Výpočet nosnosti dřevěných hranolů a trámů

Při návrhu dřevěných konstrukcí je klíčové správně určit jejich nosnost, aby byla zajištěna bezpečnost a spolehlivost stavby. Tento článek se zaměřuje na postupy a úvahy pro výpočet nosnosti dřevěných hranolů a trámů, s ohledem na různé faktory a zatížení.

Základní principy výpočtu nosnosti

Pro výpočet nosnosti je důležité zohlednit několik faktorů, včetně:

  • Druh dřeva a jeho vlastnosti (pevnost v ohybu, modul pružnosti)
  • Rozměry trámu (šířka, výška, délka)
  • Způsob zatížení (rovnoměrné, osamělé břemeno)
  • Podpory trámu (prostý nosník, vetknutý nosník)

V případě rovnoměrného zatížení po celé délce trámu je možné celkové zatížení převést na jednu sílu F působící v těžišti zatížení (uprostřed). Následně se vypočítá, jakou část této síly ponese každá podpěra.

Oblouk na obrázku zobrazuje průběh napětí v trámu. Ohyb od podpěry F/2 a ohyb od zatížení F/2. Potom Mo= F/2 . 5000 - F/2 . 1650 = F/2. Pro obdélník se vypočte jako 1/6 . b . h^2. Jelikož ten trám je čtvercový tak to jde zjednodušit na 1/6. Pak Wo= 1/6 . 56= (F/2 . 56. 2604166= F/2 . F/2= 56 . F= 43532.

Praktický příklad: Přemostění potoka

Pro přemostění potoka je třeba zvážit několik variant konstrukce, například použití dřevěných trámů nebo ocelových I profilů. V tomto konkrétním případě se uvažují trámy o délce cca 7 m pro malotraktor TERA VARI s valníkem plným dřeva.

Čtěte také: Řezivo a jeho kubatura

Zatížení:

  • Hmotnost dřeva včetně vozíku: cca 400 kg
  • Hmotnost pohonné jednotky: cca 120 kg

Uvažované varianty:

  • Tři trámy 20x20 cm
  • Železné I profily 16 cm s deskami tloušťky cca 35 mm

Šířka přemostění je předpokládána do 160 cm a rozvor kol valníku cca 120 cm.

Pro výpočet nosnosti je nutné zohlednit ohybové momenty a posouvající síly v konstrukci. K tomu lze využít online statické výpočty pro prosté nosníky s osamělými břemeny.

Dřevěné trámové stropy

Dřevěné trámové stropy se používají na rozpony kolem 5 až 6 m. Hlavními nosnými prvky 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.

Čtěte také: Vzorce pro výpočet objemu dřeva

Na stropní trámy se nejčastěji používalo smrkové, jedlové a modřínové dřevo. 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.

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.

Typy dřevěných stropů

  • 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: 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.
  • Kazetový strop: 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.
  • Strop s latěmi a polštáři: 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 oddělenou konstrukcí podhledu: 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.

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. 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.

Ocelové válcované 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.

Čtěte také: Vlastnosti smrkového a akátového dřeva

tags: #vypocet #nosnosti #drevenych #hranolu

Oblíbené příspěvky: