Stropní konstrukce
20. května 2021
Stropní konstrukce je standardně složena
z fošnových prvků ve formě stropních nosníků ― stropnic.
Ing. Martin Růžička
Stropní konstrukce
Stropní konstrukce je standardně složena z fošnových prvků ve formě stropních nosníků ― stropnic. Šířku stropnice, případně její tloušťku, a vzdálenost stropnic mezi sebou je třeba volit s ohledem na statické požadavky vyplývající se zatížení a rozponu stropní konstrukce.
Prostý nosník je asi nejčastějším statickým reprezentantem v rámci TBF, jakkoli samozřejmě ne jediným.
Z logiky věci musíme nosník nejvíce chránit a opečovávat v místech, kde dostává takříkajíc nejvíce zabrat:
- uprostřed nosníku v horních a dolních vláknech vlivem ohybového namáhání,
- v místě podpor vlivem podporových reakcí a smykového namáhání.
Vzhledem k tomu, že častým představitelem stropního nosníku je tzv. "I" profil, jakýsi výsledek průřezové optimalizace, kde na jednu stranu nic nechybí, ale taky nic nepřebývá, má tento profil téměř nulové rezervy a velice nízký práh rezistence proti nevhodnému použití. Z výše uvedeného vyplývá, že nejcitlivějším místem "I" nosníku je stojina. Jejím úkolem je však i přenos smykového namáhání v místě jeho největší koncentrace, tedy v našem případě nad podporami, v místě podporových reakcí (staticky podobná situace nastane např. v místě osamělých břemen). Ve většině případů je proto potřeba "I" profil, ale někdy i plný profil, v těchto místech vyztužit a zpevnit.
V případě prostého nosníku nebudeme tedy uprostřed mezi podporami přerušovat jeho spodní ani vrchní vlákna a rovněž nebudeme dělat otvory ve stojině v místě podpor (osamělých břemen nebo koncentrovaného zatížení).
Uložení stropní tabule na stěny
Uložení stropní tabule na stěny, svislé konstrukce, je v základním provedení TBF celkem jednoduché a staticky zaručuje dobrý přenos zatížení jak ze stropní konstrukce, tak z vrchní části stavby prostřednictvím stěn vyššího podlaží
Základní způsob uložení stropní tabule však už není příliš výhodný z hlediska tepelně technického, a to především ze dvou základních důvodů:
- představuje nežádoucí tepelný most, vlastní konstrukce stropu a jeho čelní fošna se dostává na stranu exteriéru;
- neumožňuje udržet polohu především parotěsné nebo parobrzdné a zároveň vzduchotěsné roviny na interiérové straně skladby. Navázat tuto rovinu právě v místě stropu na obvodové stěny bývá problematické a vede k náročným a obtížně proveditelným detailům.
Snaha udržet původní základní způsob uložení stropní tabule na svislé stěně a vyřešit zároveň výše uvedené aspekty tepelně technické, vede ke kompromisním řešením.
Panely z vrstveného dřeva (CLT panely - Cross Laminated Timber)
Jsem si vědom, že technologie vrstveného dřeva není typická pro standardní TBF. TBF ho však může dobře integrovat. Umožňuje nahradit standardní fošnový rám prvkem CLT, a to jak v případě stěnového, tak stropního nebo střešního prvku, čímž se otevírají další možnosti uplatnění dřeva v konstrukcích. CLT panely se vyznačují vysokou mírou tuhosti a umožňují překlenout i značná rozpětí při relativně malé výšce průřezu. V rámci jedné stavby tak není problém použít na části standardní fošnový rám a na jiné části panely CLT, pokud se toto řešení ukáže v daném případě jako výhodné.
Spřažení betonové desky s dřevěnými stropními prvky
Další možnou variantou stropní konstrukce jsou spřažené konstrukce ze dřeva a železového betonu, kdy každé materiálové bázi je přiřazena právě ta část namáhání, ve které dominuje - tlak u betonu a tah u dřevěného prvku. Zásadním momentem tohoto typu konstrukce je míra propojení, spřažení dřevěné a betonové části a tím i míra tuhosti a únosnosti celého průřezu. Spojovací spára pak přenáší především smykové namáhání a na jejím návrhu a provedení závisí fungování celku.
Tento typ stropní konstrukce se často využívá u rekonstrukcí, kdy v rámci opravy zůstává po odstranění násypů a ostatních skladeb původní dřevěný stropní prvek a jeho spřažení s novou železobetonovou deskou umožňuje snížit tloušťku původní stropní konstrukce, zvýšit její únosnost a tuhost a zároveň snížit její průhyb. Betonová část může rovněž přispět k většímu akustickému útlumu konstrukce a také k její vyšší požární odolnosti.
Spřažení dřeva a betonu lze použít i ve spojení s masivními panely z vrstveného dřeva, kdy spojujeme dvě desky, dřevěnou a betonovou. I zde platí zásadní podmínka potřebného propojení obou prvků.
U nových staveb se s tímto typem konstrukce můžeme setkat především u vícepodlažních budov i nebytového charakteru, u nichž jsou právě požadavky na požární odolnost a akustiku výrazné a kdy se snažíme rovněž minimalizovat tloušťku konstrukcí. TBF dokáže integrovat i toto řešení a dobře pak využívá jeho předností.
Otvory a prostupy ve stropní konstrukci
Podobně jako děláme okna ve stěnách, potřebujeme často i v rámci stropní konstrukce vytvořit různé otvory, např. pro průchod komínového tělesa nebo pro schodiště. Principy vytvoření otvoru jsou v mnohém podobné jako u okna ve stěně, avšak s tím rozdílem, že přenos zatížení se neděje v rovině rámu, ale ve směru kolmém na rám. Tomu je třeba uzpůsobit jednotlivé styky a spoje.
V případě vrstvených panelů se otvor v panelu vyřízne, nejčastěji už přímo ve výrobě, v souladu se zásadami a konkrétními statickými podmínkami.
Blokování stropních prvků
Jak již uvedeno, bloky používáme především pro zajištění prostorové stability stropnic v místě jejich uložení, podpor, a pak v místě největšího ohybového momentu. V případě bloků je třeba dbát, aby nevystupovaly nad rovinu stropních fošen. Pokud se to stane, je třeba blok uhoblovat. V opačném případě totiž dochází k tomu, že vyčnívající blok podstatně ztěžuje aplikaci stropních desek a může způsobit jejich lokální vyboulení a později nepříjemné a obtížně odstranitelné vrzání. Lze doporučit, aby bloky byly menší šířky, než jsou stropní prvky, anebo aby byly cíleně osazovány cca 5-10 mm pod vrchním lícem stropních prvků. Výjimkou jsou bloky, na kterých se napojují konstrukční desky a které musí být z tohoto důvodů ve stejné úrovni jako stropní prvky.
Čerpáno z knihy Ing. Martin Růžička, Moderní dřevostavba, Praha 2014, s. 17-20.