nosníky profilového pr
ezu I s tenkou stnou (Obr. 3.2) a nosnĂ­ky uza-
v
eného pr
ezu (Obr. 3.3).

Obr. 3.2 – Plnostnné nosníky profilového pr
ezu s mechanickými spoji:
a–pr
ez typu I (obvyklý typ s pásy p
ipojenými na horním a dolním okraji
stny), b-uzav
enĂ˝ pr
ez, c–pr
ez typu I (bžný typ s pásy p
ipojenými ke
stn), d–pr
ez typu I (bĹľnĂ˝ typ, d
evné pásy p
ipojeny ke stn z materiál
na bázi d
eva), e–pr
ez typu I se stnou ze zk
ížených desek, f–pr
ez typu I se
stnou ze zk
ížených desek a zesílenými pásy (asto používaný typ u starších
konstrukcĂ­, nap
íklad tzv. Štpánových soustav);
Poznámka: oíslování ástí pr
ezu vystihuje úinnost dané ásti p
i namáhání
prutu ohybem kolmo na osu Y ( 1= plná úinnost, 2 = úinnost p
ibliĹľn 70 aĹľ
90%, 3 = Ăşinnost asi 65 aĹľ 80%, 4 = Ăşinnost asi 65 aĹľ 70%)


Obr. 3.3 – Plnostnné nosníky lepeného profilového pr
ezu
a–pr
ez typu I (obvyklý typ s pásy lepenými ke stn z materiálu na bázi d
e-
va), b–pr
ez typu I s pásy z vodorovn lamelovaného d
eva, c–uzav
enĂ˝ dvou-
stnnĂ˝ pr
ez s pásy z rostlého d
eva, d-uzav
enĂ˝ dvoustnnĂ˝ pr
ez s pásy
z lepeného d
eva, e–uzav
enĂ˝ trojstnnĂ˝ komorovĂ˝ pr
ez, f-pr
ez typu I se
stnou z materiálu na bázi d
eva (bžný typ, stna lepena zpravidla do klínové
drážky v pásech)

Nkteré typy nosník jsou vyrábny specializovanými firmami podle paten-
tové dokumentace. Výhodou profilových nosník je možnost kombinace d
eva
D
evné konstrukce
20
s jinými materiály. Pásy nosník jsou vyrobeny ze d
eva, stny nosnĂ­k mohou
být z materiál na bázi d
eva nebo z jiných materiál. Pro stny nosník se
používají vodovzdorné stavební p
ekližky (mezi nejkvalitnjší pat
í v souasné
dob finské p
ekliĹľky KERTO), d
evot
ískové desky (velký rozvoj zazname-
nává výroba desek OSB), ocelové plechy (profilované trapezové plechy zaliso-
vané do d
eva pás jsou použity v plnostnných nosnících typu Nail-web).
Pro nosnĂ­ky s tenkou stnou p
ichází v úvahu i
ada dalších variant využíva-
jících efektivní spolupsobení rzných stavebních materiál. Z kategorie pl-
nostnných vazník však jsou a perspektivn z
ejm budou nejvĂ­ce v praxi
používány lepené lamelové nosníky.
3.2 Devné plnostnné rámy
V oboru d
evných konstrukcí se rámové soustavy navrhují zpravidla pro
halové jednopodlažní a jednolodní objekty. Mohou být ale také využity jako
Ĺľebra st
ešních konstrukcí provádných nad kruhovým nebo mnohoúhelníko-
vým pdorysem. U halových staveb jsou rámy uspo
ádány paraleln ve vhod-
ných osových vzdálenostech (obvykle od 3 do 6 m). U kopulovitých konstrukcí
je uspo
ádání rám radiální. D
evné rámy jsou také používány jako p
íné
vazby st
ešních nástaveb provádných v rámci rekonstrukce budov.
Statický systém rovinných rám mže být trojkloubový nebo dvojkloubový.
Pro ocelové rámy se používají oba uvedené systémy, pro d
evné rámy se dává
p
ednost trojkloubovému rámu. Staticky urité trojkloubové rámy jsou mén
citlivé ke vzniku p
ídavných naptí vlivem poddajnosti spoj a vlhkostních
deformacĂ­ d
eva než staticky neurité dvojkloubové rámy. Trojkloubové rámy
jsou také výhodnjší z hlediska dopravy a montáže konstrukce. Sestavují se ze
dvou polorám, které se na montáži spojí vrcholovým kloubem. Konstrukce
jednoduchého rámu pro jednolodní halové objekty je tvo
ena rámovými stoj-
kami a p
ílí. Sdružené rámy pro vícelodní haly se ve d
evných konstrukcích
vyskytují mén, zpravidla pak pouze o dvou polích.
Podobn jako v p
ípad vazník rozlišujeme dv základní skupiny rám, a
to rámy plnostnné a rámy p
íhradové. Mohou se vyskytnout také rámy vytvo-

ené kombinací plnostnných a p
íhradových dílc, v tom p
Ă­pad jsou stojky
obvykle plnostnné a p
Ă­le p
íhradová. P
íle rámu, jež plní souasn funkci
st
ešního vazníku, má obvykle sedlový tvar. Stojky rámu mají vtšinou pro-
mnnou výšku pr
ezu.
Zásadním konstrukním detailem z hlediska celkového psobení soustavy je
u d
evných rám detail rámového rohu, tedy zpsob p
ipojení rámové p
Ă­le
ke stojkám. U ocelových a betonových rám je konstrukní
ešení rámového
rohu pomrn snadné a tuhost p
ípoje je vysoká. U d
evných rám se tuhost
rámového rohu zmenšuje zejména vlivem poddajnosti spoj, vlivem dlouhodo-
bého trvání zatížení a zmnami vlhkosti d
eva. P
i návrhu d
evných rám je
proto t
eba vĹľdy poĂ­tat s redistribucĂ­ vnit
ních sil, která se projevuje hlavn
zvtšením hodnot ohybových moment v p
íli rámu. Poddajnost rámových
roh se výraznji projevuje u rám s mechanickými spoji (u sbíjených rám a
rám s kolíkovými spoji). U rám lepených s lepeným rámovým rohem lze
D
evné plnostnné a p
íhradové konstrukce
21
dosáhnout vysoké tuhosti rámového rohu, takže se vliv poddajnosti spojení
p
íle a stojek projevuje podstatn mén.
Pro konstrukce d
evných rám jsou nejvhodnjší lepené lamelové pr
ezy.
P
íle a stojky rám jsou zpravidla promnného pr
ezu. U dvojkloubových i
trojkloubových rám je nejvtší výška pr
ezu v rámovém rohu, kde je nejvtší
intenzita namáhání. Typický p
íklad prostorového usp