Pozemní stavitelství IV.

CÍLE KAPITOLY

Cílem kapitoly je:

1. Osvojit si rozdělení vazníků podle jejich geometrie.

2. Osvojit si rozdělení vazníků podle materiálu. Dále pak jejich výhody a nevýhody.

RYCHLÝ NÁHLED DO PROBLEMATIKY KAPITOLY

Co je v kapitole důležité.

1. Rozdělení vazníků podle jejich geometrie.

2. Rozdělení vazníků podle materiálu. Jejich výhody a nevýhody.

ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU

Na prostudování kapitoly bude třeba asi 4 hodiny.

KLÍČOVÁ SLOVA KAPITOLY

Vazníky, vazníky ocelové, vazníky dřevěné, vazníky železobetonové, vazníky z předpjatého betonu, geometrie vazníků

Vazníkové střešní konstrukce se navrhují u střech se středním a velkým rozpětím a s malým sklonem. Navrhují se tehdy, jestliže ze statických důvodů již není možno použít prutových nebo deskových prvků (např. ocelových či dřevěných nosníků, železobetonové desky apod.). Mezi vazníkové konstrukce patří také prostorové příhradové konstrukce deskového tvaru (tzv. příhradové desky).

Výhody:

- vzhledem ke svým rozpětím se jedná o konstrukce relativně lehké,

- jednoduchá výroba i montáž,

- vhodné pro typizaci a prefabrikaci,

- vyvozují svislá zatížení podpor

Nevýhody:

- použitelné pro jednoduché tvary půdorysů,

- použitelné pouze pro pultové a sedlové střechy se štíty,

- při větších roztečích vazníků je složitější vytvoření střešního pláště.

Rozdělení:

1. Podle tvaru horního a dolního pásu:

a) přímopásové

Obr. 10. 1: Přímopásové vazníky: a - s horním pásem rovným, b - s horním pásem šikmým

b) se zalomenými pásy (v jednom, dvou či více bodech):

- horním,

- dolním,

- oběma.

Obr. 10. 2: Vazníky se zalomenými pásy: a, b - horním, c - dolním, d - oběma

c) se zakřivenými pásy (např. parabolické, dvojparabolické, čočkovité, srpovité)

Obr. 10. 3: Vazníky se zakřivenými pásy: a - s horním pásem parabolickým, b - s horním i dolním pásem parabolickým (dvojparabolický), c - čočkovitý, d - srpovitý

2. Podle materiálu:

a) dřevěné,

b) železobetonové,

c) z předpjatého betonu,

d) ocelové,

3. Podle konstrukčního řešení:

a) plnostěnné,

b) vylehčené,

c) příhradové.

4. Podle uspořádání vnějších a vnitřních vazeb: (viz [37])

Obr. 10. 4: Některé typy vazníků podle uspořádání vnějších a vnitřních vazeb: a - příhradový nosník, b - příhradový nosník s převislými konci, c - příhradová konzola, d - příhradový trojkloubový nosník

5. Podle uspořádání vyplňovacích prutů: (viz [37])

a) jednoduché:

- trojúhelníkové soustavy kosoúhlé,

- trojúhelníkové soustavy pravoúhlé,

- soustavy polopříčkové.

b) složité:

- soustavy násobné,

- soustavy složené,

- soustavy s přidruženými pruty,

- soustava kosočtverečná (rombická).

Obr. 10. 5: Jednoduché a složité soustavy: a až f - trojúhelníkové soustavy kosoúhlé, g až j - trojúhelníkové soustavy pravoúhlé, k - soustava kosočtverečná (rombická), l - soustava polopříčková, m - soustava násobná, n - soustava složená, o - soustava s přidruženými pruty

c) starší způsob rozdělení:

Obr. 10. 6: Starší způsob rozdělení prutových soustav střešních konstrukcí:

a až c - soustava německá (pruty se sbíhají v jednom bodě),

d až f - soustava anglická (obsahuje vzestupné a sestupné příčky a svislice),

g a h - soustava belgická (má zpravidla pouze šikmé příčky, polovina z nich je kolmá k hornímu pásu),

i až k - soustava francouzská (sestává ze dvou příhradových prvků spojených vrcholovým styčníkem a táhlem. Každý prvek je sám o sobě osově souměrný).

d) některé další typy soustav vhodných pro střešní konstrukce:

Obr. 10. 7: Příklady dalších typů příhradových vazníků vhodných pro nosné konstrukce střech

Rozteč vazníků - vztažná osnova vzdáleností podpor. Závisí na materiálu, rozpětí, konstrukci střešního pláště, konstrukci podhledu.

Typizované vzdálenosti roztečí vazníků: 1,2; 1,5; 3,0; 4,5; 6,0; 9,0 a 12 m.

Vztah vazníků a svislých nosných konstrukcí:

Vazníky mohou být uloženy:

a) na stěnách - musí být proveden železobetonový pozední věnec

b) na sloupech - tzn., že rozteč sloupů i roztečí vazníků,

c) na průvlacích, které jsou uloženy na sloupech.

10. 1 Vazníky dřevěné

Výhody:

- malá hmotnost,

- jednoduchá výroba (je možno je vyrobit i přímo na staveništi),

- možnost zesílení.

Nevýhody:

- pouze pro malé rozteče (u příhradových vazníků cca do 3 m, u plnostěnných cca do 6 m),

- nutný řádný návrh prostorového ztužení a kotvení vazníků,

- hořlavost,

- možnost napadení biologickými škůdci dřeva (dřevokazné houby, dřevokazný hmyz, plísně, hniloba).

Vyrábějí s jako plnostěnné i příhradové. Jsou tvořeny jako soustava prken, fošen, případně hranolů.

Z hlediska technologie mohou být:

a) příhradové vazníky sbíjené,

b) příhradové vazníky lepené,

c) příhradové vazníky s kovovými deskami a prolisovanými trny,

d) příhradové vazníky s ocelovými kolíky,

e) příhradové vazníky spojované svorníky,

f) příhradové vazníky s kovovými hmoždíky,

g) příhradové vazníky s kovovými diagonálami,

h) Hooweho předpjatý příhradový vazník.

Obr. 10. 8: Schéma dřevěného plnostěnného sbíjeného vazníku

10. 2 Vazníky železobetonové a z předpjatého betonu

Výhody:

- velká životnost,

- vyšší odolnost proti požáru (oproti vazníkům dřevěným či ocelovým),

- nevyžadují údržbu.

Nevýhody:

- velká hmotnost - jsou mnohem těžší než vazníky ocelové nebo dřevěné,

- nelze zvýšit jejich únosnost.

Vyrábějí s jako plnostěnné i příhradové.

Obr. 10. 9: Schémata železobetonové plnostěnného vazníku

10. 3 Vazníky ocelové

Výhody:

- relativně malá hmotnost,

- možnost zastřešení velkých rozpětí,

- velká pevnost v tahu,

- možnost zesílení.

Nevýhody:

- nutný řádný návrh prostorového ztužení a kotvení vazníků,

- malá odolnost proti požáru,

- možnost vzniku koroze.

Vyrábějí se jako plnostěnné, příhradové a prolamované

Obr. 10. 10: Schémata ocelového prolamovaného vazníku

Podrobná pojednání o navrhování a statickém řešení jednotlivých vazníků ze dřeva, železobetonu, předpjatého betonu či oceli budou probírána v rámci příslušných předmětů týkajících se dřevěných, ocelových a betonových konstrukcí.

SAMOSTATNÝ ÚKOL

1. U jakých typů střech se vazníky navrhují?

2. Jaké jsou výhody a nevýhody vazníkových střešních konstrukcí?

3. Jak rozdělujeme vazníky podle:

         a) tvaru horního a dolního pásu,

         b) materiálu,

         c) konstrukčního řešení,

         d) uspořádání vnějších a vnitřních vazeb,

         e) uspořádání vyplňovacích prutů?

4. Jaké jsou další typy vazníkových soustav vhodných pro střešní konstrukce?

5. Na kterých svislých nosných konstrukcích mohou být vazníky uloženy?

6. Co víte o vaznících:

         a) dřevěných,

         b) železobetonových a z předpjatého betonu,

         c) ocelových?

SHRNUTÍ KAPITOLY

Po prostudování první kapitoly budete znát:

1. Základní vlastnosti ocelových, dřevěných a železobetonových vazníků.

2. Jednotlivé typy vazníků podle jejich geometrie.