Přednáška 11 Šikmé střechy

Transkript

1 BH02 Nauka o pozemních stavbách Přednáška 11 Přednášející: Ing. Radim Kolář, Ph.D ÚVOD, POJMY Střecha (též střešní konstrukce) je stavební konstrukce nad chráněným (vnitřním) prostředím vystavěná přímému působení atmosférických vlivů, podílející se na zabezpečení požadovaného stavu prostředí v objektu Skládá se z: nosné střešní konstrukce jednoho či několika střeních plášťů oddělených vzduchovými vrstvami a doplňkových konstrukcí a prvků. Vlivy působící na střešní konstrukce lze rozdělit na: vlivy vnějšího prostředí vlivy vnitřního prostředí a provozu uvnitř budovy střešní plášť nosná konstrukce Ústav pozemního stavitelství 1

2 ÚVOD, POJMY Požadované vlastnosti hydroizolační základní požadavek ochrany tepelně izolační vrstva zajišťující požadovaný teplotní stav vnitřního prostředí, bránící zejména nežádoucímu úniku tepla zobjektu akustické neprůzvučnost vzduchová a kročejová dle typu střechy trvanlivost (životnost) závisí na kvalitě provedení a vlastnostech materiálů a prvků spolehlivost (mechanická, fyzikální) požární, hygienické a ekologické Faktory působící na střechu mechanické a dynamické namáhání střech odolnost vůči zatížení nahodilému (klimatická sníh, voda, vítr), zatížení teplotou (sluneční záření) hydro fyzikální namáhání požadavek je kladen na nepropustnost vody a vlhkosti v kapalném skupenství do střešních prostor vlhkostní stav a režim dosažení příznivého vlhkostního stavu střechy korozní namáhání střech odolnost vůči chemickým, tepelným, biologickým a atmosférickým vlivům ÚVOD, POJMY Střechy dělení dle sklonu (ČSN ) Ploché 0 5 Šikmé 5 45 Strmé více než 45 Ústav pozemního stavitelství 2

3 NÁZVOSLOVÍ SBĚŽIŠTĚ VALBA NÁROŽÍ HŘEBEN ÚŽLABÍ ŠTÍT OKAP Ústav pozemního stavitelství 3

4 DĚLENÍ Tvary sklonitých střešních konstrukcí Pultová Sedlová Polovalbová Valbová Stanová Polovalbová Mansardová Pilová DĚLENÍ Krovové konstrukce podle systému nosné soustavy Tradiční soustavy krovů Hambalková soustava Vlašská soustava Ardantova soustava Soustava věžních krovů Vaznicové soustavy soustava plných vazeb sedlových střech soustava valbových a polovalbových střech soustava mansardových střech soustava pultových soustava stanových střech soustava pilových střech Novodobé nosné soustavy kombinovaná soustava novodobá hambálková soustava vazníkové soustavy Ústav pozemního stavitelství 4

5 Tradiční soustavy krovů HAMBALKOVÁ SOUSTAVA Hambalková soustava tvoří ji trojúhelníky skládající se z krokví a vodorovných výztuh hambalků vzdálenost vazeb 0,9 1,2 m, každá vazba je vazbou plnou podélné ztužení tvoří ztužidla v rovině střešního pláště šikmo přibitá prkna u této soustavy je důležité zachycení značných vodorovných sil v místě osedlání krokví nad stěnou: Ocelové kotvení,v případě užití stropnice tesařskými spoji Bez stropnice krokev hambálek Se stropnicí ocelové kotvení námětek stropnice Ústav pozemního stavitelství 5

6 HAMBALKOVÁ SOUSTAVA Vaznicová soustava základním nosným prvkem je vodorovný trám VAZNICE zatížení ze střešního pláště nesou krokve, které jsou podporovány vaznicemi a pozednicemi vaznice jsou podepřeny ve vzdálenostech max až 4500 mm sloupky tzv. plnými vazbami 1. krokve 2. vaznice 3. pozednice 4. sloupky Ústav pozemního stavitelství 6

7 Vaznicová soustava zatížení střešní plochy přenese přes krokve, vaznici, sloupky a vzpěry do vazného trámu vodorovné síly přenáší kleštiny, aby celá konstrukce krovu vyvozovala jen tlaky svislé mezi jednotlivými plnými vazbami jsou tzv. vazby prázdné neboli jalové, v nichž jsou krokve vynášeny pouze vaznicí vzdálenosti jednotlivých vazeb se běžně pohybují kolem 0,8 m, max. 1,2 m 1. krokve 2. vaznice 3. pozednice 4. sloupky 5. šikmé vzpěry 6. vazný trám 7. kleštiny horní a dolní 8. pásky Krokve šikmé prvky, které jsou osedlány na vaznice, osová vzdálenost krokví se pohybuje od 0,8 do 1,2 m. krokve přenáší zatížení od střešní krytiny, klimatického, příp. jiného zatížení vzdálenost krokví od štítu maximálně 300 mm Vaznice vodorovné prvky, které jsou podporovány vplných vazbáchsvislým nebo šikmým sloupkem a pásky u štítu je vaznice uložena na štítové stěně pokud je nosná (tl. 300 mm a více) nebo na nosných pilířích. Vzdálenost od nosného štítu kprvní plné vazbě krovu je maximálně přes 3 krokvová pole, max m u nenosného štítu se první plná vazba umísťuje zpravidla přes jedno krokvové pole (1,0 m) Ústav pozemního stavitelství 7

8 Vaznice může být podle polohového umístění v krovu Pozednítzv. pozednice plně uložené na obvodové stěně objektu, vždy kotvené do stropní konstrukce, nadezdívky nebo ŽB věnce po 1,0 2,0 m(dle typu kotvení) Střední umístěné mezi okapem a hřebenem střechy Vrcholové nebo hřebenové umístěné v hřebeni krovu Sloupky jsou začepovány do vaznic, přenášejí svislá zatížení do vazných trámů, příp. nosných zdí (vyjma věšadlových) Pásky mezi vaznicí a sloupkem je do obou prvků začepovaný šikmý prvek, tzv. pásek. spolupůsobí při přenášení zatížení do sloupků, zkracují rozpětí vaznic zajišťují podélnou tuhost vaznicových soustav Šikmé vzpěry jsou začepovány do sloupku a vazného trámu, spolupůsobí při roznášení zatížení ztužují plnou vazbu v příčném směru Ústav pozemního stavitelství 8

9 Vazné trámy uloženy na obvodových zdech přenáší zatížení do svislých konstrukcí vazný trám může být součástí stropní konstrukce, příp. nemusí být vůbec (moderní krovy) Kleštiny základní prvek příčného ztužení, svazují vaznice, sloupky a krokve v plných vazbách do vaznic se osedlávají nebo kampují, do krokví a sloupků se upevňují ocelovými svorníky osazují se vždy ve dvojici v místech vaznic dolní, horní (střední), vrcholové Soustava plných vazeb sedlových střech Plné vazby dle typu a polohy sloupků jsou navrženy jako: 1. stojatá stolice 2. ležatá stolice 3. kombinovaná stolice 4. věšadlo a vzpěradlo Ústav pozemního stavitelství 9

10 1. Stojatá stolice Vzdálenost od podpory krokve (střední vaznice) kvolnému hřebeni se doporučuje max. 2,5 m Vzdálenost krokví mezi podporami se doporučuje max. 4,5 m. Volný konec krokve přesahující pozednici se doporučuje max. 1,5 m. Stojatá stolice sedlová dvojitá pro sedlovou střechu s rozponem 7 12 m 1. Stojatá stolice Stojatá stolice sedlová jednoduchápro sedlovou střechu s rozponem 6 8 m Stojatá stolice sedlová trojitápro sedlovou střechu s rozponem m Ústav pozemního stavitelství 10

11 2. Ležatá stolice Ležatá stolice jednoduchá s rozponem 5 8 m Ležatá stolice dvojitá s rozponem 8 10 m, varianta bez pozednic 3. Kombinované stolice Ústav pozemního stavitelství 11

12 4. Věšadlové a vzpěradlové stolice užívají se při větších rozpětích krovů, kdy je nutno odlehčit dlouhý vazný trám, jenž je na věšadle zavěšen věšadlem je sloupek, který působí jako táhlo vynášející vazný trám. Efektu je dosahováno doplněním rozpěry do plné vazby kotvení sloupku k trámu je zajišťováno spojem přenášejícím tah (skoba) vzpěradlo (šikmá vzpěra) vzpírá rozpěru Stojatá stolice s dvojitým věšadlem rozpěra vzpěradlo věšadlo skoba Valbové a polovalbové střechy vaznice vytvářejí tzv. vaznicový věnec krokve jsou uloženy na tzv. nárožní krokvi Ústav pozemního stavitelství 12

13 Valbové a polovalbové střechy Řešení sběžiště Nárožní krokve Nárožní krokve je také nutné zajistit kleštinami do sloupků pod rohy vaznic, musí však mít větší průřez než běžné krokve, protože se musí seříznout do dvou střešních ploch (pětiúhelníkový průřez) a také proto, že jejich délky jsou větší než délky běžných krokví Valbové a polovalbové střechy Konstrukční pravidla: rohy vaznicového věnce jsou podporovány svislými sloupky valbové vaznice s délkou větší než 4,5 m se uprostřed podporují sloupky Ústav pozemního stavitelství 13

14 Vikýře Soustavy mansardových střech pro plné vazby mansardových střech je možno použít všechny druhy stolic střech sedlových existuje dvojí způsob uložení krokví na římsové vaznici těsně u sebe ve dvou rovinách (A) nad sebou vzájemně přeplátované (B) (A) (B) Ústav pozemního stavitelství 14

15 Soustavy mansardových střech DETAIL D1 D1 Soustavy pultových střech nutné je zajistit zachycení šikmých tlaků zejména na hřebenový štít z tohoto důvodu se hřebenová vaznice neklade na zdivo, ale na sloupky Ústav pozemního stavitelství 15

16 Soustavy pilových střech pilová střecha se skládá ze sedlových střech s nestejnými sklony každá vazba je plná, podepřená v místě střešního okapu sloupkem konstrukce pilových střech zabezpečuje dobré osvětlení a odvětrání vnitřních prostor v minulosti se používaly k zastřešení průmyslových budov TRADIČNÍ SOUSTAVY KROVŮ Krov se zkráceným trámem, tzv. bačkora Ústav pozemního stavitelství 16

17 TRADIČNÍ SOUSTAVY KROVŮ Vlašská soustava zatížení střechy zde nenesou krokve kolmé k okapu, ale krokve vodorovné s okapem vazničkypo vzdálenosti cca 1,0 m vlašská soustava je dnes už zastaralá, používala se pro malé sklony střech a pro větší rozpětí. vzdálenost plných vazeb 4,0 5,0 m její způsob podporování vodorovných krokví plnými vazbami, které se označují jako vazníky, se stal konstrukčním principem soudobých příhradových soustav Ardantova soustava vychází z principu vzpěr a věšadel, horizontální síly v úrovni pozednice zachycuje ocelové táhlo Pro zastřešení větších rozponů 20 m a více TRADIČNÍ KROVY Spoje tradičních krovů tesařskými hřebíkovými vrutovými svorníkovými a kolíkovými Většinou se provádí kombinace spojů (např. tesařské spoje doplněné hřebíky a svorníky). osedlání plátování čepování Ústav pozemního stavitelství 17

18 TRADIČNÍ KROVY Spoje tradičních krovů kampování přeplátování Novodobé soustavy krovů Ústav pozemního stavitelství 18

19 ÚVOD Proč navrhovat novodobé krovy? využití obestavěného prostorupod nosnou konstrukcí krovu pro vytvoření obytného podkroví (byty, místnosti, kanceláře). konstrukce krovu to musí umožnit s minimálním počtem konstrukčních prvků. komplikací v tradičních krovových soustavách přinášejí tzv. plné vazby s vaznými trámy, sloupky, šikmými vzpěrami a pásky. Novodobé nosné soustavy střech je možno rozdělit do tří základních: hambalkové soustavy vaznicové soustavy vazníkové soustavy NOVODOBÉ KROVY-ÚVOD 1. Hambalkové soustavy odvozené nejčastěji z hambalkové soustavy je konstrukčně nejjednodušší vytváří nejvýhodnější podmínky pro využití obestavěného podkrovního prostoru současně vyvíjeny systémy zajištění podélné tuhosti krovu, protože novodobé krokevní soustavy neobsahují žádné podélné konstrukční prvky užívají se zejména při výstavbě rodinných domů s obytných podkrovním prostorem do rozponu zhruba 10 m OMEZENÍ: nelze vytvářet půdorysy tvaru L, vikýře, apod. složitější konstrukční prvky pro krovy malých rozpětí, nejčastěji pro rodinné domy únosnost krovu je maximální při umístění hambalku ve 2/3 výšky krokve mezi výhody patří vytvoření podkrovního prostoru zavětrování se provádí v rovině hambalku a v rovině krokví nad hambalkem Ústav pozemního stavitelství 19

20 NOVODOBÉ KROVY 2. Vaznicové soustavy zjednodušení tzv. plných vazeb (zejména vypuštění vazných trámů, využití pouze vrcholových nebo mezilehlých a pozedních vaznic) zesílení podpor (dříve nazývaných plné vazby) a minimalizace jejich počtu (např. využitím obvodových a středních dělicích stěn, případně schodišťových stěn) využití staticky velmi únosných vaznic (lepené dřevo, I nosníky z materiálů na bázi dřeva, ocelové prvky apod.), tj. umožnění zvětšení volného rozpětí mezi podporami omezení využití do rozponu asi 12 m (při větších rozponech jsou výhodnější jiné konstrukční soustavy). NOVODOBÉ KROVY 2. Vaznicové soustavy Ocelové prvky v krovu Novodobá konstrukce krovu při využití podkroví Ústav pozemního stavitelství 20

21 NOVODOBÉ KROVY 3. Vazníkové soustavy určeny pro střechy středního a velkého rozpětí s malým sklonem vazníky jsou o plnostěnné o příhradové o vylehčené otvory materiály o dřevěné o ocelové o železobetonové Prostorové schéma vazníkové soustavy NOVODOBÉ KROVY 3. Vazníkové soustavy Ústav pozemního stavitelství 21

22 NOVODOBÉ KROVY Krovy z lepeného dřeva NOVODOBÉ KROVY-ÚVOD Spoje novodobých krovů Novodobé spojovací prostředky, které jsou v současné době téměř kovové (spojovací prostředky na bázi plastických hmot a kompozitních materiálů jsou dosud ve stádiu vývoje), lze zjednodušeně rozdělit do několika skupin výrobků a systémů: kovové přípojné prvky BMF kovové zalisované styčníkové desky (GANG-NAIL, MiTek, BOVA) samovrtné kolíky vkládané styčníkové plechy kovové spojovací desky s navařenými kolíky spojovací systém NHT Ústav pozemního stavitelství 22

23 NOVODOBÉ KROVY-ÚVOD Spoje novodobých krovů Styčníková deska Skrytý trámový spoj Střešní plášť nenosná konstrukce Ústav pozemního stavitelství 23

24 STŘEŠNÍ PLÁŠŤ FUNKCE chrání objekt střechy před atmosférickými vlivy, ale většinou není vodotěsná je tvořen krytinou a doplňujícími vrstvami pod ní Krytina šikmých střech dle materiálu skládaná keramická skládaná betonová břidlicová přírodní kámen vláknocementová (šablony, vlnité desky) plechová profilovaná, hladká asfaltový šindel dřevěný šindel došky sláma, rákos STŘEŠNÍ PLÁŠŤ Skládaná tašková krytina Sklon je odvislý od druhu střešní krytiny Nejmenší dovolený bezpečný sklon jednotlivých střešních krytin Za určitých podmínek lze bezpečný sklon snížit Ústav pozemního stavitelství 24

25 STŘEŠNÍ PLÁŠŤ Skládaná tašková krytina Skládaná z jednotlivých maloplošných prvků rovinných nebo tvarovaných Dle materiálu keramická, betonová, skleněná, plastová. Uložení na střešní latě ve vzdálenosti dle druhu krytiny Kladení od spodu na vrch, řady s přesahem. Sklon nad 60 nutno tašku kotvit STŘEŠNÍ PLÁŠŤ Skládaná tašková krytina Krytina příklad keramická taška bobrovka dvojitá Ústav pozemního stavitelství 25

26 STŘEŠNÍ PLÁŠŤ Skládaná tašková krytina Krytina příklad keramická taška prejzová krytina STŘEŠNÍ PLÁŠŤ Skladba šikmých střech horní část střechy je doplněna, dle typu střešní skladby, těmito vrstvami: tepelně izolační parotěsná vrstva parozábrana pojistná hydroizolační vrstva podhledová (dle požadavků) střešní krytina bez tepelné izolace střešní plášť s tepelně izolační vrstvou pod krokvemi Ústav pozemního stavitelství 26

27 STŘEŠNÍ PLÁŠŤ Skladba šikmých střech šikmé střechy lze provádět jako dvouplášťové nebo tříplášťové kdy jsou jednotlivé pláště odděleny větranou vzduchovou vrstvou dvouplášťová střecha s TI přes celou výšku krokví tříplášťová střecha s TI nevyplňující celou výšku krokví STŘEŠNÍ PLÁŠŤ Skladba šikmých střech parotěsná vrstva (parozábrana) brání prostupu vodních par do konstrukce a tím omezuje podmínky kondenzace ve střešním souvrství parozábrana se má navrhovat co nejblíže k vnitřnímu prostředí, avšak bez nebezpečí její perforace. střešní plášť s TI nad krokvemi střešní plášť s TI mezi a pod krokvemi Ústav pozemního stavitelství 27

28 STŘEŠNÍ PLÁŠŤ Plechová krytina klempířský prvek Materiál plech měděný, pozinkovaný plech, poplastovanýplech, titanzinkovýplech Tloušťka plechu cca 0,7 mm. Šířka tabule mm. Použité druhy drážek jsou odvislé od sklonu střešní roviny. Kotvení plechů pomocí příponek. STŘEŠNÍ PLÁŠŤ Plechová krytina - klempířský prvek Kotvení plechové krytiny hladké u dvojitých podélných drážek Ústav pozemního stavitelství 28

29 STŘEŠNÍ PLÁŠŤ- odvodnění Odvodnění šikmých střech Odvod vodyz každé střešní roviny do okapních žlabů(vodorovný) a následně odvodním potrubím svodemdo kanalizace. Průměr je odvislý od odvodňované plochy, min. 100 mm. Materiál plech měděný, pozinkovaný plech, poplastovanýplech, titanzinkový plech, plastové okapy, hliníkové okapy, barvené pozinkované. Žlabové háky připevněné ke krokvi (z pásoviny 25 x4mm) STŘEŠNÍ PLÁŠŤ - odvodnění Okapové systémy Zdroj: Ústav pozemního stavitelství 29