Zastřešení hal a tělocvičen pomocí dřevěných konstrukcí

Mezi dřevěné konstrukce počítáme nejčastěji krovy a stavby velkoprostorových objektů, především halových systémů. Nové halové systémy se od starších staveb liší nejen použitým materiálem a účelem, kterému slouží, ale především konstrukcí a použitými spoji.

Dřevo bylo vždy ideálním materiálem pro všechny typy střešních konstrukcí, v případě halových objektů ho v minulosti částečně nahradila ocel, ovšem nové technologie zpracování dřeva a spojování jednotlivých konstrukčních částí zvyšují kvalitu i variabilitu těchto konstrukcí, současně dávají architektům mnohem více možností při navrhování především velkoplošných objektů.

Střešní konstrukce s velkým rozpětím

Pro tyto konstrukce lze používat rostlé dřevo, případně díly z lamelového nebo vrstveného dřeva, které mají lepší vlastnosti a navíc je lze také dobře tvarovat. Na celkové působení dřevěných konstrukcí má významný vliv únosnost a poddajnost spojů, u konstrukcí velkých rozpětí jde o základní parametry, jejichž hodnoty jsou pro realizaci té které stavby rozhodující. Pro výběr nosného systému je základním ukazatelem tvar zastřešovaného půdorysu daného objektu a tvar střechy.

Obvyklým půdorysem je obdélník, ovšem především u objektů sportovních či průmyslových hal, výstavních pavilónů, plaveckých či zimních stadionů a podobně se stále častěji setkáváme s nepravidelnými či různě zakřivenými půdorysy a s mnohotvarými střešními plochami.

Typy plnostěnných nosníků

Pro střešní konstrukce se středním či velkým rozpětím jsou využívány plnostěnné a příhradové nosníky jak přímé, tak zalomené či zakřivené. Oba systémy, tedy nosníky plnostěnné i příhradové, jsou pro výše uvedené konstrukce vhodné, záleží však na posouzení všech důležitých faktorů včetně finančních nákladů.

Hlavní plnostěnné nosníky, oblouky i rámy se vyrábějí většinou z lepeného lamelového nebo vrstveného dřeva. Jsou využívány nejen u halových konstrukcí, ale velmi často i v konstrukcích kupolí kostelů, planetárií a podobných staveb.

Plnostěnné nosníky mohou mít průřez konstantní, ve tvaru písmene I nebo průřez truhlíkový. Nejjednodušší plnostěnné nosníky jsou trámy obdélníkového průřezu z rostlého dřeva.

Plnostěnné nosníky z lepeného lamelového nebo vrstveného dřeva

Velmi kvalitním materiálem pro tento účel je lepené lamelové dřevo, které sestává z jednotlivých přířezů, jež jsou k sobě navzájem přilepeny. Do délky jsou přířezy spojovány zubovitým spojem v takzvanou nekonečnou lamelu.

Vzniká kvalitativně stejnorodý materiál, protože možné vady jsou buď vyřezány, nebo překryty sousedními lamelami, které dané místo zpevní. Jde o tvarově stálý, dobře opracovatelný materiál, velkou výhodou je i skutečnost, že lamely lze ještě před slepením ohýbat a vytvářet tak konstrukce rozmanitých tvarů. Nosníky z lepeného lamelového dřeva mohou být pultové, sedlové, zakřivené, vyklenuté nebo konstantního průřezu. Stále častěji je na výrobu plnostěnných nosníků používáno také vrstvené dřevo, jehož základem jsou navzájem slepené a lisované dýhy nebo orientované třísky větších rozměrů. Výhodou je jeho vyšší hustota oproti rostlému dřevu a tím i vyšší pevnost.

Lepené stěnové nosníky

Tyto nosníky mají truhlíkový průřez nebo průřez ve tvaru písmene I. Tvoří je pásy z rostlého nebo vrstveného dřeva a stěny také z prken, fošen nebo z desek na bázi dřeva, nejčastěji vodovzdorné překližky či OSB desky. Všechny prvky jsou k sobě navzájem slepeny. Nosníky se stěnami z jednoduchých prken či fošen jsou vhodné pro rozpětí do 7 metrů. Při rozpětí větším se obvykle stěna zdvojuje. Stěny z materiálů na bázi dřeva jsou vlepeny mezi pásy, u nosníků menších rozpětí jsou vloženy do úkosových drážek v pásech. Zajímavě působí lepené nosníky I průřezu, jejichž stěna je ze zvlněné, na obou stranách zkosené, překližky, vlepené do drážek v pásech, které opisují její tvar. Kromě estetického vzhledu mají tyto nosníky díky zvlnění stěn také vyšší tvarovou tuhost.

Příhradové nosníky, systém Gang-Nail

Ve velké míře jsou u nás používány nosníky příhradové, které lze využívat pro konstrukce v rozpětí až několika desítek metrů. Na jejich výrobu se používá jak dřevo rostlé, tak vrstvené či lepené z lamel. Obvykle jsou podepřeny pouze na svých koncích, mohou však být provedeny například i jako nosníky spojité. Nejčastější jsou nosníky trojúhelníkové či sedlové, případně ve tvaru lichoběžníku nebo přímopásové, výjimkou však nejsou ani oblouky. Pro spojování konstrukcí příhradových nosníků existuje několik systémů. U nás nejpoužívanější je systém spojování nosníků ocelovými styčníkovými deskami o tloušťce 1 až 2 mm s jednostranně prolisovanými trny, nazývaný Gang-Nail. Jde o relativně jednoduchou, rychlou a také finančně úspornou technologii. Nosníky jsou vyráběny z fošnového řeziva, které je ve styčnících oboustranně spojováno zalisováním desek s trny. Touto technologií lze v podstatě vytvořit střechu jakéhokoli tvaru i na velmi složitý půdorys. Určitou nevýhodou je malá požární odolnost nosníků, neboť ocelové prvky nejsou nijak kryté, a také ne příliš estetický vzhled.

Příhradové nosníky, systém MKD

Zhruba od roku 2000 jsou u nás používány příhradové nosníky systému MKD, který je založen na podobném principu, ovšem mnohem propracovanější. Pruty nosníku jsou ve styčnících spojovány ocelovými plechy o tloušťce 10 mm, na nějž jsou v předem daných roztečích navařeny ocelové hřeby obdélníkového průřezu o délce 50 mm. Plechy jsou zalisovány mezi dvě, případně tři vrstvy dřevěných prvků nosníku. Ve styčnících navíc pruty nepřiléhají těsně k sobě, ale je mezi nimi vzdálenost 1 až 2 mm, takže tlakové síly jsou přenášeny také ocelovými deskami a ne jednotlivými dřevěnými pruty. Tento konstrukční systém je velmi efektivní z hlediska statiky a má velkou únosnost, s výhodou je proto využíván pro konstrukce s větším zatížení a s rozpětím až do 50 metrů. Vzhledem k tomu, že jsou ocelové prvky z obou stran chráněny dřevem, je také vysoce požárně odolný. Navíc působí velmi čistě a elegantně, neboť na povrchu nejsou vidět žádné spojovací prostředky. Na rozdíl od předchozího systému lze tedy tyto konstrukce ponechat v interiéru jako pohledové.

Příhradové nosníky s kolíkovými spoji

Vůbec nejdokonalejší technologií spojování prvků příhradových nosníků je systém kolíkových konstrukcí. Pruty nosníku jsou v tomto případě z hranolů vyrobených výhradně z lepeného lamelového dřeva, do jejichž styčníkových konců jsou vloženy ocelové plechy. V nich jsou již připraveny otvory pro vložení ocelových kolíků o průměru 8 až 24 mm. Pokud je to nutné, může být do spoje vloženo plechů více. Kolíkové příhradové konstrukce jsou velmi náročné na přesnost a dokonalé zpracování. Všechny dřevěné prvky, spoje i ocelové plechy jsou vyráběny pomocí výpočetní techniky, což zajistí požadovanou přesnost, a také tuhost spojů. Takto se vyrábějí náročné konstrukce složitých prostorových tvarů o velkých rozpětích. Pro vysokou estetickou úroveň jsou ponechávány vždy viditelné v podhledu.