Navrhování dřevěných konstrukcí – druhy materiálů a typy konstrukcí

Opatření proti hnilobě a protipožární ochraně dřevěných konstrukcí musí být zajištěna s přihlédnutím k podmínkám výstavby a provozu konstrukce.

Hlavním opatřením ochrany proti hnilobě ve stavebnictví je zajistit, aby dřevěné díly byly po celou dobu výstavby a provozu udržovány ve vzduchosuchém stavu. Pokud není možné dřevo spolehlivě ochránit před všemi možnými druhy vlhkosti (včetně kondenzace) pomocí konstrukčních opatření, je nutné použít chemická opatření proti hnilobě (antiseptické ošetření dřevěných prvků).

Dřevo a přípustná napětí

1. Při navrhování dřevěných konstrukcí je nutné vzít v úvahu (dle údajů zákazníka) reálné možnosti použití řeziva určitého druhu, jakosti, vlhkosti, sortimentu atd. Dřevo cenných druhů, jako je dub, by mělo být použito pouze na drobné díly (hmoždinky, drážky) a pouze v případech, kdy cenné druhy nelze nahradit běžným řezivem, aniž by byla ohrožena kvalita dřeva.
2. Při navrhování typových konstrukcí je nutné počítat s tím, že jejich výstavba bude realizována v různých oblastech a za různých výrobních podmínek. V souladu s tím by měly být vypracovány možnosti projektu, které stanoví různé: podmínky pro výrobu konstrukce; druh, kvalita a vlhkost dřeva; výrobní zakázka (v továrně nebo na stavbě) atd.
3. Při zpracování projektu je nutné se řídit danými pokyny N a TU pro navrhování dřevěných konstrukcí z hlediska materiálů a dovoleného namáhání.

Použité materiály

1. Pro použití v dřevěných konstrukcích je povoleno řezivo a kulatina, která co do sortimentu a kvality dřeva vyhovuje požadavkům příslušných OST. Bez ohledu na druh použitého dřeva není povolena hniloba, červotoč, uvolněné a tabákové suky.

2. Podle vlhkosti, vztažené k hmotnosti dřeva v absolutně suchém stavu, se řezivo dělí na:

• a) sušit na vzduchu s vlhkostí od 10 do 18 %;
• b) polosuché s vlhkostí vyšší než 18 až 23 %;
• c) syrové s obsahem vlhkosti nad 23 %

Dřevo určené pro chráněné stavby musí být zpravidla sušeno na vzduchu.

Pro části konstrukcí umístěných ve vodě by mělo být použito surové dřevo.

3. Vypočtená objemová hmotnost dřeva je převzata z tabulky.

Objemová hmotnost dřeva v kg/m3
suché na vzduchu
Larch
Smrk, cedr, kavkazská jedle, borovice jakutská a poloostrov Kola
Jedle uralská a sibiřská
Opadavý
Bříza a buk

Kvalitní stavební materiály lze zakoupit u společnosti Lesrezerv.

Obecné informace o výběru typů provedení

1. Dřevěné konstrukce by měly být navrhovány zpravidla s důrazem na maximální mechanizaci všech procesů přípravy prvků, montáže a instalace s přihlédnutím k výrobním možnostem stavební organizace.

Je nutné usilovat o použití montovaných konstrukcí, které umožňují přenesení všech operací na jejich výrobu do továrního nebo mechanizovaného stavebního dvora. Jednotlivé díly prefabrikovaných konstrukcí by měly být navrženy tak, aby byly co nejkompaktnější a přepravitelné.

Při navrhování konstrukcí, které neumožňují plně centralizovanou tovární výrobu, je nutné počítat s možností převodu alespoň některých jejich částí a prvků do výrobní haly.

2. Prefabrikované konstrukce zahrnují:

• a) Designy, které lze rozdělit na malý počet různých typů prvků, což umožňuje soustředění největšího počtu operací pro jejich přípravu v dílně a snadnou montáž. Do této skupiny patří: kov-dřevěné velkopanelové vazníky z masivních dřevěných prvků a kovových vazníků; kruhové mřížkové klenby; vazníky na hladké kroužkové klíče a některé další.
• b) Konstrukce, které lze rozdělit na velké části – trojkloubové oblouky ze dvou tuhých nosníků nebo vazníků a vazníku; vazníky spojované z malého počtu velkých kompaktních dílů apod. Dílně vyráběné díly konstrukcí montovat na místě pokud možno bez dodatečného zpracování.
• c) Trámy a vazníky malých rozpětí, jejichž výroba je kompletně dokončena v dílně; Na staveništi se provádí pouze montáž hotových konstrukcí.

Při navrhování prefabrikovaných konstrukcí je třeba vzít v úvahu požadavky na pohodlí a bezpečnost při přepravě, skladování a instalaci.

3. Pokud musí výroba konstrukcí probíhat převážně na staveništi, doporučuje se použít takové jejich typy, které by byly se sníženou (ve srovnání s tovární) přesností výroby zcela spolehlivé, jako jsou segmentové vazníky a oblouky z nich vyrobené, vazníky na čelních zářezech, sbíjené trámy s příčnou stěnou apod.

V dlouhých natažených prvcích (kravaty, kravaty, věšáky) se doporučuje použít kov (kromě případů, kdy jsou konstrukce umístěny v místnostech s vysokou teplotou).

4. Při návrhu dřevostaveb je nutné detailně vypracovat obvodové díly, zajišťující co nejrychlejší uzavření konstrukce při její výstavbě, především střechou.

5. Střechy vytápěných budov by měly být přednostně uspořádány s přístupným větraným podkrovím a zavěšeným izolovaným stropem.

Přímé ostění stropů na spodní pasy vazníků a jiných nosných konstrukcí o rozponu větším než 6 m je zakázáno Izolace zavěšeného podhledu musí být umístěna ve vzdálenosti cca 10 cm od spodní hrany konstrukce. Všechny jednotky a nosné části konstrukcí musí být otevřené a přístupné pro kontrolu, utahování upevňovacích prvků atd.

6. Konstrukce, které nejsou chráněny před povětrnostními vlivy, by měly být přednostně vyrobeny z masivních prvků průřezu – trámů, kulatiny. Nedoporučuje se používat prkenné konstrukce z nekreosotovaného dřeva, zejména ty s prvky v podobě masivních prkenných balíků, masivních prkenných příčných stěn apod. Kvůli nebezpečí zatékání vody do spár mezi prvky a obtížnosti rychlého vysychání jsou takové konstrukce vysoce deformovatelné a nebezpečné z hlediska hniloby.

Při navrhování nechráněných konstrukcí by měly být mezi prvky (mimo spárovací zónu) vytvořeny speciální mezery, aby se usnadnilo vysychání konstrukce a také alespoň místní pokrytí nejkritičtějších částí – uzlů, spojů atd. – před účinky srážek.

V nechráněných nosných konstrukcích je třeba se vyvarovat použití malých kovových dílů v podobě hřebíků, tenkého plechu a tvarových dílů z něj vyrobených.

7. Použití dřevěných konstrukcí v podmínkách provozní vlhkosti (v průmyslových odvětvích se značným uvolňováním vlhkosti nebo páry, vany, prádelny, sprchy apod.) se nedoporučuje. Je-li nutné použít dřevěné konstrukce ve stanovených podmínkách, jejich návrh a výpočet by měl být proveden s přihlédnutím ke stupni vlhkosti v jednotlivých částech, možnému kolísání vlhkosti a teploty apod., přijetí opatření proti hnilobě dřeva, narušení spojů apod.

8. V místnostech s vysokou teplotou je použití dřevěných konstrukcí povoleno pouze za podmínky, že stanovená teplota v konstrukčních prvcích nepřesáhne 50°.

Je důležité počítat s tím, že v některých případech může dojít vlivem sálavého tepla k zahřátí dřeva na teplotu převyšující teplotu okolního vzduchu, čemuž by se mělo zabránit instalací protipožárních podhledů apod.
Počáteční vlhkost dřeva by měla pokud možno odpovídat jeho stabilní (rovnovážné) vlhkosti za následných provozních podmínek teploty a vlhkosti prostředí 1, aby nedocházelo k narušení spojů při smršťování. Použití polosuchého dřeva, protože není příliš odolné vůči vysokým teplotám, není povoleno.

Vzhledem k vysokému koeficientu lineární roztažnosti kovu je třeba se vyvarovat použití dlouhých kovových prvků v konstrukcích (za podmínek vystavení vysokým teplotám) – vazníků, výztuh atd., a pokud jsou použity, je třeba neutralizovat účinek vysokých teplot tím, že se podpěry stanou pohyblivými a jinými způsoby.

Pro požární ochranu dřevěných konstrukcí se doporučuje jejich nátěr nebo impregnace speciálními protipožárními hmotami, jejichž účinek je dlouhodobě ověřen v praxi. Doporučuje se také stavět konstrukce z masivních prvků ve formě trámů nebo klád. Mezery mezi nosníky a deskami by měly být po celé délce vyplněny průběžnými distančními podložkami, pokud možno zabroušením vnějších hran prvků a zahlazením vyčnívajících hran.

V případě možného přechodného zvýšení okolní teploty (např. z důvodu poruch v technologickém procesu, při otevírání provozních pecí) se doporučuje instalovat na konstrukce nebo jejich vyčnívající části tepelné ochranné kryty. V takových podmínkách jsou nejvhodnější provedení s hladkými povrchy bez vyčnívajících částí. Použití otevřených systémů typu end-to-end se nedoporučuje.

Vzhledem ke zvýšenému požárnímu nebezpečí dřevěných konstrukcí umístěných v místnostech s vysokou teplotou je nutné při navrhování důsledně dodržovat požadavky požární bezpečnosti.

9. V podmínkách vystavení chemickým činidlům, které jsou bezpečné pro speciálně upravené nebo přírodní dřevo a způsobují korozi kovu, se doporučuje používat dřevěné konstrukce bez obsahu kovů. Patří sem nosníky na talířových hmoždinkách, vazníky na čelních zářezech a dřevěných hmoždinkách, bezkovové kruhové mřížkové klenby (bez kovových spon) atd.

Kovové díly, které nejsou chráněny před korozí, by měly být použity pouze jako montážní (nepracovní) spoje, stejně jako stahovací šrouby, jejichž výměna je v případě potřeby možná bez zatížení konstrukce a nezpůsobí přerozdělení sil v prvcích a jejich spojích.