Pre väčšie zaťaženia a rozpätia sa výpočtom získajú úseky nosníkov, ktoré sa v požadovaných dĺžkach ťažko získavajú. V takýchto prípadoch sa musí prejsť na zložité konštrukcie. Konštrukcie opísané pod 1 a 2 sú výhradne ručné práce. Súčasne je použitie moderných spojovacích prostriedkov celkom vhodné.
1. Nosník spojený lúčmi
Dva trámy naraz a niekedy aj tri trámy naraz pri výrobe mostov sa položia na seba a potom sa navzájom spájajú hmoždinkami a skrutkami. Do akej miery takýto prierez dosiahne nosnosť zodpovedajúceho plného prierezu, závisí od výkonnosti mozgu, miery vlhkosti materiálu a kvality spracovania. Toto nikdy nebude úplne. Podľa normy DIN je odporový moment pre dva nosníky W=0,85bh__2_/6_ a pre tri lúče je to W=0,7bh__2_/6._ Pre mosty sa tieto koeficienty znížia na0,8, teda0,6. Pri výpočte priehybu predpokladajme, že moment zotrvačnosti pre dva nosníky je I=0,6bh__3_/12_ a pre tri lúče I=0,3bh__3_/12._ Skrutky v prípade zmrštenia dreva dotiahnite v primeranom rozsahu.
Obrázok 1: Trám spojený nosníkmi, používaný ako spodná konštrukcia v medziposchodovej konštrukcii.
Pre pravouhlé tesárske dlaby, ktoré sú vždy vyrobené z dubového dreva, je najvhodnejšia hĺbka rezu1/8do1/10výška jednotlivých nosníkov; vlákna drene a vlákna trámov musia prebiehať rovnakým smerom.
Aby sa zabránilo ohýbaniu smerom nadol, nosníky s mozgami sú pred konečnou montážou presahované alebo šípkou smerom k stredu rozpätia. Nosníky sa navzájom spájajú skrutkami a drážkovanie objímok sa vykonáva v jednej pracovnej fáze reťazovým drážkovacím strojom. Na obr. 1 zobrazuje nosník s príchytkami použitými pre spodnú konštrukciu v medziposchodovej konštrukcii. Nosníky so vzperami sa vyrábajú do rozsahu 15 m.
Nosníky s mozgom by sa mali používať len výnimočne, keďže všetky typy si okrem relatívne nízkej nosnosti vyžadujú veľa práce a veľkú spotrebu materiálu. Je dôležité, aby deformácie spôsobené zaťažením boli čo najmenšie.
2. Záves, podpera a podopretý vešiak
V prípade, že bežný prierez nosníka je nedostatočný, a v jeho rovine je dostatok miesta na spodnej alebo hornej strane (napr. na strešných stoličkách, mostoch, lešení a pod.), je tu možnosť umiestniť vešiak, príp. podpora alebo kombinácia závesu a podpery. Vzhľadom na počet bodov, v ktorých sa vykonáva zavesenie alebo podopretie, existujú jednoduché a dvojité vešiaky, alebo jednoduché a dvojité podpery. Pri výpočte jednoduchého vešiaka (obr. 2) sa berie do úvahy, že polstĺpce sú umiestnené nad_zvislými_policami rozpätia a sú prenášané na ložiská polovicou zaťaženia, ktoré pri rovnomernom rozložení pôsobí na vodorovné ťah. Na obr. 3 ukazuje spojenie medzi vertikálou a ťahom. Na obr. 4 zobrazuje dvojitý vešiak, ktorý predstavuje nosnú strešnú konštrukciu (ľavá polovica: strecha s väzníkmi, pravá polovica: strecha s rímsami).
Obrázky 2–5: Jednoduchý a dvojitý vešiak, spojenie vertikál a ťahu a uzla väznice, stĺpa a priečky.
Vodorovná tyč medzi dvoma vertikálami sa nazýva krucifix. Na obr. 5 zobrazuje uzol, kde sa stretáva priečka, stĺp a priečka; pri veľkých nákladoch sa položí uzlový list. Na podpere je nosná konštrukcia umiestnená pod nosníkom, ktorý je podopretý v jednom bode (obr. 6) alebo v dvoch bodoch (obr. 7). V tomto prípade musí byť horizontálna zložka (ťah) prijatá podperou. Na zvýšenie napätia je k nemu pripojený alternátor na obrázku 7 pomocou matíc a skrutiek. Obrázok 8 zobrazuje podporovaný vešiak, ktorý predstavuje kombináciu medzi vešiakom a podperou. Aby bolo možné vykonávať rezy bez pokračovania, napätie musí byť dvojnásobné.
Obrázky 6–8: Jedno a dvojbodová podpera a podporovaný záves.
3. Úplné viazače
Spojovacie prvky nosníkov
Plné nosníky, modelované podľa I-profilov oceľových konštrukcií, sa objavujú vo forme nosníkov spojených tyčami, lepených alebo lakovaných klincami. Horná hranica rozsahu je 15 m. Z hľadiska konštrukčnej výšky, podobne ako pri oceľových konštrukciách, by mala byť v rozmedzí 1/8 až 1/12. Najjednoduchšiu formu rebra predstavuje vertikálne umiestnená talpa, spojená svorníkmi a skrutkami s pásmi (obr. 9). Pri týchto podperách je potrebné sa vyvarovať stužujúcich zvislí, ktoré sú vyrobené z odpadového dreva a sú umiestnené medzi pásmi, pretože zabraňujú zníženiu výšky pri zmršťovaní dreva a môžu viesť k trhaniu rebier.
Obrázok 9: Najjednoduchší tvar rebier pevnej trámovej kravaty.
Na obr.10je znázornený jednoduchý nosník rozpätia14,04 m. Komponenty na rebrinách sú pokryté lepenými kúskami preglejky. Proti vydutiu sú rebrá zabezpečené výstuhami z škrabaných nosníkov. Potrebný prítlak pri lepení prvkov zabezpečujú skrutky, ktoré sú po vytvrdnutí lepidla pre bezpečnosť ešte ponechané v konštrukcii. Rebro pozostáva z dvoch vrstiev dosiek, tl24-40 mm, ktoré sa krížia a sú k sebe pribité. Na spojenie s väčšinou prvkov sa používajú hmoždinky a skrutky, prípadne klince. V prípade, že sú pásy zložené z niekoľkých dosiek, ich posun smerom k rebru sa zväčšuje, ak sú dosky ďalej od rebra. Stlačený pás sa musí otestovať na vybočenie. Na obr.11je uvedený jeden príklad podľa ruských noriem.
Obrázok10: Jednoduchý nosník14,04 m.
Obrázok11: Príklad nosníkového viazača podľa ruských noriem.
Menšiu tuhosť vykazujú duté podpery (obr.12). Horný a dolný pás tvoria každý jeden zoškrabaný nosník, ktorému možno ľahko poskytnúť potrebný presah. V blízkosti lôžka je užitočné nainštalovať šikmý lisovaný prvok, ktorý sa opiera o spodný a horný pás so zárezom; zvyšuje tuhosť nosníka, aj keď nie veľmi.
Obrázok12: Dutá podpora.
Oblúkové viazače
Na obr.13zobrazený je viazač pre sklad soli v Holandsku. Rozsahové sumy54 m, vzdialenosť spojiva5,4 m. Predpätie dosiahnuté ohybom dosiek, ktoré sú lepené, nemá citeľný vplyv na nosnosť konštrukcie. Zníženie momentu zotrvačnosti a momentu odporu pre lepené profily nie je potrebné.
Obrázok13: Oblúkový viazač pre sklad soli v Holandsku.
Na obr.14je znázornená ľahká trojkĺbová rámová podpera vyrobená lepením. Rebrá sú tvorené pásikmi šírky18 cmdo20 cm, hrúbka5 cm, ktoré sa po zaschnutí prilepia k sebe a na spodný a horný pás lepidlom kaurit so žltou prísadou vytvrdzujúcou za studena.
Obrázok14: Ľahká trojkĺbová podpera rámu vyrobená lepením.
Nitované oblúkové spojovacie prvky, ktorých rebro pozostáva z dvoch vrstiev kolmo prekrížených dosiek, na ktoré je pribitých niekoľko zvislých dosiek umiestnených podľa tvaru oblúka ako pásy, sú veľmi ekonomické. Existuje možnosť použiť relatívne slabé a krátke drevo aj pre najväčšie rozpätia.
4. Upevňovacie prvky mriežky
Moderné drevené priehradové konštrukcie sú väčšinou tvarovo a systémovo prirovnávané k oceľovým, aj keď nie vždy sú pre drevené konštrukcie racionálne. Drevené konštrukcie sú navrhnuté tak, aby v bočných spojoch vznikala čo najmenšia sila. Sekundárne napätia nemajú taký význam, aký majú v oceľových konštrukciách. Tyče, ktorým dominujú menšie ostrovčeky, často nie je potrebné spájať centrálne, najmä ak sa dosiahne konštrukčné zjednodušenie. Pri dostatočnej konštrukčnej výške sú priehradové konštrukcie hospodárnejšie ako plné podpery. Stolára a materiál však postavili pred náročnejšie úlohy.
Spodný pás nosníkov je väčšinou vodorovný, t.j. pri šití na mieru dostane určitý previs, ktorý sa meria tak, aby sa pri plnom zaťažení neprehýbal smerom nadol. Hodnota presahu závisí od vonkajších prostriedkov, vlhkosti objektu a statickej výšky spojovacích prvkov. Je lepšie dať trochu väčší previs ako príliš malý. Horný pás sa tiahne väčšinou rovnobežne so strešnou krytinou.
V prípade príliš malého sklonu (pod 6%) existuje nebezpečenstvo, že pri malej konštrukčnej výške a poddajných uzloch sa v blízkosti ložiska vytvoria opačné pády so zlými následkami. Sklon staticky účinnej tyče horného pásu na posteli by nemal byť menší ako 1:3.
Rovnobežné zátvorky
Slávny Howe’s sa používa dodnes (obr.15). Diagonály sú umiestnené tak, aby pri plnom zaťažení prijímali tlak, pričom kolmice sú napnuté. Vertikálne sú oceľové tyče kruhového prierezu s maticami na oboch stranách (obr.15, vpravo). V prípade, že sa konzola prehne smerom nadol v dôsledku zmrštenia dreva alebo nesprávnej konštrukcie, je možné matice dotiahnuť dodatočne. Pre menšie rozpätia alebo pri menšom zaťažení je možné zvislice vyrobiť aj vo forme klieští (obr.15, vľavo). Konštrukčná výška sa odporúča, podobne ako pri plných podperách, byť1/8do1/12rozsah; pre väčšie rozpätia a väčšie zaťaženie až1/6.
Obrázok15: Howeov paralelný lúč.
Jednosmerné strešné upevňovacie prvky
Na obr.16a17Sú zobrazené jednovodičové viazacie systémy pre malé a stredné rozpätia a pre ľahké zaťaženie.
Obrázky16-20: Jednodrôtové a trojuholníkové strešné viazacie systémy.
Obrázok21: Podrobnosti o mriežkovom viazači.
Trojuholníkové zakladače
Trojuholníkové upevňovacie prvky (obr.18do22) pre menšie a stredné rozpätia predstavujú najhospodárnejšie a najrozšírenejšie spojovacie prvky drevených konštrukcií. Najväčšie sily pásu nevznikajú v strede rozpätia, ale pri podperách. Keďže sú prúty plnené, aj pri asymetrickom zaťažení dochádza len k ťahu, teda tlaku, bez striedavých napätí, značne to zjednodušuje výrobu uzlov najmä pri drevených konštrukciách. Na obr.22je zobrazený zakladač pre radnicu v Holzmindene. V prípade väčších rozpätí sa vyrábajú trojuholníkové spojovacie prvky so zvýšenými odkvapmi (obr.23).
Obrázky22a23: Trojuholníkový viazač pre radnicu a viazač so zvýšeným odkvapom.
Manzardové spojovacie prvky
Manzardové spojovacie prvky (obr.24do26) pre rozsahy15 mdo35 mukázali sa ako veľmi ekonomické. Odporúčajú sa pre výšky systému1/8do1/6rozsah. Na zakrytie sa berú do úvahy: vlnité dosky z azbestových vlákien, ako aj strešné papiere. Pre sklon mierne naklonenej časti strechy treba aj tu prijať minimum6%. Na obr.26je zobrazený systémový rad spojív pre pracovné závody München-Ost spolu s niekoľkými ďalšími dôležitými uzlami - systémom Kübler. Rozsahové sumy26,5 m, a vzdialenosť spojiva7 m.
Obrázky24a25: Manzardové viazače.
Obrázok26: Systémová linka a uzly manzardovej kravaty pre závod München-Ost.
Parabolické a oblúkové spojovacie prvky
Pri strechách s veľkou vlastnou hmotnosťou a malým sklonom, t.j. malé plochy vystavené vetru s približne rovnomerne rozloženým snehovým zaťažením, je racionálne prispôsobiť tvar spojovacích prvkov nosnej línii. Na výplňové tyče parabolických väzníkov nepôsobia pri rovnomernom rozložení zaťaženia žiadne sily. Ich úlohou je zachytiť náhodné nerovnosti zaťaženia a zabrániť vybočeniu horného pásu v rovine upevňovacích prvkov. Plniace tyče musia byť zviazané tak, aby uniesli napätie a tlak. Horný okraj je pílením vytvarovaný do oblúka (obr. 27). Na obr. 28 zobrazuje systémovú líniu a tri charakteristické spojovacie uzly.
Obrázok 27: Parabolický uzáver s klenutým horným okrajom.
Obrázok 28: Systémová čiara a charakteristické spojovacie uzly.
Ak sa v prípade veľmi veľkých rozpätí ako podpera mriežky použije iba podpera strešnej krytiny (obr.29) potom musí spodný pás postavy, ktorý prijíma tlak, spočívať na rohovkách s čapmi. Vzhľadom na premenlivý sklon prekrytia strechy prichádza do úvahy sieťovaná lepenka. Rovnomerný sklon strechy je možné vytvoriť buď zvýšenými krokvami, ktoré dosadajú nad odkvap a hrebeň, alebo odkvapovou stenou, t.j. inštaláciou sedlovej strechy s čo najmiernejším sklonom.
Dvojkĺbové a trojkĺbové zakladače
Dvojkĺbové rámy sú znázornené na obr.30a31. Vytváranie tuhých uzlov v rohoch vytvára určité ťažkosti, ktoré sa dajú ľahko prekonať použitím uzlových dosiek zlepených umelou živicou. Vo výplňových tyčiach sa vyskytujú striedavé napätia, čo spôsobuje, že uzly sú nepohodlné na stavbu. Na obr.32je zobrazený dvojkĺbový mriežkový rám pre jeden prístrešok člna (vzdialenosť medzi väzníkmi je5,6 m). Na obr.33je prezentované trojškárové spojivo. Skutočné spoje väčšinou neprichádzajú do úvahy; stačí len určitá mobilita. Trojkĺbové spojovacie prvky sa primárne používajú pre veľké a najväčšie rozpätia, pretože sú na tento účel ekonomické a dajú sa dobre technicky spracovať.
Obrázky29a30: Mriežková podpera pre strešnú krytinu a dvojkĺbový rám.
Obrázky31a33: Dvojkĺbový rám a trojkĺbový zakladač.
Obrázok 32: Dvojkĺbový mriežkový rám pre prístrešok lode.
Viacloďové sály
Na obr. 34, 35 a 36 sú zobrazené ako praktické typy viacloďových hál. Na obr. 36 sa prezentuje ako viazač obradnej siene spevokolu vo Viedni. Na konštrukciu spojov boli použité prstencové tyče.
Obrázky 34 a 35: Praktické typy viacloďových hál.
Obrázok 36: Binder obradnej siene spevokolu vo Viedni.
5. Veže, lešenia a tribúny
Drevo ako stavebný materiál prichádza do úvahy pri stavbe vyhliadkových a vyhliadkových veží, kostolných veží, ako aj veží priemyselných podnikov. Stabilita stálych stavieb sa väčšinou dosahuje upnutím stĺpov do základov. Predmety určené na dočasné účely sa často zabezpečujú viazaním oceľovými lanami natiahnutými minimálne v troch smeroch. Základňa je väčšinou štvorcová alebo obdĺžniková. Trojuholníkové základne môžu byť nakoniec ekonomické. Osobitná pozornosť by sa mala venovať tomu, aby sa v uzloch veží, ktoré nemajú opláštenie, nehromadila voda alebo nečistoty a aby vzduch mohol cirkulovať okolo všetkých častí. Pre trvalé predmety by sa malo používať iba impregnované drevo. Impregnácia plne dosiahne svoj cieľ iba vtedy, ak sa vykonáva po rezaní materiálu, ale pred montážou. Na stĺpy sa odporúča použiť guľatinu, napriek tomu, že vytváranie spojov je náročnejšie.
Obrázok 37: Drevená tribúna v Lipsku.
Okrem toho sa drevo užitočne používa na stavbu lešenia a tribún. Na obr. 37 ukazuje jednu tribúnu v Lipsku. Ako vonkajšie prostriedky sa použili mozgy aligátorov s ozubeným prstencom. Ak majú stojany slúžiť len na dočasné účely, nikdy nie sú zakryté. Treba však dbať na to, aby bol návrh vykonaný s maximálnou starostlivosťou a v prvom rade boli umiestnené potrebné pozdĺžne a priečne výstuhy. Aby bolo možné materiál po demontáži opätovne použiť, uzly by mali byť skonštruované tak, aby poškodenie bolo čo najmenšie.
6. Mosty
Pri stavbe mostov hralo predtým okrem kameňa dôležitú úlohu aj drevo. Čo sa týka životnosti objektu, vzťahy sa výrazne zmenili. V dôsledku neustáleho zvyšovania nápravových tlakov a dynamického zaťaženia sa toto konštrukčné pole pre drevené konštrukcie takmer úplne stráca. Drevené mosty sa dnes nepoužívajú, ale nasledujúci text popíše, ako boli postavené a používané v minulosti.
Na mosty sa môže použiť iba drevo II. alebo I. triedy kvality; pri montáži musí byť drevo aspoň polosuché a treba ho osadiť tak, aby mohlo ďalej schnúť. Na tento účel nestačia impregnačné a ochranné nátery, ktoré sa v tomto prípade musia aplikovať po spracovaní a pred montážou.
Klincové spoje sú povolené pre mosty, ak je možné zabrániť prenikaniu vlhkosti medzi drevené prvky spojené klincami, ak je možné týmto spôsobom chrániť klince pred poškodením v dôsledku hrdzavenia. Lepené spoje sú povolené len v prípade použitia lepidla z umelých živíc, ktoré je úplne odolné voči vlhkosti.
Obrázok 38: Prierez chodníkovej dosky dočasného mosta cez Weser v Höxter.
Pri mostných provizóriách sa väčšinou uplatňovali kombinované konštrukčné systémy, na ktorých hlavné podpery boli použité oceľové I-profily, zatiaľ čo ostatné časti horného a spodného strojného zariadenia pozostávali z dreva. Na obr. 38 zobrazuje prierez vozovky dočasného mosta cez Weser v Höxter. Mosty môžu byť bez pozdĺžnych nosníkov a niekedy aj bez priečnych nosníkov, čo závisí od typu mosta a jeho účelu. V takom prípade dlažba spočíva priamo na hlavných podperách. Mnohé z týchto mostov boli navrhnuté pre pešiu dopravu. Na obr. 39 je zobrazený ochranný most pod lanovkou.
Obrázok39: Ochranný most pod lanovkou.
Súvisiace témy
Viac o materiáli nájdete na stránke Materiály a o spôsobe, akým spoločnosť funguje na stránke Produkcia. Informácie o použití dreva v stolárstve nájdete v časti drevené okná a drevo-hliníkové okná.