Dřevěné Stropní Trámy: Rozteč a Výpočet

Dřevěné trámové stropy jsou tradičním a osvědčeným řešením pro překlenutí rozponů v budovách. Tento článek se zabývá klíčovými aspekty návrhu a realizace dřevěných stropů, včetně výpočtu rozteče trámů, použitých materiálů a moderních metod rekonstrukce.

Konstrukční Zásady Dřevěných Trámových Stropů

Dřevěné trámové stropy se používají na rozpony kolem 5 až 6 m. Hlavními nosnými prvky těchto stropů jsou stropní trámy (stropnice) osově vzdálené obvykle v rozmezí 900 až 1 200 mm. U novějších typů těchto konstrukcí je používáno menších profilů, proto se vzdálenosti volí menší.

Stropnice jsou uloženy do kapes ve zdivu popřípadě na dřevěný nebo ocelový průvlak. Délka uložení na nosnou stěnu je 150 až 200 mm. Zhlaví trámů je nejlépe ošetřit biocidními prostředky, aby nepodléhala degradaci biologických činitelů a uložit na nesavé, popřípadě naimpregnované podklady, aby se zabránilo vzlínání vlhkosti ze zdiva.

Mezi zhlavím trámu a stěnou je třeba nechat mezeru alespoň 50 mm pro odvětrání. Krajní trám je vzdálen min. 50 mm od zdiva, aby z něho nepřijímal vlhkost. Na stropní trámy se nejčastěji používalo smrkové, jedlové a modřínové dřevo.

Rozměry Trámů

Šířka trámů se obvykle volí v rozmezí 80 až 200 mm, výška 120 až 300 mm v závislosti na zatížení a rozpětí stropu. Výška profilu trámu se vypočítá přibližně podle empirického vztahu h = 0,02 x l + 160 (až 200 mm), šířka trámu b = 2/3 až 3/4 h, kde l je rozpětí.

Čtěte také: Dřevěné sudy: tradiční výroba

Kotvení Trámů

Pro zajištění prostorové tuhosti objektu a zvýšení stability nosných zdí se některé stropnice stropu kotví k nosné zdi ocelovými kotvami (trámové kleště - táhlo s okem a se závlačí), které se připevňují na zhlaví trámu a jsou zakotveny do zdi. Trámové kleště se osazovaly obvykle u krajních stropnic, v místech meziokenních pilířů a ve vzdálenosti max. 3 - 4 m.

Problémy S Kotvením

Zhlaví trámů s trámovými kleštěmi bylo velmi rizikovým místem stropu - dochází ke kondenzaci páry na kovových kleštích, která způsobuje jejich korozi a zvýšení vlhkosti kolem zhlaví trámu, což aktivuje vznik hniloby a výskyt dřevokazných hub a hmyzu.

Požární Bezpečnost

Boční povrch stropních trámů musí být, z hlediska požární bezpečnosti, vzdálen od vnitřního líce komínového průduchu nejméně 30 cm a trámy nesmí zasahovat do zdiva komínů. Nelze-li tuto podmínku dodržet, je nutné nosník směřující do komínového zdiva osadit na výměnu, která přenáší zatížení trámů do sousedních nosníků nebo lze tyto trámy uložit na ocelovou konzolu.

Typy Dřevěných Stropů

Existuje několik typů dřevěných stropů, lišících se konstrukcí a vlastnostmi:

• Strop s prkenným záklopem: Tento strop je tvořen nosnými trámy, záklopem z prken nebo fošen pokládaných na sraz nebo na polodrážku. Stropnice se ukládají ve vzdálenosti 0,9 m až 1,0 m do kapes ve zdivu. Tyto stropy jsou vhodné pro rozpony kolem 4 m.
• Strop s násypem: Tento strop je podobný předcházejícímu typu stropu, má však na záklopu proveden násyp ve vrstvě min. 80 mm tlusté. Na násypu je umístěna prkenná podlaha, která je připevněná na polštářích. K zajištění těsnosti záklopu proti propadávání násypu se provádí záklop lištový nebo překládaný. Na násyp se používala škvára popřípadě v současnosti pórobetonová drť nebo různé druhy lehkého kameniva (např. Liapor). Tento strop má také lepší protipožární a akustické vlastnosti.
• Strop s falešnými trámy: Jedná se o alternativu trámového stropu s viditelnými trámy, kde jsou kolmo k nosným trámům uloženy výměny (falešné trámy), které v podhledu vytvářejí čtvercové nebo obdélníkové kazety.
• Polospalný strop: Jedná se o polospalný strop, který je pro zvýšení odolnosti vůči ohni opatřen při horním líci záklopem s násypem z nespalného materiálu ve vrstvě tlusté min. 80 mm. Do násypu se kolmo na směr trámů umísťovaly polštáře ve vzdálenosti 0,6 až 0,8 m a na ně se přibíjela dřevěná podlaha. Průřezy polštářů byly 50x100 až 80x120 mm. Dolní líc trámů chránilo podbití z prken tlustých 13 mm s rákosovými rohožemi nebo drátěným pletivem a omítkou. Nevýhodou těchto stropů byla velká konstrukční tloušťka. Tyto stropy se používaly při výstavbě bytových domů od 19.
• Strop se sníženou tloušťkou: Tyto stropy odstraňují částečně nedostatek předešlého typu stropů. Je snížená jeho celková tloušťka o výšku polštáře, tj, o 80 až 100 mm a tloušťku záklopu. Záklop je umístěn mezi stropní trámy na latě 30 x 50 mm a polštáře jsou kladeny rovnoběžně s trámy ve vzdálenosti od trámu 80 mm. Tyto stropy se používaly pro rozpony až 6m.
• Strop s odděleným podhledem: Jedná se o typ trámového stropu, ve kterém byla konstrukce podhledu oddělena od vlastní nosné konstrukce. Používaly se u stropu, kdy podhledy byly zdobeny štukovou výzdobou, která by mohla být průhybem stropní konstrukce poškozena. Nosná konstrukce podhledu byla provedena na samostatných trámech tzv. rákosnících, které byly umístěny ve vzdálenosti 50 mm od vlastních nosných trámů, aby se průhyb od stropnic nepřenášel do podhledu. Oddělenou konstrukcí podhledu se zlepšily akustické vlastnosti stropu, větší je však spotřeba dřeva, jsou nutné v nosné stěně, což oslabuje její únosnost.

Moderní Dřevěné Stropy

V současné době se můžeme setkat s novodobými stropy s viditelnými dřevěnými trámy, které splňují estetické požadavky architektů. Konstrukčně mohou být řešeny buď nepravými trámy v pohledu stropní konstrukce jiného typu, nebo jsou to trámové konstrukce zohledňující novodobé technologie a požadavky např. lepené trámové nosníky.

Čtěte také: Venkovní sezení ze dřeva

Novodobé konstrukce stropu mohou být také provedeny s rovným protipožárním podhledem ze sádrokartonu. Při rekonstrukcích lze u trámových stropů nahradit násyp keramickými tvarovkami a podhled provést ze sádrokartonových desek. Vzdálenost trámů se řídí velikostí tvarovek, bývá 0,5 až 0,75 m.

Stropy S Ocelovými Nosníky

Nosným prvkem tohoto stropu jsou ocelové válcované nosníky ve tvaru I a U, do kterých jsou uloženy dřevěné trámy. Ocelové profily mají osovou vzdálenost 3 až 4 metry. Délka uložení ocelových nosníků na nosných podporách je 250 mm, jejich záhlaví se (na rozdíl od dřevěných stropnic) mohou zazdít. Čela stropnic se zaklínkují do I profilu.

Výpočet Průřezu Stropního Nosníku

U patrové dřevostavby se nevyhneme dřevěnému stropu, který tvoří vodorovnou nosnou konstrukci, na kterou osazujeme stěny dalšího patra. Pokud máme v projektu navrhnutý trámový strop, je vždy dobré vědět, s jakým rozměrem můžeme počítat následně při vlastní realizaci.

V rámci tohoto článku si projdeme jednotlivé parametry, které ovlivňují samotný návrh průřezu (rozměrů) stropního nosníku. Mezi ty základní patří zatížení. V naší online kalkulačce Stropní trámy - výpočet průřezu se můžete setkat s názvy stálé a užitné zatížení.

• Stálé zatížení vyjadřuje vlastní váhu zvolených stropních nosníků.
• Naopak při užitném zatížení se počítá s váhou, která může být proměnlivá a na stropní konstrukci je rozmístěna nepravidelně. Jedná se například o váhu nábytku, různých předmětů, ale také osob, které se po stropu pohybují.

Abychom stanovili průřez stropního nosníku, budeme potřebovat ještě znát dva délkové rozměry. U prvního se jedná o rozpětí (vzdálenost mezi nosnými stěnami), na kterých bude stropní trám ležet.

Čtěte také: Grilování: uhlí nebo brikety?

Vzdálenost Nosníků

1. Při výběru hodnoty vzdálenost nosníků obvykle vycházíme z rozměrů velkoformátových desek, které po osazení stropních nosníků použijeme na záklop stropu. Dost často se používá záklop z OSB desek v systému pero-drážka, kdy je rozměr desky 625 × 2500 mm. Desky klademe delší stranou kolmo ke stropnímu nosníku.
2. Další hodnota v kalkulačce je stálé zatížení. Pokud plánujete stavbu rodinného domu, zvolte hodnotu 1,75 kN/m².
3. U užitného zatížení se řídíme dle předpokládané váhy prvků v místnosti. Jenom pro vysvětlení, 1 kN = 100 kg.
4. Hodnoty rozpětí jsou odvozeny od standardních rozměrů místností v rodinných domech.

V moderních patrových dřevostavbách se pro výrobu stropních nosníků používají KVH hranoly, někdy v kombinaci s pevnějšími dřevěnými hranoly z BSH profilů. Při rekonstrukcích domů nebo výstavbě hospodářských objektů se častěji setkáme se sušeným řezivem, které je nutné ošetřit před zabudováním do konstrukce impregnačním prostředkem.

Kotvení Trámů Ke Stěnám

Při osazení stropních trámových nosníků je důležité nepodcenit jejich kotvení ke stěnám, které bývají zpravidla ukončeny zdvojenou horní pásnicí nebo věncem. Jako spojovací materiál je možné použít ocelové kotevní prvky (stropní třmeny, úhelníky s prolisem apod.). V případě přiznaných (pohledových) stropních nosníků se používá sortiment spojovacího materiálu, který je zapuštěný do dřeva trámů.

Zajištění Proti Klopení

Pokud jste na stropní konstrukci použili například řezivo profilu 60 × 240 mm, je důležité tyto nosníky zajistit proti jejich klopení. To zabezpečíte tak, že mezi jednotlivé stropní nosníky umístíte tzv. bloky. Jedná se o krátké stropní profily vkládané kolmo mezi jednotlivé stropní nosníky po vzdálenosti přibližně 2-3 m. Bloky se také vkládají na začátku a na konci mezi jednotlivé trámy, a díky nim je tak strop uzavřen po obvodu stavby. Bloky kotvíme do stropních nosníků pomocí vrutů.

Rekonstrukce Dřevěných Trámových Stropů

Článek představuje proces restaurování stávajících trámových stropů metodou spřažení stávajícího dřevěného trámového stropu s deskami na bázi dřeva, což je obvyklý požadavek zvýšení únosnosti a tuhosti stropu, tedy snížení průhybů a vibrací od užitného zatížení.

Posilování stávajících trámových stropů je jedním z častých požadavků při rekonstrukcích bytových i občanských budov. Obvykle je požadavkem zvýšení únosnosti a tuhosti stropu, tedy snížení průhybů a vibrací od užitného zatížení. Může se jednat o stropy, které již v současnosti vykazují vady, ale i o stropy bez vad nově plánované na vyšší zatížení, než tomu bylo doposud.

Spřažení Dřevěných Stropů

Spřažení dřevěných trámových stropů s deskami na bázi dřeva je efektivní metodou suché výstavby při rekonstrukcích, kdy je potřeba zvýšit tuhost stávajícího stropu a přitom být maximálně ohleduplný k současné stavbě. Hlavní využití této metody je pro posilování stropnic stávajících dřevěných trámových stropů, kde stropnice jsou lehce poddimenzované a působí jako prostý nosník o rozpětí cca 3-8 metrů. Obvyklé rozteče stropních trámů jsou kolem 1 m.

Použití mechanicky spojovaného deskového materiálu na bázi dřeva má svá specifika. Základní nosný prvek stropu je tvořen stropnicí (obvykle obdélníkového průřezu) a deskou na bázi dřeva (OSB, LVL, překližka) spojených pomocí mechanických spojovacích prostředků (dvouzávitové vruty WT-T) do jednoho kompozitního průřezu.

Modul Posunutí

Každý spřahující vrut je namáhán střihovou silou, a tedy je vystaven posunutí. Vztah mezi vzájemným posunutím části průřezu a příslušnou silou je vyjádřen modulem posunutí Kser.

Spojovací prostředky musí být kontinuálně rozděleny po celé délce nosníku, nicméně v rámci ekonomiky a efektivity návrhu je výhodné, aby jejich rozmístění korespondovalo s velikostí smykové síly v dané oblasti. Posouzení navrženého průřezu vychází z teorie kompozitního nosníku s poddajně spojenými částmi.

Vzhledem k tomu, že vibrace vytváří obvykle jednotlivá osoba (soustředné, bodové zatížení), lze s výhodou využít i roznos tohoto zatížení nově vytvořeným stropním diafragmatem v příčném směru na okolní nosníky. Tuto funkci může přebírat i konstrukce podlahy, obzvláště pokud obsahuje podlahové rošty.

Nerovnosti Stropnic

Původní historické stropnice obvykle nevykazují vzájemnou rovinnost horní hrany. Jednotlivé kusy často bývají různě zkroucené, deformované od průhybu nebo nerovnoměrně uložené v podporách. Toto bylo akceptovatelné z toho důvodu, že nad záklopem byla ještě poměrně masivní vrstva násypu a tedy rovinnost hrubé podlahy nebyla požadována.

Za předpokladu, že i nová konstrukce podlahy bude obsahovat vyrovnávací vrstvu, lze tyto nerovnosti také akceptovat. Pro odchylky v rovinnosti horní hrany stropnic je limitující potřeba zajistit plné dosednutí všech podpor první vrstvy deskového materiálu (uloženého kolmo na stropnice). Absolutní hodnota odchylek v rovinnosti je dána interakcí mezi tuhostí použité desky a vzdálenosti mezi stropnicemi, protože přirozený průhyb desky menší nerovnosti absorbuje (tenká OSB deska umožňuje při stejné rozteči stropnic povolit větší nerovnosti podkladu než tlustá deska LVL).

Příčné spoje desek musí na sebe těsně navazovat (bez výškových skoků), protože navazující horní vrstva desek musí plošně kopírovat podklad. Neakceptovatelné nerovnosti stropnic je možné řešit podložením nebo se zbroušením přečnívajícího povrchu.

Desky se kladou ve dvou na sebe kolmých směrech. První vrstva je roznášecí, klade se kolmo ke stropnicím a primárně zajišťuje přenos svislého zatížení působícího mezi stropnicemi. Druhá vrstva je kladena rovnoběžně se stropnicemi a primárně zajišťuje požadované vyztužení stropnic, je to tedy tlačená část nově vytvořeného T-průřezu.

Za předpokladu účinného propojení obou vrstev (například slepením) lze uvažovat obě dvě vrstvy jako jeden kompaktní ztužující materiál. Jako deskové materiály se nejčastěji používají desky OSB, LVL a překližka. OSB desky jsou cenově výhodné, nicméně mají výrazné reologické chování (dotvarování v čase) a velmi nepříznivě reagují na zvýšenou vlhkost. Naopak desky LVL jsou sice dražší, nicméně reologický a vlhkostně se více podobají dřevu.

Volné okraje desek musí být z důvodu tuhosti finální podlahy podepřeny nosným prvkem. Z tohoto důvodu se podél uložení trámů vkládá výztužný nosník. Všechny deskové materiály je nutno dilatovat dle požadavků výrobce. Tato dilatace má zásadní vliv na funkčnost podlahy a zajišťuje možnost realizace objemových změn materiálu. Obvykle je dostatečné rozdělit dilatační celky po jednotlivých místnostech bytových domů. Dilatace probíhá kolem stěn a rozděluje jednotlivé stropy na samostatné dilatační celky.

Spojovací Prvky

Jako spřahující prvky jsou použity dvouzávitové vruty SFS WT-T. Hlavním důvodem pro použití těchto vrutů je jejich stahující účinek, který vytváří předpětí ve spoji mezi stropnicí a deskovým materiálem. Toto předpětí zvyšuje tření ve smykové ploše a v případě použití lepidla zajišťuje přítlak v průběhu tvrdnutí lepidla. Vysoká protikorozní ochrana a speciální hlava umožňuje pozdější vyšroubování vrutu.

Rozteče vrutů jsou z důvodu snadné montáže rozdělený do několika úseků s různou hustotou vrutů, což reflektuje maximální sílu na okraji a minimální uprostřed stropnice. Rozteče vrutů, jejich vzdálenosti od okrajů a mezi sebou musí splňovat požadavky statického výpočtu, normativních dokumentů i doporučení výrobce. Vlastní zavrutování může být kolmé nebo šikmé. Při kolmém zavrutování vrut přenáší sílu hlavně svou smykovou tuhostí, při šikmém zavrutování efektivně přidává i svou pevnost v tahu.

Případové Studie

Uvádíme příklady rekonstrukcí stropů pomocí metody spřažení:

• Lehká verze spřažení s OSB deskami: Stropnice s rozponem 6,1 m, průřez 210×270 mm, osová rozteč po 1,04 m. Pro snížení průhybu a zvýšení tuhosti stropu bylo provedeno spřažení stropnice s dvojitou OSB4 deskou Egger 22 mm 4PD. Po provedení spřažení byla zkoušena tuhost výsledného stropu pomocí zjednodušeného tzv. Heel drop testu.
• Rekonstrukce podlahy na kancelářské prostory: Stropnice s rozponem 7,0 m, průřez 200×250 mm, osová rozteč po 1,0 m. Pro splnění požadavků na bezpečnou únosnost stávajících stropnic bylo navrženo spřažení stávajících stropnic s deskou LVL, kladenou ve dvou vrstvách nad sebou.

Experimentální Výzkum

Experimentální výzkum má za úkol testovat hlavní nosný prvek spřažení, tedy vruty spojující deskový materiál se stropnicí. Tento výzkum je zaměřen jak na jednotlivé spojovací prvky (modul prokluzu a vliv tření od stahujícího účinku dvouzávitových vrutů), tak na nosník jako celek.

V rámci experimentů se bude sledovat vliv různých typů vrutů na únosnost v různých materiálech (OSB deska, LVL deska a překližka). Vzhledem k přítlačné síle vyvozované od dvouzávitových vrutů SFS WT-T existuje možnost posílení tuhosti spoje lepidly. Laboratorní zkouška stropnice reálných rozměrů je ve fázi přípravy. Během této zkoušky bude možné sledovat soulad modelu spojovacích prostředků v programu na bázi MKP s realitou.

Výhody Spřažení Stropů

Posilování stávajících trámových stropů metodou spřažení dřevěných stropnic s deskami na bázi dřeva má velké množství výhod, které byly v procesu návrhu i realizace potvrzeny. Realizované stropní konstrukce obecně vykazovaly vyšší tuhost, než byla výpočtem předpokládána.

Tloušťka Palubek a Rozteč Trámů

Řešení jednoduché skladby dřevěné podlahy na menší stavbě spočívá ve volbě vhodné tloušťky podlahové oboustranné palubky. Pro relativně velkou rozteč mezi trámy (78 cm mezi trámy 24/16 - osová 94 cm a v místě schodů 82,5 cm - osová 98,5 cm) se doporučuje zvážit tloušťku palubky. Plánovaná tloušťka 40 mm nemusí být snadno dostupná, proto je otázkou, zda by stačila i tloušťka 30 mm, zejména s ohledem na případné prohnutí.

V podkroví se nachází jen 2x 75 příčka z SDK, která je uprostřed na trámu. Dříve se i taková konstrukce na podlahu podkroví používala, dokonce stropnice byly často nedělené, z čehož plyne, že jejich průřez zdaleka nebyl po celé délce konstantní, klidně jste našel i zúžení "o prkno".

Lokální průhyb podlahy se řešil její skladbou, kdy na prkenný záklop přišly dřevěné trámky kolmo na stropnice téměř ve výšce zásypu (typ. 5 až 8 cm), mezi nimi zásyp a na ně opět prkenný záklop tvořící finální podlahu. Určité neprůzvučnosti bylo dosaženo tíhou zásypu, globální průhyb podlahy se neřešil, z čehož plynuly přinejmenším nepříjemnosti typu praskání omítky po ploše stropu a vznik spár mezi omítkou na stěně a na stropě.

Dnes musí stropní konstrukce splnit určité požadavky (zatížení, průhyb, neprůzvučnost). V každém případě bude nutné nějak vyřešit tu osovou vzdálenost stropnic - odhaduji to minimálně na záklop OSB 2x18 lepený/svázaný vruty, a ani to by nemuselo, např. při zatížení bet. dlaždicemi (zvýšení neprůzvučnosti), stačit.

Nedoporučuje se pouštět se do rekonstrukce bez toho, aby projekt konstrukce viděl a napočítal statik, a taktéž by to chtělo posoudit stav stropnic (hmyz, houby, zhlaví). Ony ty stropnice vše vámi požadované unesou, ale kvalita takového stropu/podlahy nemusí být taková jakou si představujete (dynamické prohýbání, vibrace,...). Přitom existují řešení, jak ji výrazně zlepšit (rákosníky, vata jako akustická izolace, plovoucí podlaha, kročejovka, příložky ke stropnicím apod.).

Tabulka: Parametry pro Výpočet Průřezu Stropního Nosníku

tags: #dřevěné #stropní #trámy #rozteč #výpočet

Oblíbené příspěvky:

• Jak pěstovat australské černé dřevo
• Kanoe a kajak
• Jak správně položit OSB desky na podlahu?
• Dřevěné fasádní obklady
• Jak namontovat žaluzie do dřevěných oken svépomocí?