Poruchy staveb a jejich řešení: Dodatečné kotvení pozednice pro stabilní krov

Dřevo je velmi starý a stále velmi používaný materiál, z něhož se staví různé přístavky, chaty, krovy, stropní konstrukce a dokonce celé domy. Vyniká skvělými vlastnostmi a snadno se s ním pracuje. Ze středu stromů se v pile řežou trámy, které se následně využívají na stavbu krovů. Tyto trámy, opracované do čtvercového nebo obdélníkového tvaru, tvoří základy nosných konstrukcí stropu, staví se z nich krovy a celé sruby. Dříve z nich vznikalo hrázděné zdivo, kdy se konstrukce z trámů vyplnila maltou nebo cihlami.

Slabá místa krovů a jejich poškození

Přestože jsou krovy ve starších domech prověřené časem, i ony mají svá slabá místa, o kterých je dobré vědět. Největším problémem u krovů je biotické poškození dřeva, které obvykle poměrně úzce souvisí s pronikáním nadměrné vlhkosti k jednotlivým prvkům a jejich styčníkům. V prahové oblasti, kde se nachází pozednice, vazné trámy a krátčata, navíc může docházet i k nepříjemnému sčítání zmíněných účinků.

Výhodou ale bývá to, že s výjimkou krovů zakrytých půdními vestavbami bývají tato místa obvykle dobře přístupná ke kontrole stavu materiálu. Jelikož jde o důležité nosné prvky, měly by být prováděny jejich pravidelné prohlídky nejméně dvakrát ročně. Ať už jde o poškození zaviněné dřevokaznými houbami či hmyzem nebo o „lidské“ chyby při opravách a úpravách krovů, vždy je důležité si uvědomit, které prvky a spoje ustálených konstrukčních typů jsou klíčové pro konstrukční stabilitu celku.

Typy krovových soustav a jejich specifické problémy

U starších staveb se nejčastěji setkáváme se dvěma hlavními konstrukčními systémy, neboli krovovými soustavami: jde o krovy krokevní (hambalkové) a vaznicové. V praxi se však často objevují i krovy se znaky obou konstrukčních systémů.

Krokevní (hambalkové) krovy

U krokevního krovu je základním nosným prvkem pár krokví ve vrcholu o sebe navzájem opřených, ideálně do podoby trojúhelníku tvořeného krokvemi a vazným trámem. Krokevní krovy jsou citelněji poškozovány netěsnostmi střešního pláště. Když srážková voda pronikne pod krytinu, stéká po šikmé krokvi dolů a hromadí se v dlabu na konci vazného trámu. A právě tento styčník má pro konstrukci tohoto typu klíčovou roli. Pokud pak k zatékání dochází delší dobu, může spoj po nějakém čase zcela ztratit svou funkci.

Čtěte také: Jak na poruchy a opravy zděných budov

Námětky krokví proto mají za úkol posunout okapovou hranu střechy co nejdále od fasádního líce a současně umožňují provětrávání tohoto kritického spoje krokve a vazného trámu. Pokud by přeci jen došlo k jeho poškození, jsou už u těch nejstarších středověkých krovů z vnitřní strany osazovány relativně krátké patní vzpěry krokví, které jsou schopné na sebe převzít na nějakou dobu část zatížení.

Další slabinou krokevních krovů je to, že jejich prahové části bývají často zazděné do koruny zdiva. Nejčastěji jde o pozednice, někdy zcela skryté, protože sloužily ke zpevnění římsového zdiva. Po delší době se však u těchto případů může nepříznivě projevit nadměrná kondenzace vzdušné vlhkosti v promrzající části zdiva.

Vaznicové krovy

Oproti krokevním krovům, u vaznicových krovů není rovina střechy nijak zalomená a spodní konce krokví někdy i dost výrazně vystupují ven. Jako vaznicové krovy bychom správně měli označovat ale jen takové, kde mají podélné prvky skutečně nosnou funkci. Vaznicový krov využívá vodorovných prvků (vaznic) pro opření šikmých prvků (krokví).

U vaznicových krovů je při zatékání pod krytinu situace v patě krokve odlišná, protože voda může po přesahujících krokvích vytékat ven. Nicméně je třeba si dát pozor na to, že u zadrápnutého spoje vzniká na pozednici miskovitý prostor, který se může v případě lokálního poškození střechy naplnit vodou. Spoj sedlaný na plný profil je z tohoto pohledu odolnější, klade však větší nároky na hřeb, kterým je krokev k vaznici či pozednici uchycena. Podobně jako u krokevních krovů je i v tomto případě pozednice náchylnější k poškození kvůli přímému kontaktu se zdivem a tím způsobené zvýšené vlhkosti dřeva. Při opravách pozednic je proto dobré zvážit výměnu měkkého dřeva za trvanlivější, například dubové.

Vazné trámy u vaznicových krovů bývají často osazeny níže než pozednice. Pokud jsou konce vazných trámů vetknuté do povětšinou tenké nadezdívky, dochází u nich právě často k poškození takto zazděných zhlaví promrzáním a zvýšenou vlhkostí uvnitř zdiva v kombinaci s nedostatečným provětráváním.

Čtěte také: Jak efektivně řešit poruchy staveb

Další běžné problémy krovů

Potíže se zatékáním se také velmi často objevují v oblastech střešních úbočí a nároží. Vnitřní střešní úbočí jsou namáhána větším množstvím stékající vody, nárožní hřebenáče jsou zase poškozovány velmi silným větrem. Problém je ale hlavně geometrické povahy. Úboční i nárožní krokve mají zákonitě nižší sklon, což odtok vody na úboční straně ještě o poznání zpomaluje.

Význam správné údržby a prevence

Zásadní význam pro dřevěné stavební konstrukce má především správná údržba a preventivní péče. Opomíjená drobná závada, například poškozený hřeben střechy nebo lemování komína, může zůstat nějaký čas bez následků. Při dlouhodobém hromadění vody v konstrukčně důležitém uzlu už mohou být dopady zanedbané údržby fatální. U místností vestavěných do podkrovního prostoru je nejrozumnější mít celou nosnou dřevěnou konstrukci viditelnou z interiéru nebo alespoň přístupnou revizními prostupy k občasným kontrolám. Podobně jako v minulosti je třeba věnovat pozornost i dostatečnému provětrávání půdního prostoru, zvláště při rekonstrukcích.

Je třeba dát pozor také na takzvané pojistné hydroizolační fólie, které mohou konstrukci někdy více uškodit než pomoci.

Statika a kotvení pozednice

Konstrukční řešení krovu a jeho spolupůsobení se stavbou je v mnoha případech podceňováno. Naprostá většina bytové výstavby v současnosti využívá prostor pod krovem jako obytnou plochu. Bohužel řada architektů se soustředí pouze na tvar krovu a dispozici půdní vestavby. Konstrukční řešení odkládají s tím, že na to je ještě dost času. A někdy se jím nezabývá ani projektant a nechává ho na dodavateli. Dost často pak jeho poznámku „…bude součástí prováděcí dokumentace realizační firmy“ čtou jako první až tesaři na stavbě.

Co je pozednice a její funkce?

Pozednice je také známé jako stropní vaznice. Jedná se o čtvercový trám, který je obvykle vyroben ze dřeva o délce strany 10 až 15 cm. Někdy se můžete setkat také se zděnou latí z betonu, ale vzhledem k její hmotnosti se jedná o vzácné a nepříliš praktické řešení. Obvykle se instaluje na železobetonový vazný trám nebo kolenové stěny, i když existuje i možnost kotvení pozednice bez vazného trámu. Účelem doplnění zdiva je ztužit střešní konstrukci a stabilizovat ji při zatížení. Správné ukotvení pozednice umožňuje rovnoměrný přenos zatížení ze střešního krovu na stěny. Tím je zajištěno, že celá budova je dostatečně vyztužena.

Čtěte také: Poruchy staveb: analýza a řešení

Historický a současný přístup ke kotvení pozednic

Dříve bývalo zvykem vždy přenášet vodorovnou sílu kotvením pozednic pásovinou, upevněnou do stropních či vazných trámů (v případě středních zdí byl vazný trám opět napojen pomocí kramlí) nebo zavětrováním plné vazby a podobně. Poměrně elegantní statické řešení představuje krov s námětky, kdy jsou krokve čepovány přímo do stropních trámů nad obvodovým zdivem. Vodorovné síly jsou tak vyneseny navzájem přes tento trám a svislé síly z krokve jsou vnášeny přímo do zdiva.

V současnosti se obecně předpokládá vynesení vodorovné síly z krokví přes pozednici do pozedního věnce a do navazující konstrukce, obvykle nadezdívky. Pozednici, na kterou působí vodorovné zatížení z krokví, je nutné kotvit do železobetonového pozedního věnce. Z tohoto věnce je nutné působící sílu přenést do příčných ztužujících stěn. Vzdálenost těchto ztužujících stěn je opět předmětem návrhu projektanta a vychází z možnosti vyztužení železobetonového věnce. Jedná se o vzdálenosti do 5,0 m. Nadezdívka rovněž vzdoruje proti vodorovným silám krovu, ale jedná se o tak malý příspěvek, že se vždy zanedbává. To znamená, že pevnost zdiva v ohybu se v těchto případech uvažuje jako nulová. Veškeré zatížení, které vytlačuje nadezdívku směrem ven je tak nutné přenést pozedními věnci do příčných stěn nebo šikmými táhly kotvenými do tuhé stropní konstrukce.

Problémy s vodorovnými silami a nedostatečným kotvením

Projektanti tuto skutečnost často více či méně zanedbávají. Výsledkem jsou poté sloupky „ve vzduchu“, které přitom mohla v přízemí podepřít konstrukce nosné stěny místo nenosné příčky. Pro přenesení reakcí od krokve je jednoznačně nejproblematičtější varianta hambálkového krovu s velkou svislou reakcí, která může někdy komplikovat nadimenzování vodorovných konstrukcí stropu (překlady).

Jednoznačně problematická z hlediska stability nadezdívky je u hambalkového krovu vodorovná reakce, která může způsobit i vážné poruchy na stavbě. Nepřikotvení pozednice způsobilo nejprve její natočení a poté se v místě oslabeném rozvodem elektřiny zlomila nadezdívka. V případě slabého vyztužení dojde k většímu průhybu věnce, a tudíž i větší deformaci nadezdívky směrem ven, což má za následek vznik trhlin v nadezdívce.

Pokud nedokážeme zajistit přenesení vodorovných sil z krovu do navazujících dostatečně tuhých konstrukcí, hrozí nám buď havárie, popřípadě přetížení krokví, doprovázené v lepším případě pouze zvýšeným průhybem. Pokud se na to zapomene, může to vést k závažným poruchám stavby, například trhlinám nadezdívek.

Kotvení pozednice: doporučená řešení

Většina objektů se sedlovou střechou je ukončena podkrovím s cílem využít prostor pod krovem pro obytné účely. Pro vytvoření obytných prostor v podkroví jsou použity novodobé krokvové soustavy - nejčastěji vaznicový nebo hambálkový krov s posuvným nebo neposuvným hambálkem. Tyto typy novodobých krovů vycházejí z historických krovů, tzv. stojaté stolice, kde se vynechávají některé konstrukční prvky jako např. vazný trám, sloupky, pásky, pozední kleštiny, vzpěry. Tyto prvky napomáhaly plně přenášet vodorovná zatížení působící na pozednici.

Zdánlivě nejjednodušším a seriózně působícím řešením je kotvení pozednice do dostatečně tuhého věnce. Ani možnosti železobetonu však nejsou bez omezení. Pro opravdu stoprocentní zajištění ukotvení zde byl dokonce realizován šikmý věnec v příčných stěnách přerušených dveřními otvory (připravena šikmá výztuž pro napojení). Ne vždy se ale dá provést kotvení do příčných stěn, protože v dispozičním řešení ani nejsou.

Jako vhodná verze z hlediska realizace a pro přenesení ohybového momentu se jeví k přenesení tahu použití páskové ocele ukotvené do stropní konstrukce a zatažené do železobetonového pozedního věnce. Zakotvení je nutné provést zatažením ohnuté pásoviny pod výztuž desky, jinak by hrozilo vytržení z betonu. Podobným řešením je i přímé kotvení pozednice táhlem zakotveným do stropní desky.

V odborné literatuře bývá doporučováno i řešení pomocí ukotvené závitové tyče protažené rovnou jak cihlami, tak i přímo pozednicí a zafixování pozednice šroubem přes podložku. Toto řešení však doslova svádí k vynechání pozedního věnce, což považujeme konstrukčně za nevhodné, a to nejen pro krov, ale i pro celkovou životnost stavby.

V případě absence ztužujících stěn je jako dalším vhodným, leč náročnějším řešením provedení svislých železobetonových sloupků v nadezdívce, které jsou ukotveny do tuhé stropní konstrukce a provázány v další etapě s věncem.

Jelikož stavbu musí vést stavbyvedoucí, tedy autorizovaná osoba, je nutné si tyto záležitosti ohlídat a investorům rizika vysvětlit. Jelikož jsou stavby rodinných domů často realizovány svépomocí, vzniká zde potencionální nebezpečí věnce zkracovat, nezatahovat do příčných stěn nebo dokonce úplně vynechat. To je vždy chybným rozhodnutím, jelikož extrémní zatížení, které bude na střechu působit může nastat klidně za 20 let. Překvapivě pak všichni koukají, když se vykreslí na fasádě trhliny od vykloněné nadezdívky.

Kotvy pro instalaci do pozednice

Ve většině případů se pozednice připevňuje ke spojovacímu nosníku pomocí kotev. Správné ukotvení je zárukou pevnosti celé střechy, zejména v souvislosti se silnými poryvy větru a jinými nepříznivými povětrnostními podmínkami. Lišty pro zdivo by měly být upevněny na patách nebo kolenních stěnách z vnější strany. Ukotvením pozednice však proces nekončí. V dalším kroku by měla být mezera mezi trámem a střechou řádně izolována. Tím se zamezí vzniku tzv. tepelných mostů, tj. míst, kterými může unikat teplo.

Výběr kotev se správnými technickými parametry zajistí stabilitu a bezpečnost celé stavební konstrukce. Kotvy musí mít správné technické parametry, jako je průměr a délka závitu. To umožní jejich pevné upevnění k podkladu. Nejčastěji volenými kotvami pro pozednici jsou kotvy ve tvaru písmene L a ve tvaru písmene U.

• Kotvy typu L se často používají k připojení krovu ke koruně budovy a k ukotvení dalších konstrukčních prvků k betonovému podkladu.
• Kotvy typu U jsou naopak oblíbenou volbou také díky modernímu způsobu tvarování závitu, který nabízí bezpečnost použití a pevné upevnění.

Pozednice je spojena s vyrovnaným základem (nosník kolenní stěny nebo stropním trámem) ocelovými kotvami o minimálním průměru 14 mm. Jejich rozteč je obvykle 2 m a v blízkosti rohů 1 m. Vzdálenost mezi kotvami by měla být určena roztečí mezi krokvemi. Předpokládá se, že jejich rozteč je dvojnásobkem vzdálenosti mezi krokvemi. Přesná vzdálenost mezi kotvami však závisí na konstrukci a statickém schématu střechy přijatém projektantem. Proto by informace o způsobu upevnění kotev k pozednici a o tom, jaká vzdálenost mezi nimi má být přijata, měly být zahrnuty do návrhu budovy. Kromě toho musí dokument obsahovat také informace o šroubech - jejich počet, průměr, délku a typ a jakost oceli, z níž by měly být vyrobeny.

Důležitým prvkem při spojování pozednice s vazným trámem jsou také podložky. Musí rovnoměrně rozložit tlak šroubu na dřevo na co největší plochu. Z tohoto důvodu by měly být použity speciální dřevěné podložky dostatečné šířky.

Moderní řešení krovů a kotvení pozednice

Pro efektivní využití podkroví se navrhují moderní soustavy krovů s minimem vnitřních tesařských konstrukcí. Z krovů proto zmizely hlavně vazné trámy a šikmá ztužení, aby nepřekážely v dispozici. Co ale nezmizelo je zatížení například od větru a je potřeba to řešit jinak. Dnes se budeme zabývat pozedními věnci, které jsou namáhány svislými a vodorovnými silami od šikmé střešní konstrukce.

Hambálkový krov

U hambálkového krovu tedy dochází k vypuštění středových vaznic. U hambálkových krovů rozlišujeme dva druhy - s posuvným hambálkem a neposuvným hambálkem. U hambálku jsou vodorovné prvky vždy tlačeným prvkem. Mezi dvě fošny (kleštiny) je nutné vložit hranol, který zvyšuje únosnost vodorovného prvku v tlaku s vlivem vzpěru.

Pokud v úrovni vodorovného prvku vytvoříme dále tuhý záklop například z OSB desek, vytvoříme tak vodorovný nosník procházející celou délkou stavby, na jejímž konci je tento nosník ukotven do štítového zdiva. Pokud tento nosník nevytvoříme, jedná se o posuvný hambálek a veškeré vodorovné zatížení přebírá věnec a nadezdívka. Je tedy variantou s největšími vodorovnými silami dosahující v závislosti na rozpětí i 9 až 12 kN a to v každém krokvovém poli. Pro představu 12 kN je rovno cca 1200 kg, které vytlačují pozednici s věncem a potažmo nadezdívkou směrem ven, a to v každém krokvovém poli. Na tyto vodorovné síly je nutné dimenzovat věnec i jeho důkladné upnutí do příčných stěn. Příčné stěny vzdáleny optimálně do 4,0 m. Větší vzdálenosti je nutné řešit se skrytými sloupky v nadezdívce, jak již bylo zmíněno nebo ocelovými táhly upnutými do tuhé stropní konstrukce.

Jedním z příkladů z praxe je posuvný hambálek na větší rozpětí s betonovou taškovou krytinou, kde ve štítových stěnách byly navrženy balkónové dveře, které znemožňovaly důkladné zatažení věnce do štítové stěny (nejlepší je věnec propojit skrz celou šířku objektu). Navrženo bylo zatažení věnce k balkónovým dveřím, kde se provedlo zalomení dolů směrem k tuhé stropní konstrukci, se kterou byla svislá část věnce provázána betonářskou výztuží. Tento systém byl proveden i u vnitřních příčných stěn a bylo tak vytvořeno důkladné kotvení věnce. Tento návrh doporučuji provádět u štítových stěn s balkónovými dveřmi i v případě vaznicových krovů.

Vaznicový krov

Na obrázku 2 jsou červeně naznačeny síly od zatížení působící na vaznicový krov, které působí na půdní nadezdívku a na vaznice. Vaznice přenáší zatížení do příčných nosných stěn, na kterých jsou uloženy. Jedná se o výhodný typ novodobých krovů. Vodorovná síla H1 se pohybuje okolo 2 až 6 kN v závislosti na rozpětí krovu a zvoleném statickém schématu. Pro tento typ krovu postačí zatáhnout pozední věnce do příčných stěn, a provést dimenzování výztuže. Vynechání věnce je vždy chybným návrhem a vede k trhlinám v nadezdívce, případně k vyklonění nadezdívky. V dnešní době jsou tyto nadezdívky provedeny z cihelných bloků, kde se nemaltují styčné spáry, což má vliv na ohybovou únosnost zdiva.

Tabulka: Porovnání typů krovů a souvisejících problémů

tags: #poruchy #staveb #a #jejich #řešení #dodatečné

Oblíbené příspěvky:

• Význam hmotnosti omítky pro fasádu
• Materiály pro fasády a okna
• Vše o izolaci minerální vatou a následné omítce
• Průvodce výběrem barvy okrasného kameniva
• Recyklace a udržitelnost polystyrenových obalů