Pragis – skeletové stavby

Firma Pragis, a.s. se zabývá výstavbou železobetononých monolitckých skeletů. Skelet jako takový má  má více významů, lišících se dle oborů, ve kterých tato firma používá. Ve stavebnictví, kterým se zabýváme, rozeznáváme následující druhy nosných systémů. 

• rámové,
• hlavicové,
• deskové.

Dle materiálu je můžeme dále rozdělit na:

• dřevěné skelety – dřevěná konstrukce nebo na bázi dřeva,
• ocelové skelety – nosná konstrukce z oceli,
• železobetonové skelety – nosná konstrukce z vyztuženého (armovaného) betonu.

 Železobetonové skelety můžeme dále rozdělit na:

• monolitický skelet – konstrukce betonovaná do bednění přímo na stavbě,
• montovaný skelet – konstrukce montovaná (sestavovaná) na staveništi z předem vyrobených konstrukčních dílů ve výrobě prefabrikátů.

Skeletové nosné systémy vznikly koncentrací nosné funkce ze stěn do sloupů. Sloupy pak přenášejí zatížení a funkci dělící a izolační přejímají nenosné stěny a příčky. Účinky vodorovných zatížení přenáší buď jen sloupy, svislé zavětrování ztužidly mezi sloupy, nebo ztužující jádra. Obecnou výhodou skeletů je celkové odlehčení stavby, variabilita dispozičního řešení, možnost členitého průčelí. Nevýhodou je, že je méně tuhý než stěnový systém.

Skeletové dřevostavby

Vývoj dřevěných staveb má za sebou více jak tisíciletou tradici. Již u nejstarších celodřevěných srubových staveb, byl konstrukční systém domů tvořen dřevěnou kostrou, která se vyplňovala hlínou a proutím, později i cihelnou vyzdívkou. Z těchto původních konstrukcí ze dřeva se postupně vyvinuly hrázděné stavby, které po staletí převládaly v řadě oblastí Evropy. Tento konstrukční princip dřevěných tzv. rámových domů se používá v Severní Americe do dnešní doby, ovšem zdokonalený používáním velkoplošných materiálů.

V rámci skeletových dřevostaveb můžeme rozlišit dvě podskupiny:

• lehké dřevěné skelety,
• těžké dřevěné skelety.

Lehké skelety jsou často označovány také jako „Two by Four“, což je odvozeno od nejrozšířenějšího smrkového, fošnového profilu 2„ x 4„ („ je označení palce – 25,4 mm), to je přibližně 50 x 100 mm. Celá stavba je skládána přímo na stavbě prakticky z jednoho fošnového profilu. Z toho se vytvoří základní kostra domu. Ztužení je pak provedeno z deskových prvků, nejčastěji dřevoštěpkových desek (stavebních překližek, vláknitých desek, sádrokartonových a sádrovláknitých desek, desek OSB aj.) Ty se přitloukají hřebíky nebo kotví sponkami, či vruty na nosnou konstrukci a spolupodílejí se na stabilitě celého objektu.

Tento způsob výstavby je proto dostupnější pro malé firmy, či při stavbě svépomocí. Problém může nastat jen s dodržením potřebné technologické kázně a kvality. Z povahy technologie vyplývá, že dispoziční i jiné změny lze provádět pružně i na stavbě. Další výhodou je možnost využití místních zdrojů materiálu. Z politického hlediska je významná možnost podpory regionální zaměstnanosti.

Příklad lehkého dřevěného skeletu.

Všechny tyto činnosti realizuje a zajišťuje Pragis, a.s.

Těžký dřevěný skelet je ve své podstatě moderní metoda výstavby ve světě skeletových staveb. Tyto skelety jsou zhotovovány výhradně s certifikovaných tyčových prvků z lepeného dřeva, které jsou spojovány ocelovými svorníky a kolíky se styčníkovými plechy. Nosnou konstrukci tvoří sloupy v pravidelném rastru spojené vodorovnými průvlaky v obou směrech. Vodorovné ztužení je zajištěno zejména stropy, svislé pak obvodovým pláštěm z deskových nebo příhradových prvků. Často je tuhost posílena i vnitřním tuhým jádrem, které nemusí být ze dřeva. Můžou se objevit i tzv. hybridní skelety, kdy jsou sloupy ocelové a vodorovná konstrukce je dřevěná. Dřevěné skelety se využívají běžně pro bytové stavby od 2 do 5 podlaží. Rámy z lepeného lamelového dřeva nebo rostlého dřeva se navrhují obvykle do rozpětí 6 m, při vzdálenosti rámů do 4,8 m, pro celkové návrhové zatížení 3 – 5 kN/m². Pro rozpětí průvlaků do 6 m a vzdálenosti rámů od 3 do 6m, vycházejí při použití lepeného lamelového dřeva průřezy sloupů většinou 200 x 200 mm a průřezy průvlaků mezi 180/280 až 200/320 mm. Při aplikaci rostlého dřeva jsou pak průřezy cca o 10 % větší. Vzhledem k nutnosti důsledně přerušit tepelné mosty je obvodový plášť montován vždy vně nosné konstrukce, která poté zůstává přiznána v interiéru.

Dřevo lze z hlediska ochrany životního prostředí považovat za velmi ekologický, obnovitelný stavební materiál. Při použití hovoříme o 100% využití, protože i veškeré případné odpady umíme dále zužitkovat.

Těžký dřevěný skelet.

Provedení rámového spoje dřevěného skeletu.

Ocelové skelety

U ocelových konstrukcí se můžeme v obecné podobě setkat s dvojím provedením:

• lehké ocelové skelety,
• vícepodlažní skelety,
• halové skelety.

Ocelové lehké skelety

Stavba domu s ocelovým skeletem je založena na jednoduchých, suchých technologických postupech podobně, jak tomu bylo u dřevostaveb systému „Two by Four“. Kostru celého domu vytváří ocelový skelet s antikorozní úpravou z tenkostěnných pozinkovaných profilů. Montáž se provádí šroubovými spoji. Zvenčí se k tomuto skeletu montuje vnější plášť z dřevoštěpkových OSB desek, na který je následně připevněn zateplovací systém. Ocelová konstrukce je vyplněna dalším tepelně i akusticky izolačním materiálem. Zde jsou také vedeny vnitřní instalace a technologické rozvody. Zevnitř se skelet uzavírá sádrokartonovými deskami. Mezi sádrokarton a izolační plsť se ještě vkládá parotěsná folie, která zabraňuje pronikání vzdušné vlhkosti z místnosti do izolace.

Ocelové vícepodlažní skelety

Nosné konstrukce vícepodlažních budov jsou provedeny jako ocelové skelety, které musí přenášet zatížení působící ve svislém směru (vlastní váha, ostatní stálé zatížení, nahodilé užitné zatížení) a ve vodorovném směru (vítr, technická nebo přírodní seismicita, technologické zatížení). V současné době se ocelové skelety navrhují:

• s kloubovými styčníky a s příhradovými ztužidly,
• s rámovými styčníky,
• s kloubovými styčníky a betonovým výztužným jádrem.

U novostavby je volba ztužujícího systému součástí koncepce návrhu. U systémů se ztužidly se vychází při rozmístění ztužidel z požadavků statických (symetrie uspořádání, zajištění tuhosti ve dvou kolmých směrech, dimenze profilů s ohledem na přenášení tahových nebo i tlakových sil v diagonálách). Konečné tvarové a dispoziční uspořádání ztužidel je vždy kompromisem s ostatními stavebními profesemi. Pravidelný tvar ztužidel je často narušený požadavky na dveřní, okenní nebo technologické prostupy, které však nesmějí snižovat účinnost ztužidel.

Rámová ztužidla jsou náročnější na detaily. Rámový styčník je zpravidla předem připravený v dílně a na stavbě je provedený pouze montážní přípoj mimo tento styčník. Pozice montážního přípoje se volí do místa minimálních vnitřních sil (ohybový moment od rozhodujícího zatížení). Rámová ztužidla vzhledem k nutnosti přenášet normálové síly i ohybové momenty jsou ve srovnání s příhradovými masivnější. Používají se hlavně tam, kde z dispozičních důvodů není možný jiný způsob zavětrování.

Poslední typ je velmi často používaný, i když se nejedná o čistě ocelovou konstrukci, ale kombinovanou konstrukci. Betonové ztužující jádro dodá objektu potřebou tuhost a ocelové sloupy pak svojí štíhlostí a únosností nabízí volnou dispozici bez omezování vnitřní dispozice a uspořádání fasády objektu. Stropní konstrukce bývá taktéž z ocelových nosných prvků, které mohou být v kombinaci s tenkou nadbetonovanou deskou. Tato pak vytváří vodorovnou tuhou desku, přenášející horizontální síly do ztužujícího jádra. Tento systém se velmi často využívá u bytových a občanských staveb, a zvláště pak u staveb výškových budov.

Halové konstrukce

Nejčastěji používaným nosným systémem halových objektů a administrativních budov je použití ocelového nosného skeletu a pomocné ocelové konstrukce stěn a střech. Stejně jako u patrových objektů můžeme rozdělit halové objektu na rámové nebo příhradové. Rámová konstrukce haly je složena z šroubovaných rámů, které jsou podélně spojené pomocí ztužujících prvků. U větších hal jsou v nosnících svařeny profily dohromady. Výhodou rámové konstrukce je velká světlá výška. Příhradová konstrukce je lehčí a vyznačuje se vysokou pevností i přesto, že pro vybudování nosníku je potřeba méně materiálu. Nevýhodou může být to, že příhradový nosník zabírá více prostoru oproti použití plného profilu.

Prostorový model halového ocelového skeletu.

Prostorová tuhost musí být zajištěná i u halových staveb. Rozmístění a tvar ztužidel je daný volbou statického schématu celé haly. Obecně platí, že ztužení musí být situováno v rovině střešní a ve dvou kolmých svislých rovinách. Ztužení v rovině střechy zajišťuje spolupůsobení jednotlivých příčných vazeb. Častým případem u ocelových hal je použití trapézových plechů ve střešní rovině. Pokud jsou spoje plechů navrženy jako smykové, je možné i jejich využití pro vytvoření tuhé střešní roviny.

Výkres pohledu na ocelový skelet halového typu.

K zajištění stability tlačených pásů příhradových vazníků, ale i dalších typů prvků příčných vazeb, se často užívá svislých střešních ztužidel, buď vzpěrkové konstrukce, nebo příhradoviny.

Veškeré práce týkající se Pozemní stavby Vám profesionálně zajistí firma:

    Železobetonové skelety

Na začátku jsme skelety rozdělili dle technologie na monolitické a montované. Obě technologie se vzájemně liší a mají své výhody i nevýhody.

Monolitické konstrukce vynikají variabilitou řešení konstrukčního systému, sloupy mohou mít různé průřezy a mohou být umístěny pravidelně i nepravidelně. Výhodou je celistvost najednou betonovaných konstrukčních částí, z čehož plyne vyšší tuhost spojů, a tím i vyšší únosnost. Jsou vhodné pro všechny typy níže popsaných skeletových systémů.

Montované konstrukce využívají naopak lepších podmínek pro technologii výroby než je možná na stavbě s menší závislostí na klimatických podmínkách. Nevýhodou je náročnější řešení styků, které mnohdy zůstávají přiznané nebo částečně přiznané. V místě styků se přenáší veškeré zatížení z jednoho prvku na druhý (z desky na průvlak, z průvlaku na sloup, ze sloupu do základu…) Sloupy jsou proto opatřeny konzolami a průvlaky ozuby, na které se ukládají prvky v příčném směru.

Dříve montované skelety směřovaly k unifikované výrobě konkrétních typů skeletů, zatím co v současné době jsou i montované skelety individuální záležitostí konkrétní stavby. Velkou výhodou a předností montovaných skeletů je rychlost výstavby, neboť únosnost namontovaných prvků je téměř okamžitá. Toho se s výhodou používá při stavbě skladových, výrobních objektů, ale i administrativních objektů. V neposlední řadě je to také velká skupina jednopodlažních skeletů tzv. halových staveb, kde se montovaných skeletů ať už železobetonových, ocelových nebo dřevěných využívá nejčastěji.

Kombinací obou technologií pak vzniká prefa-monolitický systém, který využívá především výhod obou systémů. Z prefy je to okamžitá nosnost bez systému bednění a z monolitických zase provázanost a celistvost konstrukce s vyšší únosností. Zde se tedy nejčastěji využívá montovaných sloupů a průvlaků v kombinaci s tzv. FILIGRÁNOVÝMI stropy. Což jsou prefa panely s nízkou výškou desky cca 60 – 80 mm s trčící výztuží pro dodatečné zmonolitnění se stropní konstrukcí.

Filigránový panel.

Dle toho, jak se zatížení dostává ze stropní konstrukce do sloupů, rozeznáváme skelety rámové (pomocí průvlaků), skelety hřibové (pomocí hlavic) nebo skelety deskové (pomocí desek).

Skelety rámové (průvlakové)

Základem tohoto systému je průvlakový rám, který je tvořen dvěma sloupy a průvlakem. Průvlak podepírá stropní desku a dle uspořádání průvlaků lze tyto rozdělit na:

• podélné,
• příčné,
• obousměrné.

Skelet s podélnými rámy

Průvlaky jsou umístěny rovnoběžně s podélnou osou budovy. Toto uspořádání průvlaků umožňuje snadné vedení instalací, ale na druhou stranu omezuje možnosti variability průčelí a průvlaky navíc mohou zastiňovat místnosti. Vzhledem k malé tuhosti jsou vhodné jen pro nízkopodlažní budovy. Tuhost zajišťují jen štítové případně další ztužující stěny, symetricky rozmístěné v půdoryse objektu. Max. výška budovy = 2 x její šířka, obvykle 2 – 4 podlaží.