to get the file

Dřevěné konstrukce
(Doc.Ing.Petr Kuklík,CSc., ČVUT FS,2005)
proces rehabilitace dřevěných konstrukcí na celém světě byl započat jiţ na
přelomu 70. a 80. let 20. století
velké dřevařské firmy zahájily úzkou spolupráci s:
o chemickým průmyslem
 nová lepidla, ochranné prostředky na dřevo, chemické modifikace dřeva
o strojním a elektrotechnickým průmyslem
 stroje a přístroje na třídění řeziva, nové pilařské technologie, počítači
řízené
 sušárny, strojní technologie pro výrobu nových materiálů na bázi dřeva
aktivity komisí světových a evropských organizací
o podíl na výzkumu a technické normalizaci v oboru dřevěných konstrukcí.
K současným trendům v pouţití dřeva patří především:
montované rodinné domy;
vícepodlaţní budovy (bytové domy, administrativní budovy, školy atd.);
lehké střešní konstrukce;
haly pro sportovní a zemědělské účely;
speciální stavby (kostely, reprezentační stavby atd.);
lávky pro pěší a cyklisty.
Nové trendy
konstrukce smíšené ze dřeva, oceli a betonu - úloha dřeva v těchto konstrukcích
není potlačena
kompozitní dřevobetonové stropní konstrukce
zlepšení prostorové tuhosti a poţární odolnosti těchto staveb.
Důvody pro vyuţívání dřeva ve stavebnictví a konstrukcích:
• Pouţívání dřeva napomůţe zachovat pro budoucnost zbývající zdroje
vyčerpatelných surovin.
• Dřevařský průmysl způsobuje relativně malé znečištění ţivotního prostředí, které
je dále redukováno modernizací výrobních procesů.
• Vyvíjeny jsou stále progresivnější technologie třídění a zpracování dřeva,
provádění spojů prvků ze dřeva a materiálů na bázi dřeva a postupy pro navrhování
dřevěných konstrukcí.
• Dřevo můţe spolupůsobit jak s ocelí, tak i s betonem a spoluvytvářet tak
hospodárné smíšené konstrukce.
• Ačkoliv dřevo je zápalné a hořlavé, jeho chování při poţáru je předvídatelné. Větší
dřevěné průřezy mají vysokou poţární odolnost.
• Pro výrobu dřeva a materiálů na bázi dřeva je všeobecně zapotřebí málo energie.
• Dřevo je recyklovatelné, nebo můţe být pouţito jako zdroj energie, který nepůsobí
velké znečištění ovzduší.
Dřevo a materiály na bázi dřeva
Druhy dřevin
1) Dřeviny - jehličnaté a listnaté.
2) Podle tvrdosti - měkké a tvrdé (mezi měkkými a tvrdými dřevinami však není
zcela přesná hranice)
Druhová skladba lesů České republiky bez tzv. holiny (plochy lesů dočasně zbavené
lesního porostu v důsledku těţby dřeva apod.) byla v roce 2000 tato:
-jehličnaté dřeviny 76,5 %:
- smrk
54,1 %;
- jedle
0,9 %;,
- borovice
17,5 %;
- modřín
3,8 %;
- ost. jehličnaté 0,2 %;
-listnaté dřeviny 22,3 %:
- dub
6,4 %;
- buk
6,0 %;
- ost. listnaté
9,9 %.
Jehličnaté dřeviny
 většinou měkké dřeviny nebo tvoří přechod k měkkým dřevinám
 rostou 80 aţ 100 let, dosahují výšky 25 aţ 40 m a průměru kmene aţ 1 m.
Smrkové dřevo
 na dřevěné konstrukce se pouţívá nejčastěji;
 je bílé aţ naţloutlé barvy, mírné smolnaté, s pevně zarostlými suky;
 je poměrně měkké, lehké, pruţné, dobře štípatelné a snadno zpracovatelné;
 je vhodné k lepení;
 v suchu je trvanlivé, ve vlhku rychle hnije.
Jedlové dřevo
 pravidelnost růstu lepší neţ dřevo smrkové;
 náročnější na zpracování;
 je šedobílé barvy, má menší obsah pryskyřice, jeho suky někdy vypadávají;
 je měkké, pruţné, velmi dobře štípatelné, ohebné a nosné;
 je méně trvanlivé neţ dřevo smrkové a borové;
 časem šediví aţ černá.
Borové dřevo
 je poměrně hodně sukovité;
 má načervenalou barvu;
 pro značný obsah pryskyřice je velmi odolné proti vlivům vlhkosti;
 je poměrně křehké a méně pruţné;
 nedoporučuje se pouţívat na konstrukční prvky namáhané ohybem;
 vadou borového dřeva je uvolňování a vypadávání suků;
 borové dřevo se velmi osvědčuje v prostředí, v němţ se střídá sucho a vlhko.
Modřínové dřevo
 je polotvrdé;
 obsahuje značné mnoţství pryskyřice, kterou je rovnoměrné prosyceno;
 je trvanlivé a vzdoruje poměrně dobře střídání sucha a vlhka;
 je světle ţluté barvy, stářím však červená, hnědne a tmavne;
 je velmi pruţné a v minulosti se pouţívalo na krovy velkých rozpětí.
Listnaté dřeviny
 patří většinou do skupiny tzv. tvrdých dřevin;
 rostou 120 aţ 150 let a dosahují výšky 20 aţ 25 m (dub aţ 60 m);
 s průměrem kmene aţ 1,5 m (dub aţ 3 m).
Dubové dřevo
 je ţlutohnědé barvy;
 je tvrdé, pevné, těţké, houţevnaté a trvanlivé;
 má velkou pevnost v tlaku i v tahu;
 je nejvhodnějším dřevem pro výrobu dřevěných hmoţdíků, kolíků, klínů apod.;
 na suchu vydrţí 500 aţ 700 let, ve vodě je jeho ţivotnost prakticky neomezená;
 v porovnání s měkkými dřevinami je dubové dřevo značně odolné proti ohni,
zejména je-li vhodně impregnováno.
Bukové dřevo
 má načervenalou barvu
 je měkčí neţ dřevo dubové a není tak houţevnaté
 je těţko opracovatelné
 není-li vhodně impregnováno, odolává špatně vlivům vlhkosti
 bukové dřevo se pouţívá na výrobu dýh a překliţek.
Dřevo z ostatních druhů listnatých stromů se na dřevěné konstrukce téměř
nepouţívá. Jasan, javor, bříza a lípa se většinou pouţívají na truhlářské a řezbářské
práce.
Struktura dřeva
Dřevo lze charakterizovat
hygroskopický materiál.
jako
organický,
nehomogenní,
anizotropní
a
Struktura jehličnatých dřevin: a - příčný řez, b - radiální řez, c - tangenciální řez, d letokruh, e - tracheidy, f - dvojtečky, g - dřeňový paprsek, h - pryskyřičný kanálek
Struktura listnatých dřevin: a - příčný řez, b - radiální řez, c - tangenciální řez, d letokruh, e - tracheidy, f - tracheje, g - perforace přepáţky tracheje, h - dřeňový
paprsek
Charakteristika jehličnatých dřevin
hlavním skladebným prvkem jsou tracheidy;
tvoří aţ 95 % objemu dřevní hmoty;
jsou to buňky 2 aţ 5 mm dlouhé a 30 aţ 40 m široké;
tloušťka stěn buněk je 2 aţ 3 m nebo 5 aţ 7 m, podle toho, zda jde o buňky jarní,
či letní.
Charakteristika listnatých dřevin
hlavním skladebným prvkem jsou tracheje;
tvoří aţ 75 % objemu dřevní hmoty;
jsou to buňky většinou širší a objemnější neţ ostatní druhy buněk ve dřevě;
jsou zásadně válcovitého tvaru;
tracheje jsou buněčným prvkem, který se vyskytuje pouze u dřeva listnatých dřevin.
Dalším hlavním skladebným prvkem dřeva jsou dřeňové paprsky - pletiva skládající
se převáţně z horizontálně uspořádaných buněk:
 u jehličnatých dřevin tvoří přibliţně 7 % z celkového objemu dřevní hmoty
 u listnatých dřevin přibliţně 18 % z celkového objemu dřevní hmoty.
Chemické sloţení dřeva je u jednotlivých druhů suchých dřevin prakticky stejné
 uhlík 49,5 %, kyslík 44,2 %, vodík 6,1 %, dusík 0,2 %.;
 tyto prvky vytvářejí řadu sloţitých organických látek, z nichţ nejdůleţitější jsou
celulóza, hemicelulózy a dále cukry, lignin
 tzv. extraktivní látky, tj. doprovodné látky, které lze oddělit extrakcí (těkavé
kyseliny, éterické oleje, alkoholy, barviva, minerální sloučeniny apod.).
Vlastnosti dřeva
Dřevo má v různých směrech rozdílné vlastnosti.
Výrazně se od sebe liší vlastnosti rovnoběţně s vlákny a kolmo k vláknům.
Ve směru kolmo k vláknům se potom ještě od sebe liší vlastnosti v radiálním a v
tangenciálním směru.
Nejlepší parametry pevnosti i tuhosti a zároveň nejmenší deformace od účinku
teploty, sesychání či bobtnání má dřevo ve směru rovnoběţně s vlákny.
Fyzikální vlastnosti dřeva
Objemová hmotnost dřeva
- závisí na mnoţství vody, které obsahuje
Průměrná objemová hmotnost dřeva
Dřevin
a
Objemová hmotnost dřeva
(kgm"J)
čerstvě
při
při
vytěţenéh vlhkosti vlhkosti 0
o
15%
%
dub
920 -1 300
690
650
buk
900 -1 240
720
680
modřín
800
590
550
borovic
900
520
490
e
jedle
850
450
410
smrk
850
470
430
Vlhkost dřeva.
 je dána mnoţstvím vody, které je ve dřevu obsaţeno;
 tj. poměrem hmotnosti vody k hmotnosti sušiny dřevní hmoty.
Voda ve dřevu:
 vody hygroskopicky vázané (obsaţené ve stěnách buněk)
 vody volné (obsaţené mimo stěny buněk;
 do vlhkosti přibliţně 30 % se voda nachází ve dřevu jako hygroskopicky vázaná;
 vlhkost 30 % se nazývá bodem nasycení vláken - všechny buněčné stěny jsou
nasyceny vodou;
 hygroskopickým vlhnutím a vysycháním se zvětšuje a zmenšuje tloušťka
buněčných stěn, a tím dochází k bobtnání a sesychání dřevěných prvků.
Objemové změny v buňkách dřeva vlivem hygroskopicky vázané a volné vody
V důsledku anizotropní struktury dřeva jsou výrazné rozdíly v sesychání a bobtnání
dřeva v tangenciálním a radiálním směru, ty jsou příčinou tvarových změn
dřevěných prvků.
Tvarové změny dřevěných prvků vlivem sesychání dřeva 1 - kosočtverečná, 2 konkávní, 3 - eliptická
Průměrné hodnoty součinitele vlhkostní deformace při změně vlhkosti dřeva o 1 %
Součinitel vlhkostní deformace 
Dřevina
kolmo na vlákna
rovnoběţně s vlákny ||
tangenciálně t
radiálně t
jehličnatá
0,24
0,12
0,01
listnatá
0,40
0,20
0
Tvarové změny dřevěných prvků vyvolávají nezbytnost různých konstrukčních
opatření, především u lepených konstrukcí. Například u lepených lamelových prvků
širších neţ 200 mm musí být lamely opatřeny dráţkami nebo místo jedné lamely se
musí pouţít dvě lamely vedle sebe. Obdobné úpravy musíme provést u nosníků se
stěnou z desek na bázi dřeva a pásnicí ze dřeva. Úpravy umoţní, aby se dřevo při
sesychání nepotrhalo vlivem přídavných napětí, je-li bráněno tvarové deformaci
prvků.
Konstrukční úpravy lepených prvků
Tepelné vlastnosti dřeva.
Tepelná vodivost dřeva
 je velmi malá, protoţe dřevo má malou objemovou hmotnost;
 je pórovité a tepelná vodivost vlastní dřevní hmoty je malá;
 dřevo je vhodným tepelné izolačním materiálem.
Teplotní roztaţnost dřeva
 je malá;
 u dřevěných konstrukcí nemusíme počítat s účinky od teplotních změn;
 nemusíme provádět dilatační spáry;
 teplotní délková roztaţnost je u smrkového dřeva 5,4·10-6 ve směru vláken a
34,1·10-6 napříč vláken.
Elektrické vlastnosti dřeva.
 suché dřevo je velmi dobrý izolant;
 měrný elektrický odpor dřeva je nejmenší v podélném směru vláken;
 napříč vláken je téměř dvakrát větší;
 s rostoucí vlhkostí a teplotou se elektrický odpor dřeva velmi sniţuje.
Akustické vlastnosti dřeva.
 Orientační průměrná zvuková vodivost dřeva je 4 500 ms1 v podélném směru
vláken a 1 000 ms1 napříč vláken.
 Zvuková pohltivost dřeva v procentech dopadající energie je přibliţně 50 %.
Zvuková průzvučnost vyjádřená úbytkem intenzity zvuku při průchodu
materiálem je u dřeva tloušťky 50 mm 27 dB a u překliţky tloušťky 12 mm 23
dB.
Mechanické vlastnosti dřeva
 Mechanické vlastnosti dřeva závisí
o na charakteru zatíţení (statické, dynamické, rázové)
o na trvání zatíţení (stálé, dlouhodobé, střednědobé, krátkodobé, okamţikové).
 Mechanické vlastnosti dřeva se většinou zjišťují statickými zkouškami na zkušebních
tělesech podle příslušných norem.
 Mechanické vlastnosti dřeva ovlivňuje řada činitelů:
o Konstrukční rozměr. Se zvětšováním konstrukčních rozměrů prvků dochází ke
zhoršení mechanických vlastností dřeva.
o Objemová hmotnost. Se zvětšováním objemové hmotnosti se zlepšují mechanické
vlastnosti dřeva.
o Vlhkost dřeva. Se zvyšováním vlhkosti dřeva do meze nasycení vláken (30 %) se
jeho mechanické vlastnosti, především pevnost dřeva v tlaku, zhoršují. Vlhkost
dřeva vyšší neţ 30 % jiţ nemá na sníţení mechanických vlastností podstatný vliv.
o Vady dřeva (výsušné trhliny, suky, hniloba, poškození hmyzem atd.) zhoršují
mechanické vlastnosti, především pevnost dřeva v tahu.
o Rychlost zatěţování. Se zvyšováním rychlosti zatěţování se pevnost dřeva
zvětšuje.
o Doba trvání zatíţení. S prodluţováním času trvání zatíţení pevnost dřeva klesá
přibliţně na 60 % krátkodobé pevnosti dřeva.
Dřevo a materiály na bázi dřeva na stavební konstrukce
Dřevo na stavební konstrukce
Podle tvaru příčného průřezu se dřevo na stavební konstrukce dělí na:
- deskové řezivo (prkna, fošny);
- hraněné řezivo (hranoly a latě);
- polohraněné řezivo;
- výřezy pro stavební účely (sloupy, piloty apod.).
Vlhkost dřeva na stavební konstrukce se většinou předepisuje podle druhu a pouţití
v konstrukci
– spojovací součásti (hmoţdíky, kolíky atp.) 10%.
– lepené prvky 15%
– konstrukční prvky spojované hřebíky, svorníky, kovovými hmoţdíky
apod.20%
– prvky vystavené nechráněné expozici, u kterých vysychání dřeva není na
závadu 25%
– prvky, které budou trvale ve vlhkém nebo mokrém prostředí – bez omezení
Na dřevěné konstrukce nebo nosné prvky ze dřeva se musí pouţívat dřevo zvlášť
vybrané pro tento účel, u řeziva se rozlišují tyto třídy:
- třída S 13 - řezivo vysoké pevnosti (třída S0 podle 49 1531-1);
- třída S 10 - řezivo normální pevnosti (třída SI podle 49 1531-1);
- třída S 7 - řezivo nízké pevnosti (třída Sil podle 49 1531-1).
Materiály na bázi dřeva na stavební konstrukce
Materiály na bázi dřeva
 Vyrábějí se různým průmyslovým zpracováním dřeva.
 Většinou jde o lisování (zpravidla za tepla) speciálně připravených dřevních
komponentů získaných mechanickým dělením dřeva.
 Během růstu stromu ve dřevní hmotě vznikají značné nehomogennosti - suky,
smolníky a jiné růstem podmíněné charakteristiky ovlivňující vlastnosti dřeva.
 Rozdělíme-li dřevo na menší částice a tyto opět spojíme, vzniká materiál na bázi
dřeva, u kterého vliv růstových charakteristik dřeva potlačíme.
Typy uţívaných materiálů na bázi dřeva:
- překliţované desky;
- vláknité desky;
- třískové desky a OSB desky;
- lepené lamelové dřevo;
- vrstvené dřevo;
- zhuštěné dřevo;
- modifikované dřevo.
 Pouţít jen materiály vyrobené tak, aby si uchovaly svoji celistvost a pevnost
v příslušné třídě vlhkosti po celou předpokládanou ţivotnost konstrukce.
 Parametry pevnosti a tuhosti materiálů na bázi dřeva a jejich dalších vlastností
stanovují výrobci na základě zkoušek, provedených podle příslušných evropských
norem.
Překliţované desky
 Překliţky, laťovky a sendvičové desky.
 Jsou slepeny z lichého počtu (nejméně tří) vrstev.
 Nejpouţívanějším typem překliţované desky je překliţka, jejíţ jednotlivé vrstvy
jsou sloţeny z loupaných nebo krájených dýh tak, ţe dýhy sousedních vrstev
svírají obvykle úhel 90°.

Skladba překliţky a) třívrstvé, b) vícevrstvé; L - délka, B - šířka, 1 - podélná dýha, 2
- příčná dýha
Vláknité desky
 Vláknité desky se vyrábějí z rozvlákněného odpadu z pilařské výroby.
 Vlákna dřeva se zplsťují mokrým nebo suchým výrobním procesem, vrství se a
působením tepla a tlaku se formují do konečného výrobku.
 Podle pouţitého lisovacího tlaku, teploty, druhu a mnoţství přidaných látek
vznikají desky různých vlastností.
 Vláknité desky je společný název pro sedm různých typů desek s výrazně
rozdílnými vlastnostmi.
 Tyto desky se člení podle jejich hustoty a způsobu výroby.
Typy vláknitých desek
Výrobní proces
Nízká
< 400 kg/m3
Mokrý proces
Měkká vláknitá
deska (SB)
Impregnovaná
měkká vláknitá
deska (SB.I)
Suchý proces
Hustota desek
Střední
Vysoká
3
> 400 kg/m ,< 900
> 900 kg/m3
kg/m3
Polotvrdá vláknitá
Tvrdá vláknitá
deskanízké hustoty
deska (HB)
(MBL)
Polotvrdá vláknitá Velmi tvrdá vláknitá
deska (MBH)
deska (HB.I)
Polotvrdá vláknitá
deska (MDF)
Poznámka: Označení desek je uvedeno v závorkách; I označuje přídavnou
vlastnost
Výroba vláknitých desek
 Mezi uvedenými typy desek nabývají na významu vláknité desky vyráběné
suchým procesem (desky MDF):
 Jjich výroba je z ekologického hlediska přijatelnější oproti mokrému procesu
(klasické vláknité desky).
 Vláknitý materiál se přepraví proudem vzduchu na místo, kde se navrství surová
matrace.
 Aby se dosáhlo dobrého slepení, obalují se vlákna různými práškovými
syntetickými lepidly, která tvoří cca 10 % z hmotnosti desky.
 Surová matrace se nejprve předlisuje, aby se odstranil vzduch.
 Potom se délkové upraví a lisuje se za horka na jednotlivé desky, které mají na
obou stranách jemně vytvořený povrch.
 Desky MDF se vyrábějí v tloušťkách od 1,8 mm aţ do více neţ 45 mm.
 Některé MDF desky byly vyvinuty jako paropropustné, hodící se pro konstrukce
střešních a obvodových plášťů.
Třískové desky
Třískové desky se vyrábějí z třísek dřeva, které se po přidání lepidla za tepla slisují.
Podle způsobu výroby se rozlišují dva základní typy třískových desek:
- desky plošně lisované;
- desky výtlačně lisované.
Při plošném lisování se třísky plošně vrství a lisují mezi vyhřátými deskami lisu.
U výtlačně lisovaných desek se lisovací směs z třísek protlačí pod velkým tlakem
výtlačnou štěrbinou a zformuje se do nekonečného pásu.
Třískové desky jsou v současnosti materiálem na bázi dřeva, který se na světě vyrábí
v největších objemech.
OSB desky
 OSB desky neboli desky z orientovaných plochých třísek:
 Vyrábějí se z velmi kvalitních dřevin, jako je například borovice lesní.
 Ploché třísky mají délku 50 aţ 75 mm a šířku, která je menší neţ polovina jejich
délky.
 Krajní vrstvy desky obsahují ploché třísky orientované v zásadě rovnoběţně s
podélným směrem desky.
 Třísky středové vrstvy, která zpravidla tvoří aţ 50 % objemu, jsou uspořádány
kolmo k podélnému směru, nebo náhodně.
 Desky jsou běţně lepeny fenolformaldehydovou pryskyřicí, která činí přibliţně
2,5 % váhového podílu, je-li pouţita v práškové formě.
 Tloušťky desek jsou v rozmezí 6 aţ 25 mm. Dobrá jakost povrchu se dosahuje
broušením.
OSB desky pro své vlastnosti, nízkou objemovou hmotnost oproti překliţkám a
třískovým deskám a dobrou opracovatelnost nacházejí v současnosti široké pouţití.
OSB desky se vyrábějí i potaţené speciální fólií a s boky zatmelenými vodotěsným
polyuretanovým tmelem (splňují ty nejnáročnější poţadavky na betonářské bednění).
Lepené lamelové dřevo
 U nás se vyrábí jiţ od roku 1952.
 Prvky maximálních rozměrů - šířka 0,24 m, výška 2,0 m a délka 32,0 m.
 Tyto prvky mají vynikající poţární odolnost. Rychlost ohořívání lepeného
lamelového dřeva je 0,5 aţ 0,7 mm za minutu bez ztráty únosnosti.
 Lepené lamelové dřevo se pouţívá na konstrukce, kde se shromaţďují lidé sportovní haly, výstavní pavilony, stadiony atd.
 Pro svou pevnost při nízké objemové hmotnosti se pouţívá i na stavby, jejichţ
prvky musí být přepraveny na větší vzdálenosti.
 Za účelem zvýšení únosnosti prvků z lepeného lamelového dřeva je téţ moţné
provést jejich vyztuţení pomocí pásů s vlákny vysoké pevnosti o tloušťce cca
2 mm.
 Touto úpravou se výrazně zvýší únosnost i ohybová tuhost dřevěného prvku.
Zvýšenou pozornost je však třeba věnovat posouzení prvku na smyk.
Technologický postup výroby lepeného lamelového dřeva
Vrstvené dřevo
Vrstvené dřevo je materiál podobný překliţce, u kterého se většina nebo všechny
dýhy lepí orientací vláken souběţně
Vrstvené dřevo včetně technologického postupu jeho výroby
Zhuštěné dřevo




S růstem objemové hmotnosti roste pevnost materiálu.
Nízká objemová hmotnost dřeva je dána jeho strukturou.
Chceme-li objemovou hmotnost výrazně zvýšit, musíme strukturu dřeva změnit.
Je moţné dřevo slisovat přibliţně na poloviční objem při teplotě 140 aţ 160 °C a
tlaku 10 aţ 15 MPa, rychlost lisování je přitom cca 1 mm za minutu.
 Vznikne nový materiál - zhuštěné dřevo.
 Zhuštěné dřevo je v současnosti nejvíce rozšířené v podobě zhuštěných překliţek,
které mají objemovou hmotnost okolo 1 400 kgm"3.
 Tyto překliţky se pouţívají jako tenké příloţky a vloţky do exponovaných spojů
dřevěných konstrukcí.
Modifikované dřevo
S ohledem ke svému organickému původu, můţe být napadeno dřevokaznými
houbami a hmyzem. Jestliţe v molekulární struktuře dřeva nahradíme hydroxylové
skupiny OH většími methylovými skupinami CH3, je dřevo velmi odolné proti
dřevokazným houbám a dále nebobtná a ani nesesychá. Modifikované dřevo je
vhodné na výrobu oken, okenic, lepených prvků pro mostní konstrukce apod.
Zjišťování jakosti dřeva na stavební konstrukce
Podle povahy a způsobu jejich stanovení můţeme metody testování jakosti dřeva
rozdělit na:
destruktivní (průkazné zkoušky);
nedestruktivní (vizuální třídění, strojní třídění a jiné nedestruktivní metody).
Vizuální třídění
Vizuální třídění vychází z parametrů stanovených na základě geometrického popisu
tříděného dřeva, a jiných charakteristik dřeva. Pravidla třídění zohledňují:
- různé druhy nebo skupiny dřevin;
- geografický původ dřevin;
- různé rozměrové poţadavky;
- rozdílné poţadavky podle účelu pouţití;
- jakost dostupného dřeva;
- historické vlivy nebo tradice.
Mezi nejčastěji pouţívané parametry pro stanovení jakostní třídy dřeva patří
například:
- suků (sukovitost);
- tloušťka letokruhů;
- odklon vláken;
- rozměry trhlin;
- zabarvení dřeva;
- mnoţství hniloby;
- mnoţství reakčního (tlakového) dřeva;
- mnoţství smolných cyst;
- rozsah poškození hmyzem;
- rozsah poškození cizopasnými rostlinami;
- zakřivení (obr. 2.14).
Zakřivení dřevěných prvků
1 - podélné zakřivení, 2 - podélné zakřivení, 3 - zakřivení ve směru šířky,
4 - příčné zakřivení, 5 - šroubové zakřivení
Průkazné zkoušky
Ověřují skutečné chování dřeva a testují jeho fyzikální a mechanické vlastnosti.
Průkazné zkoušky se provádějí podle příslušných předpisů.
Nejběţnější z nich slouţí k přímému stanovení některých fyzikálně-mechanických
vlastností:
o pevnosti v ohybu
o pevnosti v tlaku a tahu rovnoběţně s vlákny
o pevnosti v tlaku a tahu kolmo ke směru vláken
o pevnosti ve smyku
o modulu pruţnosti rovnoběţně s vlákny
o modul pruţnosti kolmo k vláknům
o modul pruţnosti ve smyku.
Výsledky těchto zkoušek jsou velmi hodnotnými ukazateli kvality prvku a
vystihují skutečnou jakost dřeva lépe, neţ metody vizuálního třídění.
Nevýhodou těchto postupů bývá zejména náročnost na technické vybavení, které
většinou představuje zkušební laboratoř, nelze je provádět v terénu a navíc jsou
pro dřevěné prvky destruktivní.
Strojní třídění a jiné nedestruktivní metody
Tyto metody jsou zaloţeny obvykle na korelaci nějaké (nejlépe nedestruktivně)
měřitelné veličiny (hustota, vlastní frekvence, elektrický odpor, odpor proti
zaraţení trnu, tvrdost, rychlost šíření vlnění, povaha akustické emise při zatíţení,
piezoelektrické vlastnosti, mnoţství procházejícího rentgenového nebo jiného
záření, optické vlastnosti, útlum vlastního kmitání apod.) a hledané mechanickofyzikální vlastnosti (pevnost v ohybu, vlhkost, modul pruţnosti atd.).
Vycházejí z předpokladu, ţe schopnost přeměny a disipace energie je řízena právě
těmi mechanismy, které určují skutečné statické chování materiálu.
Podařilo se vyvinout třídicí stroje, které jsou průmyslově vyuţívány. Rychlost
automatického posuvu řeziva strojem je cca 40 aţ 300 m za minutu.
Schéma třídicího stroje typu Cook-Bolinder
Schéma třídicího stroje typu Computermatic
Jiné typy pracují na základě -záření a mikrovlnných technik. Měří rozmístění a
velikost suků, odklon vláken a hustotu bez přímého kontaktu s prvky. Navíc měří
vlhkost a teplotu, aby výsledná hustota byla vztaţena k referenčním podmínkám.
Jeho rychlost třídění řeziva je aţ 300 m/min.
Metody nedestruktivního testování dřeva
Metoda
ohyb
kmitání
ultrazvuk
elektrická
Měřená veličina či vlastnost
modul pruţnosti
modul pruţnosti
rychlost šíření akustického signálu
modul pruţnosti
elektrický odpor
radiační
intenzita šíření záření
vytaţení vrutu sila
zaraţení trnu hustota
Vlastnost předpovězená
pevnost
pevnost
vady dřeva
pevnost
vlhkost
přítomnost hniloby
vady dřeva
hustota
modul pruţnosti, pevnost
Uvedené metody jsou velmi rozdílné co do obtíţnosti provádění, ekonomické
náročnosti, přesnosti, pouţitelnosti atd.
Návrhové hodnoty vlastností dřeva a materiálů na bázi dřeva
Návrhové vlastnosti dřeva a materiálů na bázi dřeva jsou hodnoty, které pouţíváme
při navrhování dřevěných konstrukcí. Například návrhová pevnost dřeva či
materiálů na bázi dřeva je hodnotou, která je definována vztahem
f d  k mod
fk
M
je charakteristická pevnost dřeva či materiálů na bázi dřeva;
M
dílčí součinitel vlastností dřeva či materiálů na bázi dřeva (větší neţ 1),
zaručující spolehlivost návrhu;
kmod modifikační součinitel zohledňující účinek doby trvání zatíţení a vlhkosti
na pevnost dřeva či materiálů na bázi dřeva.
kde fk
Charakteristické hodnoty vlastností dřeva a materiálů na bázi dřeva jsou uvedeny v
Národním aplikačním dokumentu ČR k Eurokódu 5 nebo příslušných technických
normách.
Navrhování dřevěných konstrukcí
Dřevěná konstrukce musí být navrţena a provedena takovým způsobem,
• aby byla s přijatelnou pravděpodobností schopna uţívání k poţadovanému
účelu, a to se zřetelem k předpokládané ţivotnosti a pořizovacím nákladům;
• aby s odpovídajícími stupni spolehlivosti odolala všem zatíţením a vlivům,
jejichţ výskyt lze během provádění a uţívání očekávat, a měla přiměřenou
trvanlivost ve vztahu k nákladům na udrţování.
Dřevěná konstrukce je spolehlivá, jestliţe je:
 dostatečně únosná - namáhání prvků a spojů nepřekročí přípustné hodnoty
 tuhá - přetvoření konstrukce a jejích částí nepřekročí přípustné mezní hodnoty
 polohově stabilní - dostatečná bezpečnost proti překlopení, posunutí a
nadzdvihnutí
V zájmu zajištění odolnosti dřevěné konstrukce proti znehodnocení ohněm, hnilobou
a dřevokazným hmyzem je nutno téţ při návrhu dřevěné konstrukce řešit otázku její
vhodné ochrany proti těmto činitelům.
Metoda mezních stavů
Mezní stavy jsou stavy, po jejichţ překročení jiţ konstrukce nesplňuje návrhové
podmínky spolehlivosti.
Rozlišují se tyto mezní stavy:
- mezní stavy únosnosti (únosnost, překlopení, posunutí a nadzdvihnutí konstrukce);
- mezní stavy pouţitelnosti (přetvoření a kmitání konstrukce).
Ověření spolehlivosti konstrukce:
Zaloţeno na metodě dílčích součinitelů zatíţení a materiálů.
Cílem navrhování je nízká pravděpodobnost selhání konstrukce, tj. nízká
pravděpodobnost, ţe její zatíţení je větší neţ její únosnost.
U metody dílčích součinitelů se toho dosáhne pouţitím návrhových hodnot.
U všech rozhodujících návrhových situací se potom musí prokázat, ţe mezní stavy
nebudou dosaţeny.
U mezního stavu únosnosti odpovídajícího stavu porušení konstrukce se musí
prokázat, ţe
Sd  Rd
U mezního stavu statické rovnováhy konstrukce, má příslušné ověření tvar
Sd ,dst  Sd ,stb
U mezních stavů pouţitelosti se musí prokázat, ţe
S d  Cd
)
kde
Sd
je návrhová hodnota účinku zatíţení jako např. osová síla,
ohybový moment, průhyb;
Rd
návrhová hodnota odolnosti (únosnosti) konstrukčního prvku;
Sd,dst
návrhová hodnota nepříznivě působících účinků zatíţení;
Sd,stb
návrhová hodnota příznivě působících účinků zatíţení;
Cd
předepsaná mezní hodnota jako např. mezní hodnota průhybu.
Základní způsoby namáhání
Platí pro prvky z rostlého nebo lepeného lamelového dřeva, které jsou namáhány
tahem, tlakem, ohybem, smykem, kroucením a kombinacemi těchto dílčích
namáhání. U štíhlých prvků namáhaných tlakem a ohybem se musí rovněţ ověřit
podmínky stability.
Tah rovnoběţně s vlákny
Musí být splněna podmínka
 t ,0,d  f t ,0,d
kde  t ,0,d je návrhové napětí v tahu;
f t ,0,d
návrhová pevnost v tahu.
Při nastavování prvků namáhaných na tah je třeba příloţky a vloţky rozmístit
pokud moţno souměrné k ose prvku, aby nedocházelo k páčení spojovacích
prostředků a k ohybu prvků ohybovým momentem
t t 
M  N  e  N 1  2 
2 2
Rozmístění příloţek a vloţek taţeného prvku
Taţený prvek bez příloţek
Tah kolmo k vláknům
Pro rovnoměrně namáhaný objem V [m3] musí být splněna podmínka
 t ,90,d  f t ,90,d
pro rostlé dřevo
 t ,90,d  f t ,90,d V0 /V 0,2 pro lepené lamelové dřevo
kde  t ,90,d
je návrhové napětí v tahu;
f t ,90,d
návrhová pevnost v tahu;
V0
srovnávací objem rovnající se 0,01 m3.
 U dřevěných prvků, které jsou rovnoměrně namáhány tahem kolmo k vláknům
mají normálová napětí v tahu kolmo k vláknům po průřezu prvku nerovnoměrný
průběh viz obr. 4.4 a dosahují největších hodnot ve středu průřezu prvku.
 Rozdíl mezi největšími hodnotami tahových napětí kolmo k vláknům a
průměrnou hodnotou danou poměrem tahové síly a plochy průřezu je tím větší,
čím je větší objem prvku.
 Z tohoto důvodu se musí u prvků z lepeného lamelového dřeva, které obecné
dosahují velkých rozměrů a tím pádem i objemu, redukovat návrhová pevnost v
tahu kolmo k vláknům.
Obr. 4.4 - Zkouška tahových napětí kolmo k vláknům
Tlak rovnoběţně s vlákny
U prvků namáhaných pouze prostým tlakem musí být splněna podmínka
 c,0,d  f c,0,d
kde  c,0,d
je návrhové napětí v tlaku;
f c,0,d
návrhová pevnost v tlaku.
U štíhlých prvků se musí rovněţ ověřit podmínka stability .
Prvky namáhané prostým tlakem se poruší tehdy, kdyţ se dosáhne meze pevnosti v
tlaku rovnoběţně s vlákny v kaţdém vláknu průřezu prvku. Sklon roviny smyku od
vodorovné roviny je obvykle 50 - 65 °. Na obrázku je znázorněna i odlišnost v
deformaci vláken tzv. letního dřeva (hustší) a vláken tzv. jarního dřeva (řidší).
Porušení prvku namáhaného prostým tlakem
Tlak pod úhlem k vláknům
Pro napětí v tlaku kolmo k vláknům musí být splněna podmínka
 c,90,d  kc,90 f c,90,d
kde  c,90,d
je návrhové napětí v tlaku;
f c,90,d
kc,90
návrhová pevnost v tlaku;
součinitel pro soustředný tlak.
Tlak kolmo k vláknům
Hodnoty kc,90
Zatíţená délka
t  150mm
150mm  t  15 mm
15 mm  t
l1  150 mm
1
1
1
l1  150 mm
a  100mm
a  100mm
1
1
150  t
170
1,8
1
a150  t 
170000
1  a /125
1
Součinitel kc,90 charakterizuje skutečnost, ţe pevnost dřeva v tlaku kolmo k vláknům
je závislá na poloze a velikosti ploch otlačení.
Příklady otlačení dřeva
Napětí v tlaku pod úhlem a k vláknům (obr. 4.8) má splňovat podmínku
 c, ,d 
f c,0cd
f c , 0, d
sin2   cos2 
f c,90,d
Napětí pod úhlem a k vláknům
Pevnost dřeva v tlaku pod úhlem k vláknům je závislá na druhu dřeva. S tlakem pod
úhlem k vláknům se setkáváme např. u tesařských detailů a u rámových konstrukcí,
jejichţ jednotlivé prvky jsou spojeny pomocí tzv. velkých zubovitých spojů.
Ohyb
Musí být splněny tyto podmínky:
km
 m, y,d
f m, y,d
 m, y,d
f m, y,d

 km
 m, z,d
f m, z,d
 m, z,d
f m, z,d
1
1
Osy nosníku
kde  m, y,d a  m, z,d
jsou návrhová napětí v ohybu k hlavním osám
f m, y,d a f m, z,d
návrhové pevnosti v ohybu;
km
součinitel pro šikmý ohyb.
Hodnota součinitele km se má uvaţovat:
- pro obdélníkové a čtvercové průřezy km = 0,7;
- pro ostatní průřezy km = 1,0.
U štíhlých prvků se musí rovněţ ověřit podmínka stability.
Součinitel pro šikmý ohyb se zavádí do výpočtu s ohledem na skutečnost, ţe prostý
součet dílčích normálových napětí (zjištěných podle klasické teorie pruţnosti), který
platí pro hrany ohýbaného nosníku nevystihuje dostatečně přesně únosnost nosníku
při šikmém ohybu.
Při nastavování prvku namáhaného ohybem pomocí příloţek musí být průřezový
modul příloţek stejný nebo větši neţ průřezový modul nastavovaného prvku v místě
styku. Je třeba téţ zabezpečit přenesení posouvajících sil. U dřevěných příloţek se
doporučuje volit jejich průřezový modul o 20 % větší neţ průřezový modul
nastavovaného prvku.
Smyk
Musí být splněna podmínka
 v ,d  f v ,d
kde  v,d
f v ,d
je návrhové napětí ve smyku;
návrhová pevnost ve smyku.
Na koncích nosníku se smí redukovat podíl osamělého břemene F na celkové
posouvající síle do vzdálenosti menší neţ 2h od podpěry podle příčinkové čáry
znázorněné na obrázku.
Redukovaná příčinková čára pro zatíţení osamělými břemeny
Kroucení
Smykové napětí od kroucení musí splňovat podmínku
 tor,d  f v,d
 tor,d
kde
f v ,d
je návrhové smykové napětí od kroucení;
návrhová pevnost ve smyku.
Smyková napětí od kroucení se pro prvky čtvercového a obdélníkového průřezu určí
podle vztahu
 tor,d 
kde
h/b
ktor
M tor,d
ktor hb2
je návrhový kroutící moment;
rozměry průřezu (h > b);
součinitel závislý na poměru h/b - viz tab. 4.2.
Součinitel ktor
1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 6,00 8,00 10,00 >10,0
0,208 0,231 0,246 0,258 0,267 0,282 0,291 0,299 0,307 0,313 0,333
Mtor
h,b
ktor
Kombinace základních typů namáhání
a výpočet štíhlých tlačených prvků jsou uvedeny v normě.
Plošné prvky
S plošnými prvky se nejvíce setkáváme v případě střešních, stropních a stěnových
deskových konstrukcí budov na bázi dřeva.
Sendvičové panely
 Sendvičové panely se skládají ze tří vrstev:
 Vnějších, relativné tenkých vrstev většinou z třískových nebo OSB desek, které
plní základní nosnou funkci panelu.
 Vnitřní, relativné tlusté vrstvy, která zabezpečuje spolupůsobení vnějších vrstev a
jejich stabilitu proti vyboulení.
 Vedle toho vnitřní vrstva plní i izolační funkci. Většinou se provádí z lehkých
pórovitých materiálů jako je polyuretanová nebo polystyrenová pěna, které mají
malý modul pruţnosti v ohybu.
 Vnitřní vrstva však má mít dostatečnou pevnost a tuhost ve smyku a musí být
k vnějším vrstvám přilepena po celé styčné ploše.
Ţebrové panely
Ţebrové panely se skládají ze ţeber, která probíhají ve směru rozpětí panelu, a desek
tvořících plášť panelu při horním nebo i dolním okraji ţeber.
Ţebrový panel
Ţebra jsou zpravidla z rostlého dřeva a pláště z desek na bázi dřeva - překliţek, OSB
desek, třískových a vláknitých desek.
Spoj mezi ţebry a pláštěm panelu je buď lepený nebo provedený s pouţitím
mechanických spojovacích prostředků - hřebíků, sponek nebo vrutů.
Takto provedené panely staticky působí jako prvky sloţeného průřezu a to buď
celistvé (v případě lepených spojů), nebo s poddajnými spoji (v případě spojů s
mechanickými spojovacími prostředky).
Ohybová únosnost a tuhost ţebrových panelů je proto v porovnání s únosností
samotných ţeber podstatně vyšší.
Při navrhování panelů se vychází z předpokladu lineárního průběhu poměrného
přetvořeni po výšce panelů.
Musí se ale uváţit nerovnoměrné rozdělení napětí v pláštích s ohledem na jejich
smykové ochabnutí a boulení.
V důsledku smykových deformací nemají normálová napětí v pláštích mezi ţebry
panelu rovnoměrný průběh - viz obrázek.
Napjatost v plášti panelu
Podobné konstrukce jsou i vodorovné výztuţné desky a výztuţné stěny pro přenášení
smykových sil v konstrukci.
Deformace a kmitání
U dřevěných konstrukcí musíme téţ ověřit zda-li jsou splněny předepsané podmínky
pouţitelnosti, které se vztahuji k jejich nadměrným deformacím a kmitání
konstrukce.
Konečná deformace ufin od vlivu zatíţení se stanoví takto:
u fin  uinst 1  kdef 
kde kdef je součinitel, který bere v úvahu zvětšení deformace v čase následkem
kombinovaného účinku dotvarování a vlhkosti. Hodnoty kdef jsou uvedeny
v normách.
Mezní hodnoty průhybu
Mezní hodnoty průhybu se běţně předepisují pouze pro nosníky a ohýbané pruty.
Sloţky průhybu se označují takto:
- u0 - nadvýšení (pokud se
provede);
- u1 - průhyb od stálého zatíţení;
- u2 - průhyb od nahodilého
zatíţení.
Sloţky průhybu
Celkový průhyb vztaţený k přímce spojující podpěry une( je dán vztahem
u  u1  u2  u0
Pro okamţité průhyby od nahodilého zatíţení jsou doporučeny tyto hodnoty:
u2,inst  l / 300 (konzola l/150 )
kde l je rozpětí nosníku nebo délka konzoly.
Pro konečný průhyb ufin, jsou doporučeny tyto hodnoty, pokud zvláštní podmínky
nevyţadují jiné poţadavky:
u2, fin  l / 200 (konzola l/100 )
Příhradové nosníky
Pro příhradové nosníky platí stejné mezní hodnoty průhybu jako pro nosníky, a to
jak pro celé rozpětí, tak pro průhyby jednotlivých prutů mezi styčníky.
Spoje dřevěných konstrukcí
Konstrukční prvky dřevěných konstrukcí spojujeme většinou pomocí různých
mechanických spojovacích prostředků (hřebíků, sponek, svorníků, kolíků, vrutů a
hmoţdíků), tesařských spojů a lepení. Nejpouţívanější ocelové spojovací prostředky
jsou na obrázku.
Ocelové spojovací prostředky a) hřebíky, b) kolík, c) svorník, d) vruty, e)prstencový
hmoţdík, f) ozubený hmoţdík, g) deska s prolisovanými trny
Spoje dřevěných konstrukcí podle uspořádání dělíme takto:
- nastavování, tj. spojování v podélném směru;
- sdruţování, tj. spojování v příčném směru;
- spojování do styčníku, tj. spojování pod různými úhly v rovině a v prostoru.
Podle charakteru působení a druhu spojovacího prostředku rozlišujeme spoje:
poddajné
- tesařské spoje;
- spoje s mechanickými spojovacími prostředky;
nepoddajné
- lepené spoje.
Lepení a mechanické spojovací prostředky mají velmi rozdílnou poddajnost a nesmí
se předpokládat, ţe spolupůsobí.
Podrobnější informace jsou v normě.
Způsoby porušení spojů 1) jednostřiţných, 2) dvojstřiţných
Tesařské spoje
Tesařské spoje patří mezi nejstarší spoje dřevěných konstrukcí. Tesařské spoje
vyţadují kvalitní provedení a jejich nevýhodou je, ţe oproti ostatním spojům velmi
oslabují konstrukční prvky a jsou pracné. Únosnost tesařských spojů je třeba vţdy
prokázat statickým výpočtem.
Přehled základních tesařských spojů a) sraz, b) plátování, c) lípnutí, d) zapuštění, e)
čepování, f) přeplátování, g) kampování, h) osedlání
Lepené spoje
S lepenými spoji se setkáváme především u lepeného lamelového dřeva.
Lepené lamelové dřevo se lepí z prken či fošen tloušťky max. 45 mm, různé délky. Ta
se běţnémpohybuje od 1,5 m do 5,0 m v závislosti na četnosti nutných výřezů vad z
pouţitého řeziva, a tím jeho pokrácení.
Typickým pro lepené lamelové dřevo je zubovitý spoj jednotlivých kusů řeziva,
pomocí kterého se vytváří tzv. nekonečná lamela.
Rovinné dřevěné konstrukce
Dřevěné konstrukce rozdělujeme na dvě základní skupiny: rovinné a prostorové.
Rovinné dřevěné konstrukce jsou schopny přenášet jen zatíţení, které působí v jejich
rovině. Zatíţení působící kolmo na jejich rovinu musí přenést do základů ztuţidla
(zavětrování) konstrukce.
Rovinné dřevěné konstrukce
Prostorové dřevěné konstrukce jsou schopny přenášet zatíţení působící v libovolném
směru aţ do základů, popř. uloţení (ukotvení) konstrukce.
Prostorové dřevěné konstrukce
Nosníky
Ze statického hlediska mohou nosníky působit jako
prosté
spojité
lomené.
Z hlediska konstrukčního provedení dělíme nosníky na:
plnostěnné
příhradové
speciální konstrukce
Nosníky jsou horizontální nosné konstrukční prvky, které ukládáme na vertikální
nosné konstrukční prvky (stěny nebo sloupy). Prostorovou stabilitu nosné
konstrukce, která vznikne spojením nosníků a sloupů, zajistíme ztuţidly
(zavětrováním).
Příklady konstrukce prostých nosníků a) plnostěnný, b) příhradový, c) speciální
Zajištění stability sloupů a nosníků
Znázorněno pouze ztuţení sloupů v podélném směru objektu, ve kterém jsou sloupy
uloţeny většinou kloubově.
V příčném směru sloupy vetkneme nebo opět zajistíme příhradovým ztuţením.
Při zajišťování prostorové stability rámových a obloukových konstrukcí
postupujeme obdobně jako u nosníků a sloupů, odpadá však problém příčné tuhosti
nosné konstrukce, protoţe rámy a oblouky jsou většinou uloţeny přímo na
základech.
Platí zásada, ţe vzdálenost zavětrování mezi příčnými vazbami v podélném směru
objektu má být max 25 m.
Plnostěnné nosníky
Informativní zásady pro návrh
výšky plnostěnných nosníků
jsou na obrázku
h1 = (1/25) l1,. h2 = (1/30) l1, nebo
(1/30) l2., h3 = (1/16) l2, h4 =
(1/20) l2 nebo (1/20) l3,
h5 = (1/40) l4 nebo (1/40)l5, l1 = 6
aţ 9m, l2 = 10 aţ30 m, l3 = 10
aţ20 m, l4 = 15 aţ 30 m,
l5 = 15 aţ40 m.
Poznámka:
Uvedené informativní hodnoty platí přibliţně pro zatěţovací šířku u vaznic (rozpětí
l1) kolem 1 m a u vazníků (rozpětí l2 – l5 ) kolem 6 m.
Spojité nosníky se hodí jen na konstrukce, které mají stejné rozpětí polí. V těchto
případech je totiţ statické hledisko (vyrovnání podporových a mezipodporových
momentů) v souladu s hlediskem konstrukčním (vhodné délky dílčích prvků).
U dřevěných nosníků dochází časem ke zvětšení průhybu, který dosahuje po delší
době uţívání konstrukce přibliţně dvojnásobku okamţitého pruţného průhybu
vlivem dotvarování dřeva. Proto vyrábíme nosníky, pokud je to moţné, s nadvýšením
1/300 rozpětí. V některých případech dokonce nosníky provedeme vyklenuté.
Jestliţe nosník nadvýšíme nebo vykleneme, vznikají v něm přídavná namáhání, tzv.
radiální napětí, která působí napříč nosníku a mají tendenci jej roztrhnout. Se
zakřivováním střednice nosníku se původně lineární průběh napětí po výšce průřezu
mění v nelineární.
Příhradové nosníky
Příhradové nosníky navrhujeme jako rovinné prutové soustavy různého tvaru podle
účelu pouţití, zatíţení a moţnosti provedení styčníků.
Příhradové nosníky se vyznačují tím, ţe oproti plnostěnným nosníkům mají poměrně
velkou konstrukční výšku a jsou velmi náročné na provedení spojů ve styčnících. Při
zjišťování osových sil, momentů a průhybu je velmi důleţitá volba statického modelu
příhradového nosníku z hlediska průběţnosti či neprůběţnosti pásů a z hlediska
excentricity ve styčnících. Příhradové nosníky se provádějí nejčastěji se sponami
Gang-Nail.
U příhradových nosníků s hřebíky se snaţíme, aby nosná soustava měla co nejvíce
prutů (diagonál a svislic), aby osové síly v prutech byly co nejmenší. Protoţe hřebíky
vyţadují velkou plochu pro rozmístění ve styčníků, jsou tyto styčníky vţdy
excentrické. Zde se snaţíme drţet zásady, aby vnitřní okraj diagonálního prutu
zasahoval maximálně do jedné třetiny výšky pásu, aby přídavné momenty v pásu
byly co nejmenší.
U příhradových nosníků s hmoţdíky je velmi důleţité stanovit správně silové účinky
do kaţdého spojovacího prostředku
Styčník příhradového nosníku s hmoţdíky
Abychom zmenšili průhyby příhradových nosníků, děláme je podle moţnosti s
nadvýšeným dolním pásem. Nadvýšení se provádí většinou uprostřed rozpětí nebo ve
třetinách rozpětí v rozmezí 1/200 aţ1/300 rozpětí.
Nadvýšení příhradových nosníků
Plnostěnné rámy
Základní tvary plnostěnných rámů jsou na obrázku
Plnostěnné rámy
h1 = (1/23) l1, nebo (1/23) l2, h2 = (1/26) l1, nebo (1/26) l2, h3 = (1/20) l3
l1 = 10 aţ 30 m, l2 = 15 aţ 40 m, l3 = 10 aţ 35 m
Poznámka: Uvedené informativní hodnoty platí přibliţně pro zatěţovací šířku 6 m.
Klíčovým problémem dřevěných rámových konstrukcí je vytvoření styku rámové
stojky a rámové příčle v místě rámového rohu (obrázek 6.10).
Moţnosti provedení rámového rohu
Perspektivním spojem rámové stojky a příčle v místě rámového rohu je lepený
zubovitý spoj. Do šikmo seříznuté stojky a příčle se vyfrézuje zazubení a oba díly se
slepí. Určitým problémem je trvalá pevnost lepeného spoje. Na zubovité spoje je
proto třeba pouţívat velmi kvalitní lepidla.
Průřez zubovitého spoje
Šroubované rámové rohy jsou vhodným provedením styku stojky a příčle v místě
rámového rohu. Umoţňují montáţ rámové konstrukce na staveništi v běţných
podmínkách i její následné rozebrání. Na jejich realizaci lze pouţít různé spojovací
prostředky - krouţky, svorníky i kolíky.
Pro všechny jmenované druhy spojovacích prostředků přitom platí, ţe nejvhodnější
je jejich uspořádání do kruhu či mezikruţí.
Určitým problémem šroubovaných rámových rohů je to, ţe jsou náchylné ke štípnutí
při vnějším okraji. Určitým řešením je i zpevnění stojky a příčle v uvedeném místě
prohřebíkováním co nejdelšími hřebíky.
Protoţe šroubované rámové rohy nejsou absolutně tuhé, je třeba u dvojkloubových
rámových konstrukcí počítat s redistribucí momentů, vyplývající z prokluzu spoje
rámové stojky a příčle. Vlivem tohoto prokluzu se momenty v rámovém rohu
zmenšují, kdeţto momenty v příčli se zvětšují. Míra zvětšení odpovídající velikosti
prokluzu je dána především poddajností šroubovaného spoje, která závisí na druhu
pouţitého spojovacího prostředku. Přibliţně lze uvaţovat se zvětšením momentů v
příčli v rozmezí 10 aţ 20 % pro krouţky - svorníky.
Plnostěnné oblouky
Základní tvary plnostěnných oblouků jsou znázorněny na obrázku
Plnostěnné oblouky
h1 = (1/30 aţ 1/60)l, h2 = (1/20) l
t1 = 20 aţ 60 m, t2 =20 aţ 100 m, t3=15 aţ 40m
H = (min. 1/2) l1, HA = (1/2 aţ 1/3) l1, H2 = (1/6 aţ 1/7) t2, H3 = (1/15)t
Poznámka: Uvedené informativní hodnoty platí přibliţně pro zatěţovací šířku kolem
6 m.
Prostorové dřevěné konstrukce
 U rovinných dřevěných konstrukcí neuvaţujeme běţně se spolupůsobením
sousedních příčných vazeb (nosníků, rámů a oblouků), vaznic, zavětrování a
střešního pláště. Znamená to, ţe rovinné dřevěné konstrukce navrhujeme za
předpokladu, ţe jednotlivé prvky střešní konstrukce (plášť, vaznice a
zavětrování) pouze přenášejí a roznášejí vnější zatíţení.
 Prostorové dřevěné konstrukce jsou konstruovány tak, ţe působí v prostoru jako
jednolitý celek, ve kterém se na únosnosti konstrukce podílejí všechny prvky.
 Prostorové působení a moţnost vyuţití pomocných prvků ke zvýšení únosnosti
konstrukce zaručují hospodárnost tohoto typu zastřešení. Zvýšenou pozornost
však musíme věnovat otázkám trvanlivosti těchto konstrukcí, a to především z
hlediska moţného napadení dřevokaznými houbami.
 Na prostorové konstrukce by se mělo pouţívat jen impregnované dřevo.
 Na rozdíl od rovinných konstrukcí se prostorové konstrukce při porušení jednoho
prvku obvykle nezřítí, protoţe sousední prvky jsou prostorově spojeny a mohou
nahradit ztrátu únosnosti porušeného prvku.
Prostorové konstrukce jsou vhodné především:
- jsou-li ve stěnách objektů velké otvory (např. u
hangárů);
- při obtíţném zachycování vodorovných sil
stěnami nebo při špatných základech;
- pro zastřešení objektů kruhového půdorysu
nebo tvaru pravidelného mnohoúhelníku.
Naproti tomu se prostorové konstrukce nemají
pouţívat:
- nad vlhkými provozy;
- u objektů, u nichţ vznikají úţlabí, ve kterých se
hromadí sníh;
- pro zastřešení vysokých prostor s malým
rozpětím.
Nejpřehlednější dělení dřevěných
konstrukcí :
 na plnostěnné
 příhradové konstrukce.
prostorových
Příklady hyperbolicko parabolických skořepin
Plnostěnné prostorové konstrukce
 Vznikají vrstvením, převáţně deskového řeziva, kříţem přes sebe ve dvou nebo
třech vrstvách
 Vrstvy se spojují hřebíky nebo lepením do skořepiny.
 Vytvořené skořepiny mají válcový, rotační, hyperbolicko-parabolický, eliptickoparabolický a jiný tvar.
 Nejvíce rozšířeny jsou hyperbolicko-parabolické skořepiny.
Příhradové prostorové konstrukce
 Sestavují se z jednotlivých prutů (lamel) spojených do styčníků v prostoru.
Nejrozšířenější jsou příhradové kopule a klenby.
 Velmi hospodárnou a na montáţ jednoduchou střešní konstrukcí je lamelová
klenba, nejčastěji jako válcová nosná plocha.
 Řídící křivkou válcové plochy je nejčastěji kruţnice.
 Lamely se zhotovují z fošen nebo prken tloušťky minimálně 24 mm. Poměr
tloušťky k šířce lamely se volí asi 1:5 a poměr délky a šířky lamely asi 10 cm. Tyto
zásady platí do rozpětí klenby přibliţně 20 m.
 Jako styčníkové spoje lamelových konstrukcí se nejčastěji volí svorníky.
Lamelová klenba s detaily moţného provedení styčníků
Dřevěné lávky a mosty
V průběhu uplynulých patnácti let se v Evropě zvýšilo pouţití dřeva na lávky a
mosty. Přispěl k tomu i vývoj nových způsobů zvyšování uţitných vlastností
dřevěných konstrukcí - např. pomocí nových typů spojů na bázi dřeva a oceli,
vyztuţování dřeva ocelí, spřahování dřeva s betonem apod. Zpracovány byly téţ nové
progresivní postupy pro navrhování dřevěných konstrukcí.
Dřevěné mostní konstrukce se nejvíce pouţívají:
- na komunikacích v lesích a v lesoparcích;
- na lávky pro pěší a pro cyklisty;
- na silniční mosty:
přes cesty pro pěší a pro cyklisty,
přes vodní toky a jezera.
 Dřevěné lávky a mosty jsou vhodné především z architektonických, estetických a
ekologických hledisek.
 Vyznačují se nízkými výrobními, přepravními a montáţními náklady.
 Náklady na jejich zakládání, podpěry a opery jsou téţ nízké.
 Jejich výhodou je téţ malá vlastní tíha a jednoduchá a rychlá montáţ.
Konstrukce lávek a mostů
Z hlediska vnějšího vzhledu rozdělujeme dřevěné lávky a mosty na nekryté a kryté.
Zastřešení lávky či mostu je v zásadě nejjednodušší a zároveň nejúčinnější způsob
jak zajistit jejich dlouhodobou ţivotnost.
Za účelem dosaţení co nejlepších uţitných vlastností lávek a mostů musíme při jejich
navrhování uváţit následující podmínky a poţadavky:
- polohu a tvar terénu;
- rozpětí;
- zatíţení;
- podjezdnou výšku a světlý profil;
- základové podmínky;
- architektonický tvar.
Nosná konstrukce dřevěné lávky či mostu můţe být provedena mnoha různými
způsoby. Většina dřevěných mostních konstrukcí však vychází z osvědčených
základních konstrukčních systémů (znázorněných na obrázku) nebo jejich
kombinací.
Základní konstrukční systémy
dřevěných lávek a mostů
Klíčovým problémem dřevěných lávek a mostů je zajištění jejich ţivotnosti.
 Hlavním důvodem poškození dřevěných lávek a mostů dřevokaznými houbami je
téměř vţdy špatná konstrukce detailů z hlediska jejich ţivotnosti a zanedbaná
údrţba.
 Vedle dřeva je třeba věnovat pozornost ocelovým spojovacím prostředkům. Tyto
musí být vţdy opatřeny protikorozní ochranou. Jako protikorozní ochranu je
moţné pouţít ţárové pozinkování a případně další ochranné vrstvy. Ve velmi
agresivním prostředí je vhodnější pouţít spojovací prostředky z nerezavějící oceli.
 Všechny otázky ochrany a údrţby dřeva je třeba uváţit jiţ v průběhu zpracování
projektu lávky či mostu.
 Jedním ze způsobů, jak chránit dřevo, je udrţovat ho stále suché.
 U realizovaných dřevěných lávek a mostů je třeba důsledné provádět periodickou
prohlídku a údrţbu celé mostní konstrukce jednou za tři aţ pět let.