Porucha strešnej nadstavby v tvare hambálkového krovu

V článku sa pojednáva o poruchách krovových sústav z titulu nesprávneho projektového riešenia. Konkrétne sa poukazuje na poruchu hambálkového krovu od účinkov vodorovných síl, ktoré pôsobia na konštrukciu strešnej nadmurovky od zaťaženia hambálkovou krovovou sústavou.

Pri rekonštrukciách objektov s plochými strechami alebo s krovmi väznicovej sústavy sa tieto v poslednom čase stále viac nahrádzajú krovmi hambálkovej sústavy, a to najmä pre ich jednoduchosť a ľahšiu montáž, úsporu dreveného reziva, vytvorenie voľných podkrovných priestorov vhodných na ďalšie využitie – byty, kancelárie a pod.

Konštrukčný princíp hambálkového krovu je založený na pevných trojuholníkových rámoch, tvorených dvojicou krokiev, spolu zviazaných klieštinami, nazývanými hambálok a spolupôsobiacou stropnou konštrukciou (obr. 1), ktorú v starších typoch nahrádzali stropné trámy, takže vznikol drevený trojuholník. Pri hambálkovej sústave je teda každá väzba plná. Priestorové stuženie v pozdĺžnom smere zabezpečujú uhlopriečne umiestnené dosky alebo šikmé latovanie, prípadne šikmé debnenie pre niektoré druhy krytiny. V prípade osadenia na pomúrnicu má nadmurovka čo najmenšiu výšku a bočné sily sa musia preniesť cez pomúrnicu do stropnej konštrukcie pomocou oceľových kotiev.

Obr. 1 Axonometria hambálkovej sústavy

STATICKÉ PÔSOBENIE HAMBÁLKOVÉHO KROVU

Hambálkové krovy z klasických profilov sú vhodné na rozpätia od 8 do 9,5 m. Pri dimenzovaní profilov treba v prípade obytného podkrovia zobrať do úvahy hmotnosť tepelnej izolácie a podbitia. Väzby sú osovo vzdialené 800, 900 alebo 1.000 mm. Zo statických dôvodov je vhodné hambálky vytvárať z dvojice profilov a medzery vystužiť doskou.

Statický princíp hambálkového krovu pozostáva z vytvorenia trojuholníkových rámov, a to vodorovných stropov, šikmých krokiev a vodorovných výstuh – hambálkov. Rámy sa stavajú na pomúrnice a krov sa priestorovo vystuží šikmými výstuhami. Jedným z najdôležitejších detailov je spôsob kotvenia krovov a zachytenie vodorovných síl.

Vodorovné sily sa prenášajú príchytkami do pomúrnice a odtiaľ sa prenášajú:
a) oceľovými kotviacimi ťahadlami do konštrukcie stropu,
b) oceľobetónovým vencom s oceľobetónovými pilierikmi do konštrukcie stropu. 
Vzdialenosť kotvenia pomúrnice je maximálne 2 500 mm. Hore uvedené prípady sú zobrazené na obrázku 2 a, b.

Z uvedených dôvodov sa hambálkové krovy nemajú navrhovať na vysoké nadmurovky, nakoľko v takýchto prípadoch vznikajú väčšie problémy so zachytením vodorovných síl.

Obr. 2 Zachytenie vodorovných síl do konštrukcie stropu: 
a) oceľovým ťahadlom, 
                                       b) oceľobetónovým vencom s oceľobetónovými pilierikmi.

Konštrukcia hambálkového krovu je vhodná pre kratšie rozpätia 8,0 – 9,5 m a výhodná pre možnosť využitia podkrovného priestoru. Na druhej strane prináša so sebou veľké vodorovné sily do uloženia krokiev na pomúrnicu, ktoré je potrebné zachytiť. V prípade nezachytenia vodorovných síl dochádza k poškodeniu zvislých úložných prvkov (stien a pod.) – obr. 3.

Obr. 3 Dôsledok nezachytenia vodorovných síl v hambálkovom krove

Taktiež dochádza k zmene statického systému a následne k prerozdeleniu vnútorných síl. Následkom prerozdelenia síl sa do hambálku dostane ťahová sila, ktorá zmení hambálok z pôvodnej funkcie podpory pre krokvu (obr. 4) na prvok, ktorým sa vnáša prídavné zaťaženie pre krokvu (obr. 5). V miestach pripojenia hambálku na krokvu potom vznikajú v krokvách veľké ohybové momenty, ktoré optimálne nadimenzovaná krokva zvyčajne neprenesie a poruší sa ohybom.

V dôsledku popustenia podpory hambálkového krovu – vysokej strešnej nadmurovky, vyplývajúcej zo zmeny statického systému, môže dôjsť k ďalším následným poruchám, a to:

• k nadmernej deformácii krovovej sústavy,
• k polámaniu krokiev v miestach napojenia hambálkov,
• k porušeniu vodotesnosti krytiny s následným zatekaním dažďovej vody do objektu,
• k porušeniu celej hambálkovej sústavy krovu, čo môže zapríčiniť haváriu objektu.

Obr. 4 Navrhovaná (pôvodná) statická schéma hambálkového krovu

Obr. 5 Statická schéma hambálkového krovu po popustení podpory

Obr. 6 Celkový pohľad na objekt

Obr. 7 Pohľad na hambálkový krov

Obr. 8 Odtlačenie nadmurovky

             
Obr. 9 Pohľad na odtlačenú nadmurovku zvonka, detail podbitia.

ZÁVER

Hambálkové krovy sa nemajú navrhovať na vysoké nadmurovky, nakoľko v takýchto prípadoch vznikajú väčšie problémy so zachytávaním vodorovných síl. Pokiaľ je vyššia nadmurovka nevyhnutná, musí sa tento problém riešiť vytvorením tuhého oceľobetónového venca, do ktorého je krov kotvený s kombináciou ukotvenia venca do tuhej vodorovnej stropnej konštrukcie.

Pri porušení uvedených zásad dochádza k závažným, častokrát neodstrániteľným závadám, na ktorých sa v mnohých prípadoch podieľajú:

• chyby v projektovom riešení,
• nedodržanie technologických postupov pri realizácii jednotlivých konštrukcií a prác,
• v zabudovaní stavebných materiálov, ktoré nespĺňajú platné STN,
• v nedostatočnej kontrole a preberaní vykonaných prác.

Tento článek byl publikován ve sborníku Konference střešní nástavby a vestavby 2007.