M05

hové síly Nt, což odpovídá membránovému
stavu. Akce obloukových a vláknových prvk se p
enášejí okrajovými nosníky.
Plocha sko
epiny je zpravidla navrhována z nkolika vrstev desek. Pro malá
rozptí se desky mohou klást ve dvou na sebe kolmých vrstvách, a to ve smru
konkávních a konvexních parabolických prvk. Spojení vrstev v místech vzá-
jemného k
Ă­ĹľenĂ­ desek je t
eba provést nejmén ty
mi h
ebíky nebo lepeným
spojem. Pro vtší rozptí se provádjí t
i vrstvy desek, které mohou být uspo-

ádány rzným zpsobem. Vnjší vrstvy lze nap
Ă­klad orientovat ve smru p-
sobení tlakových sil a st
ední vrstvu ve smru psobení tahových sil. P
i tomto
konstruknĂ­m uspo
ádání má sko
epina vtší ohybovou tuhost ve smru pso-
bení tlakových sil a tím i vtší bezpenost proti vyboulení plochy, ale má menší
D
evné prostorové konstrukce
23
smykovou tuhost. Vtší smykovou tuhost lze dosáhnout šikmým kladením de-
sek vnjších vrstev tak, že horní a dolní vrstva mezi sebou svírají úhel p
ibliĹľn
30o. Mezi st
ední vrstvou, která probíhá ve smru tahových sil, a vnjšími vrst-
vami je Ăşhel asi 75o . Toto provedenĂ­ HP sko
epiny je úinnjší p
i zatĂ­ĹľenĂ­
vtrem. Ohybová tuhost sko
epiny je sice menší, ale zpravidla dostaující. Pro
velká rozptí se navrhují i vrstvy ty
i, které mohou být kladeny ve dvou kol-
mých smrech nebo šikmo pod zvoleným úhlem.
Okrajové nosníky HP sko
epin jsou namáhány osovými silami a ohybovými
momenty p
i psobení nesymetrických zatížení. Konstrukn jsou obvykle
navrhovány ze dvou ástí, mezi nimiž je umístna plocha sko
epiny. Pr
ez
nosník je zpravidla lepený, sestavený z ležatých nebo stojatých lamel. Použí-
vané typy pr
ez okrajových nosník jsou uvedeny na Obr. 2.15. Styná plo-
cha mezi okrajovým nosníkem a sko
epinou je zborcená, proto lamely pr
ezu
nosníku mají vrtulovitý tvar sledující tvar okrajové ásti sko
epinové plochy,
jak je znázornno na Obr. 2.16 .

Obr. 2.15 - Pr
ezy okrajových nosník HP sko
epin:
a, b-z ležatých vrtulovit zak
ivených lamel, c-ze stojatých vrtulovit zkrouce-
ných lamel, d-ze stojatých nezak
ivených lamel, e-nosník spojující dv sousední
HP plochy:
1-sko
epinová plocha, 2-horní díl okrajového nosníku, 3-dolní díl okrajového
nosníku, 4-kovové p
Ă­loĹľky, 5-zesĂ­lenĂ­ sko
epiny

Montáž HP sko
epin je vhodné provádt tak, že se na dolní díly okrajových
nosník kladou jednotlivé vrstvy desek a nakonec se p
ipojĂ­ p
edem p
ipravenĂ˝
horní díl okrajového nosníku. Ke spojení lze použít h
ebĂ­k, svornĂ­k kovo-
vých desek s vylisovanými trny, nejúinnji však lepení. Úelná jsou rychle
tuhnoucí lepidla umožující na staveništi rychlou aktivaci spoj.




D
evné konstrukce
24


Obr. 2.16 - P
ipojenĂ­ vrstev HP sko
epinové plochy k okrajovému nosníku:
1-horní díl okrajového nosníku, 2-dolní díl okrajového nosníku, 3-tažená vrst-
va, 4-tlaená vrstva, 5-výslednice sil jako osová síla v okrajovém nosníku, 6-
sloĹľkovĂ˝ obrazec
2.4 Devné konoidické skoepiny
Mezi tenkostnné sko
epiny pat
í také konoidické sko
epiny. Konoidická
plocha je ukonena dvma svislými
ezy tak, aby
ez byl obloukovĂ˝ a poskyto-
val dostatený spád st
ešní plochy. Sko
epinová plocha je uložena na elní st-
ny nebo vazníky a na okrajové patní nosníky.

Obr. 2.17 - Skladba d
evné konoidické sko
epiny:
a-sko
epina ze t
í vrstev desek a okrajovými nosníky konstruovanými v ploše
sko
epiny, b-schéma sko
epiny s lepenými okrajovými nosníky:
1-dolnĂ­ vrstva desek, 2-st
ednĂ­ vrstva, 3-hornĂ­ vrstva, 4-elnĂ­ vaznĂ­ky nebo st-
ny, 5-okrajové nosníky provedené v ploše sko
epiny

Vazníky se navrhují jako dvojkloubové oblouky s táhlem nebo jako p
Ă­hra-
dové nosníky se zak
iveným horním pásem. Podélné okrajové (patní) nosníky
D
evné prostorové konstrukce
25
se
eší stejným zpsobem jako v p
ípad válcových sko
epin. Vhodné jsou
nosníky lepeného lamelového pr
ezu, které jsou uspo
ádány tak, aby mohly
p
enášet okrajové síly sko
epiny.
Sko
epinová plocha je zpravidla vyrobena z desek kladených ve t
ech vrst-
vách. Sko
epina mže být také provedena z plošných panelových dílc. Sesta-
vením nkolika konoidických sko
epin v podélném smru za sebou lze vytvo
it
Dolní vrstva probíhá ve smru tvo
Ă­cĂ­ch p
ímek, ob další vrstvy jsou oriento-
vány pod úhlem 60o vzhledem k horním pásm vazník. Konstrukní skladba
sko
epiny tohoto typu je patrná z Obr. 2.17. pilovou st
echu šedového typu.
Výpoet konoidických sko
epin je analogický jako u krátkých válcových sko-

epin.
2.5 Devné lomenice
Lomenice, podobn jako sko
epiny, pat
í do skupiny prostorových kon-
strukcí. Nosná plocha lomenic se vytvá
í z desko-stnových plošných dílc
spojovaných ve hranách. Vhodné jsou pro tento úel plošné materiály na bázi
d
eva (p
ekliĹľky, d
evot
ískové desky, OSB desky, ale i další materiály) a pa-
nelové dílce. Základní tvar lomenice je uveden na Obr. 2.1d. Lomenice je po-
dep
ena na elních stnách a psobí obdobn jako dlouhá válcová sko
epina,
ovšem pr
ez lomenice je pilovitĂ˝.

Obr. 2.18 - D
evná kruhová lomenice:
a-spojení horních pás plošných dílc (panel), b-spojení dolních pás, c-
celková skladba lomenice:
1-plnostnné nebo p
íhradové rovinné dílce, 2-st
ešní pláš, 3-patní prstenec,
4-spojovací nárožní prvek, 5-pr
ezy pás, 6-kovové hmoždinky, 7-elní stny

D
evné konstrukce
26
Lomenicové dílce je možné uspo
ádat také radiáln a vytvá
et tak lomeni-
cové kopule nad kruhovým pdorysem. Lomenicové dílce jsou v tom p
Ă­pad
podep
eny na patnĂ­m prstenci a spojeny jsou ve vrcholu prost
ednictvĂ­m lucer-
nového prstence. P
íklad skladby kruhové lomenice je na Obr. 2.18.

D
evné prutové prostorové konstrukce
27

3 Devné prutové prostorové konstrukce
Kapitola obsahuje konstrukce, jejichž primární nosná konstrukce je vytvo-

ena z prutových prvk (p
ímých prut - nosníkových, zak
ivených prut -
obloukových nebo zalomených-rámových prut). Na primární konstrukci je
uloĹľen st
ešní pláš. Jak již bylo uvedeno v kap. 2 u plnostnných konstrukcí,
celkový nosný systém p
edstavuje vĹľdy konstrukci vytvo
enou z prutových i
plošných prvk. Z hlediska tradiního rozdlování d
evných konstrukcí záleží
na tom, která ást nosné konstrukce je dominantní. U plnostnných konstrukcí
je to souvislá nosná vrstva (sko
epinová nebo lomenicová), zatímco prutové
prvky mají funkci výztužnou. U prostorových prutových konstrukcí (do této
skupiny pat
Ă­ i p
íhradové konstrukce se styníky, které lze považovat ve vý-
potových modelech za kloubové) je základní nosná soustava vytvo
ena
z prut a pláš je na tuto soustavu uložen.
Obecn je možné do prostorových prutových konstrukcí za
adit i konstrukce
d
evných budov. Základní soustava (skelet) je prostorový rám, konstrukce
stn a strop jsou z desko-stnových prvk.
3.1 Devné prutové kopule

Z prostorových prutových konstrukcí tohoto typu se nejvíce uplatují kla-
sické soustavy Schwedlerova, Fpplova, Zimmermannova, Fullerova geodetic-
ká soustava, p
ípadn i další speciálním zpsobem uspo
ádané soustavy.

Základní nosná soustava prutových kopulí je vytvo
ena z prut, které jsou
spojeny ve stynících ležících na urující geometrické ploše (u kopulí zpravidla
na sférické ploše). Konstrukní provedení styník odpovídá p
ibliĹľn kloubo-
vému spojení. Jednou z nejvíce používaných soustav tohoto typu je soustava
Schwedlerova charakteristická tím, že styníky soustavy jsou umístny
v prseících osnovy meridiánových a rovnobžkových prut. Schéma sousta-
vy je uvedeno na Obr. 3.1. V každém ty
úhelníku omezeném dvma rovno-
bžkovými pruty (vaznicovými) a dvma meridiánovými pruty (nárožníkový-
mi-krokvovými) je diagonální prut, který tento ty
ĂşhelnĂ­k rozdluje na dva
trojúhelníky ležící ve stejné rovin. Diagonály v sousedních polích (p
Ă­hra-
dách) mohou být protismrné (Schwedlerova soustava I. druhu) anebo mohou
být stejného smru (Schwedlerova soustava II. druhu). V oboru d
evných kon-
strukcí se v nkterých p
ípadech vkládají do p
íhrad diagonály zk
ížené (Obr.
3.1). Schwedlerova soustava není z hlediska stavební mechaniky nikdy výjim-
kovým p
Ă­padem.


D
evné konstrukce
28


Obr. 3.1 - Schéma skladby d
evné kopule Schwedlerovy soustavy:
a-pohled, b-pdorys:
1-meridiánové (krokvové) pruty, 2-rovnobžkové (vaznicové) pruty, 3-
diagonální pruty, 4-varianta diagonálních prut zk
ížených, 5-ložiska typu
kluzných p
ímek, 6-patní prstenec, 7-vrcholový prstenec, 8-prostorové styníky

U konstrukcí menších rozptí jsou pruty vyrobeny z hranného
eziva, které
jsou ve stynĂ­cĂ­ch p
ipojeny pomocĂ­ tesa
ských spoj zabezpeovaných svor-
níky a ocelovými p
íložkami jak je znázornno na obr. 3.2. Šipkami v osách
prut je vyznaen zpsob namáhání prut (šipky sm
ujĂ­cĂ­ do stynĂ­ku znaĂ­
tlakovou osovou sílu v prutu, zatímco šipky sm
ujĂ­cĂ­ od stynĂ­ku znaĂ­ taho-
vou osovou sílu psobící v prutu). Tlaené meridiánové pruty se do styník
p
ipojují kontaktem (zapuštním). Tažené rovnobžkové pruty se spojují zalo-
menou pásovou ocelí s nava
enými ozuby, které p
enášejí celý úinek tahu. Pro
p
ipojení diagonál se používají hmoždinky typu Bulldog zalisované do d
eva
prut. Diagonály jsou ásten kampované s meridiánovými nárožníky. Do
soustavy je t
eba vložit ješt sekundární nosné prvky – mezilehlé krokve, p
Ă­-
padn i vazniky, ve vzdálenostech 0,8 až 1,2 m, které spolu s bednním vy-
tvo
í plochu kopulovitého mnohostnu.


D
evné prutové prostorové konstrukce
29

Obr. 3.2 – P
íklad skladebného a konstrukního
ešení d
evné kopule
Schwedlerovy soustavy:
1-meridiánové pruty, 2-rovnobžkové pruty, 3-diagonální pruty, 4-ocelová lo-
žiska, 5-bednní, 6-ocelové p
Ă­loĹľky s nava
enými ozuby, 7-zazubené hmoždin-
ky typu Bulldog, 8-psobení osových sil v prutech soustavy, 9-krytina

P
i navrhování uvedených soustav lze uplatnit i další varianty konstrukního

ešení. Siln namáhané pruty u konstrukcí vtších rozptí lze navrhovat
z lepeného d
eva, p
Ă­poje prut
ešit pomocí ocelových styníkových element,
pro diagonální pruty lze použít také ocelové profily. Nosná vrstva st
ešního
D
evné konstrukce
30
plášt se ukládá na hlavní nosné pruty soustavy, p
ípadn ješt na vložené
krokve a vazniky. Pruty je t
eba dimenzovat na kombinaci namáhání osovými
silami a ohybu.

KonstruknĂ­
ešení dalších prutových soustav (Obr. 3.3) je analogické jako
u soustavy Schwedlerovy, uspo
ádání prut je však odlišné. asto používaná
Fpplova soustava je charakteristická tím, že styníky neleží na stejném meri-
diánu, ale jsou v každém pat
e posunuty o polovinu délky p
Ă­hrady. Poet stran
Fpplovy kopule má být nepravidelný (pdorys lichoúhelníkový). P
i pravidel-
ném potu a stejné velikosti stran se konstrukce stává kinematicky neuritou a
citlivou na nesymetrická zatížení (snhem a vtrem). Pruty Schwedlerovy a
Fpplovy soustavy propojují styníky, které jsou umístny na sférické ploše.
Pruty geodetické kopule (pvodce R.B. Fuller) jsou umístny na kružnicích,
geodetických liniích koule.



Obr. 3.3 – Základní typy prutových kopulí:
a-žebrová kopule s radiálními obloukovými žebry, b-Schwedlerova kopule, c-
F
pplova kopule, d-Fullerova geodetická kopule
3.2 Devné žebrové kopule a klenby
V praxi nejrozší
enjší skupinu klenbových a kopulových konstrukcí p
ed-
stavují žebrové kopule a klenby. Základním nosným dílcem žebrových kon-
strukcí jsou ohybov tuhá oblouková nebo rámová žebra, která jsou u kopulí
umístna radiáln, u válcových kleneb zpravidla paraleln. Na tato žebra je
uložena nosná vrstva st
ešního plášt, která mže být též využita jako souást
hlavního nosného systému konstrukce.

Základním nosným prvkem žebrových kleneb jsou oblouková žebra, na
která se p
ipojuje nosná vrstva st
ešního plášt tvo
ená obvykle bednním nebo
panely. Žebra zak
iveného tvaru lze vyrobit v podstat dvojím zpsobem, a to
jako prvky lepeného pr
ezu nebo jako prvky sestavené ze soubžných profil
desek i fošen spojovaných mechanickými spoji (na principu oblouk de 
Orme). Pro konstrukce vtších rozptí je nutné použít žebra z lepeného lamelo-
vého d
eva nebo vrstveného d
eva.
D
evné prutové prostorové konstrukce
31

Obr. 3.4 – D
evná žebrová klenba:
a-architektonická studie st
echy, b-geometrické schéma výpotového modelu,
c-skružová oblouková žebra, d-pr
ez žeber sestavený ze dvou fošen



Obr. 3.5 – Realizovaná konstrukce typu žebrové klenby pro zast
ešení školní
budovy v Brn Sobšicích, r. 1995 (architektonické
ešení Doc. Ing.arch. M.
StehlĂ­k, CSc., d
evná nosná konstrukce Doc. Ing. B. Straka, CSc.)

Na Obr. 3.4 a 3.5 je uveden p
íklad použití žebrové klenbové konstrukce pro
zast
ešení školní budovy. Klenba ponechává vnit
nĂ­ prostor volnĂ˝ pro vyuĹľitĂ­
podkroví. Žebra jsou po obvod podep
ena na ocelové pozednici, která je
D
evné konstrukce
32
ukotvena do betonového vnce nadezdívky. Pomocí skružových žeber
s mechanickými spoji lze navrhovat i další systémy menších rozptí, zejména
menší kopule a bán.

Výhodou lepených žeber je vyšší únosnost umožující navrhovat konstruk-
ce velkých rozptí a rzných geometrických tvar. Výhodou žeber
s mechanickými spoji je snadná výroba v bžn vybavených d
eva
ských fir-
mách.

Žebrové kopule s radiáln uspo
ádanými obloukovými žebry pat
Ă­
k nejvíce používaným konstrukcím pro zast
ešení kruhových pdorys. Nevý-
hodou p
íhradových kopulí (odst. 3.1) ve srovnání s žebrovými je zejména vel-
kĂ˝ poet p
ípoj, které je nutné provádt v místech spojování prut a z toho
vyplývající vtší deformace vlivem poddajnosti spoj. Pro konstrukce st
ed-
ních a vtších rozptí je nutné navrhovat žebra lepeného pr
ezu, p
Ă­padn Ĺľeb-
ra p
íhradová. Žebra menších kopulí mohou být konstruována ze skružových
oblouk s mechanickými spoji, podobn jak bylo uvedeno u žebrových kleneb.


Obr. 3.6 – Konstrukní schéma žebrové kopule planetária v Brn, realizace r.
1987 (d
evná nosná konstrukce Doc. Ing. B. Straka, CSc., Ing. P. Kristián)

Typickým p
íkladem žebrové kopule je konstrukce zast
ešení planetária v
Brn tvo
ená šestnácti lepenými obloukovými žebry, ocelovým lucernovým
prstencem a lehkými ocelovými p
íhradovými ztužidly vloženými do ty
seg-
mentových polí (Obr. 3.6). Konstrukce byla postavena v r.1987. Lepená oblou-
ková žebra jsou podep
ena na betonovém patním prstenci a ve vrcholu k lucer-
D
evné prutové prostorové konstrukce
33
novému prstenci. Ocelový lucernový prstenec umožuje, krom p
ipojenĂ­ Ĺľe-
ber, také uložení konstrukce lucernové nástavby. Tuhost kopule proti rotaci
kolem svislé osy byla zabezpeena ocelovými p
íhradovými ztužidly p
ipoje-
nými k lepeným obloukm. Pomocí táhel z kruhové oceli bylo umožnno také
urovnání žeber do p
edpokládané polohy p
i montáži. Žebra jsou podep
ena na
betonovém vnci prost
ednictvím ocelových ložisek epovým spojem.



Obr. 3.7 – Hlavní konstrukní detaily žebrové kopule planetária v Brn:
p
ipojení lepených obloukových žeber k lucernovému prstenci a k patkám po-
mocí epových spoj

Pro výpoet uvedených soustav je t
eba vytvo
it odpovídající prostorové
modely. Návrh optimálního potu žeber je u konstrukcí tohoto typu významný
s ohledem na pot
ebné dimenze nosných prvk a vzhledem k finanním nákla-
dm na výrobu a montáž. P
i volb menšího potu žeber se nep
Ă­zniv projevĂ­
velká osová vzdálenost žeber na dimenzích nosných prvk st
ešního plášt.
Návrhem vtšího potu žeber se sice dosáhne zmenšení pr
ezu Ĺľeber a nos-
ných prvk st
ešního plášt, ale narstá poet p
Ă­poj a mohou nastat obtĂ­Ĺľe p
i
montáži žeber do lucernového prstence. Obecn je pro návrh žeber rozhodující
namáhání tlakovou osovou silou a ohybem. Štíhlost obloukových žeber je u
kopulovitých konstrukcí pomrn vysoká, zpravidla je ly ‡ 145, takže vliv
tlakové osové síly na zvýšení deformací a namáhání prut p
enášejících sou-
asn Ăşinek ohybu je podstatnĂ˝. Stabilita Ĺľeber pro vyboenĂ­ z roviny (klope-
nĂ­) je zabezpeena prost
ednictvĂ­m st
ešního plášt a výztužných prvk.

Hlavní konstrukní detaily, které lze aplikovat i p
i navrhování kopulí vt-
ších rozptí jsou patrné z Obr. 3.7. Lepená oblouková žebra jsou do patních
ložisek i k lucernovému prstenci p
ipojena epovým spojem. Toto
ešení odpo-
vídá p
edpokladu kloubového p
ípoje a osvdilo se i z montážních dvod.

D
evné konstrukce
34
P
íklad žebrové kopule vtšího rozptí s p
íslušnými detaily byl uveden také
na Obr. 2.10.



Obr. 3.8 – P
íklad žebrové kuželové kopule pro skladování sypkých materiá-
l:
a-p
Ă­nĂ˝
ez, b-pdorys, c-charakteristickĂ˝ stynĂ­k:
1-radiální lepená žebra, 2-obvodové pruty, 3-diagonální pruty, 4-krokve, 5-
prostorové styníky, 6-ocelové styníkové prvky, 7-vaznice, 8-násypka, 9-
ocelovĂ˝ lucernovĂ˝ prstenec

D
evné prutové prostorové konstrukce
35
D
evné žebrové kopule kuželového tvaru jsou vhodné pro zast
ešení
skladových objekt pro sypké materiály. P
Ă­klad kopule tohoto typu je na Obr.
3.8. Základní soustava je tvo
ena tuhými p
ímými radiálními žebry lepeného
lamelového pr
ezu, obvodovými a diagonálními pruty a je doplnna o mezi-
lehlé krokve a vaznice, které umožují p
ipojenĂ­ st
ešního plášt. P
Ă­poje prut
ve stynĂ­cĂ­ch jsou
ešeny pomocí ocelových sva
ovaných prvk a šroubových
spoj.
3.3 Devné lamelové kopule a klenby
Mezi efektivní systémy v oboru kovových a d
evných konstrukcí pat
Ă­ la-
melové kopule a klenby, které mohou být použity pro zast
ešení pravoúhlých,
nepravidelnĂ˝ch, kruhovĂ˝ch i mnohoĂşhelnĂ­kovĂ