Nosná konstrukce domu

1. Nosná konstrukce budovy - prvky

Nosnou konstrukcí budovy jsou všechny prvky, které umožňují její statickou stabilitu, což v zásadě znamená, že přenášejí zatížení ze střechy na základy. Nosná konstrukce trpí svislým zatížením, jako je vlastní hmotnost budovy, hmotnost nenosných prvků (střešní krytina, cementové potěry, příčky, podlahové krytiny...) a hmotnost nábytku a osob v budově žijících. Nosná konstrukce přenáší i vodorovné zatížení, ke kterému se přidávají síly větru a otřesů země. Nosné konstrukce se obecně dělí do těchto velkých skupin: 

• ·        střešní
• ·        stropní
• ·        stěnová
• ·        schodišťová
• ·        základová

2. Základová konstrukce

Základní funkcí základové konstrukce je přenesení veškerého zatížení horních prvků v konstrukci stavby do základů. Rozlišujeme plošné (pásy, patky, desky, rošty) a hlubinné (piloty, kesony, pilíře) základy, Rozměry základu závisí na očekávaném zatížení, tedy celkové hmotnosti objektu a únosnosti zeminy.

3. Svislé konstrukce

3.1. Konstrukce ze železobetonu

Tento typ se skládá z betonové a ocelové výztuže ve formě výztužných klecí (spojených svislých výztužných prutů). Ocelová výztuž se zpravidla na okrajích železobetonových stěn zesiluje, přičemž minimální tloušťka stěn je 10 cm, nejčastěji však 20-25 cm. Výhoda této konstrukce se projevuje ve větší tuhosti, a proto jsou horizontální pohyby při otřesech půdy menší než ve srovnání s méně tuhými konstrukcemi. Je to patrné i na drobných poškozeních nenosných příček, výplní stěn, ostění, fasád apod.

3.2. Konstrukce ze zdiva

Zdi mohou být z vyrobeny z kamene, cihel nebo jiných materiálů, jako je pórobeton nebo různé betonové bloky a panely. Nosné stěny mají zpravidla tloušťku minimálně 19 cm a na okrajích stěn jsou obvykle svislé nebo vodorovné příčky, které se táhnou podél spár mezi stěnami nebo spoji stropní konstrukce a stěny. Kloubové spoje jsou prvky ochrany proti zemětřesení a tahovým silám a jako takové přebírají vodorovné zatížení způsobené působením sil větru a zemětřesení; nejčastěji se vyrábějí z betonové a ocelové výztuže (svislé tyče a třmínky), svislé spoje (výztužné tyče) lze umístit i do otvorů speciálně navržených rohových tvárnic a vyplnit betonem. Střecha se uzavírá štítovými stěnami a úplně nahoře musí být stěny podkroví zakončeny šikmými nebo vodorovnými spoji.

Tento typ konstrukce zabraňuje převrácení jednotlivých stěn v případě zemětřesení.

3.3. Skeletová konstrukce: železobetonové sloupy

Železobetonové sloupy se skládají z betonu a ocelové výztuže (svislých prutů a třmenů) a v novějších budovách jsou tyto sloupy nejčastěji spojeny s železobetonovými nosníky a tvoří železobetonové rámy. Železobetonové sloupy mohou mít různé průřezy, někde mohou být viditelné, jinde jsou částečně uzavřeny výplňovými stěnami. Výplňové stěny jsou obvykle z lehkých cihel (tvárnic), které nesplňují všechny požadavky definované pro nosné stěny. Proto je třeba pečlivě zvážit, kam je umístit, protože tyto cihly mohou v případě zemětřesení výrazně ovlivnit chování celé rámové konstrukce.

3.4 Dřevěná konstrukce

Dřevostavby jsou v posledních letech stále oblíbenější, protože se jedná o ekologický materiál, který umožňuje stavbě "dýchat". Existují dva typy dřevěných konstrukcí: skeletové (konstrukce tvořené sloupy, diagonálami pro ochranu proti větru a střešními krokvemi) a masivní, kde je celá stěna nosná. V druhém případě se jedná o křížem lepené dřevo (CLT) nebo jiné prvky z vrstveného dřeva, které jsou vždy prefabrikované a vyráběné ve výrobním závodě. V případě skeletů jsou ostatní části vyplněny nenosnými stěnami, které mohou být i dřevěné.

3.5. Ocelová konstrukce

Ocelová konstrukce může být pouze skeletová, protože pevné ocelové stěny neexistují. To by bylo zcela zbytečné vzhledem k hmotnosti oceli, taková budova by byla těžká, neudržela by vlastní váhu, vyžadovala by velmi pevné základy a byla by extrémně drahá vzhledem k množství potřebného materiálu. Ocel lze odlévat pouze v bezpečném a kontrolovaném prostředí, například v továrně, jinak může dojít ke katastrofickým nehodám. Ocelová konstrukce se proto skládá z prefabrikovaných prvků, jako jsou sloupy, nosníky, překlady a spojovací prvky.

Existuje celá řada typů ocelových profilů, ale který z nich bude použit, závisí na typu konstrukčního prvku a na statickém výpočtu, účelu a přání architekta, zejména pokud část konstrukce zůstává viditelná.

4. Pevná konstrukce - důležitá je celistvost nosných stěn

Ze stavebního hlediska je nesmírně důležité, aby stěny byly správně půdorysně uspořádány a aby plynule přecházely od základů až k samotnému vrcholu budovy. Pokud nejsou spojité, mělo by se počítat s přemostěním konzolových rozpětí pomocí nosníků a sloupů. Toto uspořádání musí být zajištěno během výstavby a udržováno po celou dobu životnosti stavby. Právě to může být velkou překážkou při rozsáhlých rekonstrukcích budov, kdy nosné stěny nelze jednoduše odstranit a instalovat jinde. Každý nový otvor v nosné stěně zároveň znamená oslabení nebo snížení nosnosti celé konstrukce.

5. Horizontální konstrukční systémy

5.1. Konstrukce s železobetonovými deskami

Železobetonová deska se skládá z betonu a ocelové výztuže (výztužné sítě a jednotlivých ocelových prutů). Výztuž se vkládá do mezilehlé železobetonové desky ve spodní části, kde přebírá tahové síly, zatímco horní část desky přebírá tlakové zatížení. Kromě mezipatra jsou zde také balkonové a schodišťové desky a podesty. Minimální tloušťka takové desky je 10 cm, samozřejmě v závislosti na velikosti budovy, tj. předpokládaném rozpětí a hmotnosti; obvyklá tloušťka desky pro rodinný dům je kolem 20 cm.

5.2. Žebrové železobetonové stropy

Jedná se o stropní konstrukci ze železobetonu a rovnoběžných úzkých trámů - žeber, která je nahoře spojena do celku tenčím ŽB panelem. Mezi žebry se obvykle objevují prohlubně cihel, které při stavbě slouží jako bednění. Některé verze žebrových stropů nemají horní desku.

5.3. Tradiční konstrukce: dřevěné stropy

Dřevěné stropy jsou jednou ze starších verzí tohoto typu konstrukce. Dřevěný strop tvoří dřevěné stropní trámy, na které jsou ze spodní strany připevněny desky, na něž se nanese omítka. Na vrchní straně stropních trámů jsou desky, kamenná výplň a dřevěná podlaha. Pravidlem tohoto typu konstrukce je, že dřevěné stropní trámy jdou ve směru kratšího rozměru místnosti a že jsou volně uloženy na bočních nosných stěnách. Pokud se provádí dutý dřevěný strop, což je poměrně častý případ, dřevěné stropní trámy se ukládají ve vzdálenosti 60 cm až 100 cm.

5.4. Klenuté konstrukce

 Klenutá konstrukce je typická pro starší zděné budovy. Může mít různé tvary, může být z cihel nebo kamene a připevněna k nosným stěnám vhodným zdivem. Mnoho cihlových oblouků na historických budovách je postaveno v kombinaci s ocelovými nosníky.

5.5 Konstrukce s nosníky

Nosníky jsou lineární vodorovné konstrukční prvky ze železobetonu, oceli, dřeva nebo jiných materiálů. Umožňují překlenutí větších rozpětí a rovnoměrné rozložení horního svislého zatížení na stěny a sloupy, které je podpírají.

5.6 Zděné oblouky 

Zděné oblouky jsou charakteristické zejména pro starší budovy, kde slouží jako podpěry. Některé zděné oblouky obsahují speciální napínací prvky, obvykle železné, umístěné u paty oblouku. Napínací prvek může být kruhového nebo plochého průřezu a je ukotven na protilehlé straně nosné stěny.

5.7. Konstrukce s překlady

Překlady nad dveře jsou kratší nosníky a jsou určeny k rovnoměrnému rozložení hmotnosti nad okenními nebo dveřními otvory ve stěnách. Ve starších budovách jsou překlady dřevěné nebo ocelové, ale mohou být provedeny jako rovné zděné oblouky. U novějších budov jsou obvykle železobetonové.

6. Střešní konstrukce

Krov je nosnou konstrukcí střechy. Ve většině případů je střecha dřevěná (z masivu nebo lepeného dřeva), ale může být i železobetonová nebo ocelová. Dřevěný krov se skládá z velkého množství základních prvků, mezi které patří sloupky (svislé prvky), trámy (horizontální prvky) a krokve (nosné prvky, které jdou od hřebene až po okap). U dřevěných střech s většími rozpony se pro přenos hmotnosti na spodní konstrukci stavby používají tzv. stolice nebo jiné rozpěry různých tvarů (trojúhelníkové, lichoběžníkové).