Dřevěný krov - historie a současnost

V historických budovách se na konstrukce zastřešení používaly téměř výhradně dřevěné konstrukce krovů. Prošly dlouhodobým vývojem až po systémy zastřešení optimálně využívající nosné prvky, s ověřenými konstrukčními detaily a spoji, které zajišťují současně únosnost a dlouhodobou životnost.

Střecha obvykle ukončuje stavební dílo

a chrání ho před nepříznivými povětrnostními vlivy, zejména proti dešti, sněhu, větru a také proti ohni. Je důležitou konstrukční částí stavby a závisí na ní životnost celé stavby. Krov je hlavní nosnou konstrukcí rovinné šikmé střechy. Sklon střešních rovin ovlivňuje krytina, nadmořská výška, klimatické poměry a v neposlední řadě i estetický výraz stavby, protože zastřešení má být v souladu s okolní zástavbou a přírodním prostředím.

Rozdělení střech

Základní rozdělení střech vychází z jejich tvaru. Střechy dělíme na pultové, sedlové, sedlové s valbami nebo s polovalbami, křížové a polokřížové, stanové, pilové, věžové, s rotační plochou, mansardové a válcové. Podle systému nosné soustavy se současné konstrukce dělí na:

• vaznicové soustavy (stojatá stolice, ležatá stolice atd..),
• hambálkové soustavy
• vlašské soustavy
• soustavy pilových střech
• Ardantovy soustavy
• soustavy věžových krovů
• vazníkové soustavy
• rámové soustavy
• skruže
• úsporné soustavy samonosných střešních rovin
• kombinované soustavy

Vaznicové soustavy

Vaznicový krov je vhodný pro komplikované půdorysy střech.Při použití několika vaznic mohou vzniknout střešní konstrukce na velké rozpětí. Základním nosným prvkem vaznicových soustav je vodorovně uložený hranol - vaznice. Zpravidla podepřen sloupky. Pokud je uložen na obvodovou nosnou stěnu, nazývá se pozednice. Ta roznáší váhu krovu na obvodovou stěnu a je podepřena po celé své délce, proto se klade naplocho. Plocha pozednice, která leží na zdivu, musí být impregnována. Na vaznice se ve směru největšího spádu střechy kladou krokve. Podle typu krytiny nese střešní plášť laťování nebo bednění. Sloupy pod vaznicemi se kotví do vazného trámu nebo do stropu v místě nad podpěrou (nosnou stěnou nebo pilířem). Krokve, které podepírají laťování, jsou vzdáleny od sebe 0,9 až 1,2 m. Kladou se kolmo na okap a jsou osazeny na vaznicích. Vaznice je podepřena sloupy vzdálenými 3 až 4,5 m, tj. pod každou třetí až čtvrtou krokví. Sloupky bývají většinou čtvercového průřezu a do vaznic, vazných trámů se čepují nebo zapouštějí.

Soustava krokví se sloupy, vaznicemi a s vazným trámem

se nazývá plná vazba. Ostatní vazby se nazývají prázdné. Plné vazby střídají tři až čtyři prázdné vazby. Kleštiny a vzpěry v plných vazbách ztužují krov v příčném směru. Na pozednice a vaznice se kampují (kampování je osazování na ozub, které zabrání posunutí prvku), ke sloupům a krokvím se připojují také kampem nebo lpěním a spoj je ještě pojistí svorníkem. Pásky bývají 1,1 až 1,4 m dlouhé a jsou začepovány do sloupů a vaznic. Prostorovou tuhost ve vaznicových soustavách v příčném směru zajišťuje vyztužená plná vazba s kleštinami a v podélném směru zavětrovacími pásky. Přerušení krokve v místě komínového otvoru, střešního okna nebo vikýřů se realizuje pomocí výměn. Krokve jsou při valbách, polovalbách a průnikových střešních rovin (na složitějších střechách) zkráceny podle tvaru plochy a podepřeny nárožními, případně úžlabními krokvemi se zvětšeným průřezem.

Vaznicové soustavy se podle polohy sloupů a dalšího rozložení nosných prvků dělí na

• stojatou stolici
• ležatou stolici
• věšadla
• vzpěradla
• mansardové krovy
• kombinované soustavy

Stojatá stolice

Vaznice u tohoto typu podepírají svislé sloupky ukotvené ve vazných trámech. Podle rozponu a sklonu střechy se mění počet a rozložení vaznic tak, aby se respektovaly optimální vzdálenosti podepření krokví, které by neměly přesáhnout 4,5 m mezi vaznicemi a 2,5 m mezi vaznicí a vrcholem. Ve vrcholu se krokve spojovat kloubově. Nejčastěji se vyskytují vazby stojaté stolice s tímto rozložením vaznic:

1. sedlová střecha
a) dvě pozednice a jedna vrcholová vaznice pro rozpon 6 až 8 m
b) dvě pozednice a dvě středové vaznice pro rozpon 7 až 12 m
c) dvě pozednice a dvě středové vaznice a jedna vrcholová vaznice pro rozpon 12 až 16 m
2. pultová střecha
a) pozednice, středová a vrcholová vaznice pro rozpon 6 až 8 m
b) pozednice, dvě středové a jedna vrcholová vaznice pro rozpon 8 až 12 m
Plná vazba je doplněna o dvojici kleštin, umístěných nad pozednicí a pod vaznicí. Většinou je doplněna i o šikmou vzpěru pro prostorovou stabilitu. Speciálním případem stojaté stolice je krov stanové střechy. Vaznice probíhá po obvodu do čtverce a v rozích je uložena na sloupy. Kleštiny jsou umístěny u nárožních krokví.

Ležatá stolice

Podepření vaznic šikmými sloupy umožňuje snížit namáhání vazného trámu na ohyb, protože při kotvení sloupu blíže k podpěře se vytváří menší ohybový moment. Tím se snižují nároky na spotřebu řeziva. V praxi se objevují nejčastěji tyto vazby ležaté stolice:

• se dvěma středovými vaznicemi a šikmými sloupy, které se kotví do vazného trámu, pro rozpon 7 až 12 m,
• se dvěma středovými vaznicemi a šikmými sloupy, které se kotví do stropu nad středovou stěnou, pro rozpon 9 až 12 m,
• se dvěma středovými a jednou vrcholovou vaznicí a se šikmými sloupy, které se kotví do stropu nad středovou stěnou, pro rozpon 12 až 16 m

Věšadlo

Někdy dispozice podlaží s velkým rozponem neumožňuje, aby se dlouhý vazný trám vhodně podepřel. V takovém případě se dá použít konstrukce věšadla. Princip spočívá v odlehčení vazného trámu prostřednictvím roznosu zatížení pomocí šikmých vzpěrek co nejblíže k podpoře.Podle počtu věznic dělíme věšadla na jednoduchá, dvojitá nebo trojitá. Při dvojitém a trojitém věšadlu se mezi sloupy umísťuje vodorovná rozpěra na symetrický roznos zatížení.

Vzpěradlo

Princip je obdobný jako u věšadel. Do šikmých vzpěr, případně do rozpěr jsou ukotveny zkrácené sloupy podepírající vaznice.

Mansardové krovy

Na lepší využití podkrovních prostor mají mansardové krovy lomené střešní plochy. Do místa lomu se umísťuje středová vaznice, na kterou se osedlávají krokve obou střešních rovin. Tyto soustavy krovů se používají k zastřešení šikmých střech, zejména menších staveb, rodinných domů a rekreačních objektů. Prostorovou tuhost zajišťují kleštiny, šikmé vzpěry a pásky.

U hambálkové soustavy je každá vazba vazbou plnou

Vazby jsou vzdáleny 0,9 až 1,2 m. Hambalkový krov se skládá z krokví přidáním vodorovného hambálku, který horizontálně spojuje dvě proti sobě stojící krokve. Při symetrickém zatížení působí na krokve jako vodorovná střední podpěra. Spoj hambálků s krokvemi by neměl oslabit průřez krokve, protože krokve jsou na tomto místě namáhány ohybovým momentem. Vhodným řešením je vytvoření hambálků v podobě kleštin. U obytného podkroví mohou být hambálky současně stropními nosníky. V hambálkové soustavě je důležité zachycení horizontálních sil v místě osedlání krokve na stěnu, a to buď prostřednictvím kovových kotev, nebo celé soustavy se stropnicí prostřednictvím spolehlivého tesařského spoje (například šikmé zapuštění). U krovů s větším rozponem je tato horizontální složka sil značná, a proto je i problematičtější nadimenzovat železobetonový věnec.

Vlašská soustava

Vlašská soustava vděčí za své jméno Itálii, kde se tento typ krovu hojně používal. Soustava se používala především na konstrukce střech s větším rozpětím. Základem jsou plné vazby, zpravidla věšadla, vzdálené od sebe 4 až 5 m, na které se kladou rovnoběžně se žlabem hranoly asi 120 × 160 mm, tzv.. vazničky. Rozteč mezi vazničkami je 0,9 až 1,2 m. Podélné zavětrování zajišťují tzv. ondřejské kříže ukotvené do šikmých vzpěr.

Soustava pilových střech

Konstrukce pilových střech zabezpečuje dobré osvětlení a odvětrání vnitřních prostorů; pilové střechy se proto v minulosti s oblibou používaly k zastřešení průmyslových budov. Soustava se skládá ze sedlových střech s nestejným sklonem, z nichž střecha nejstrmější je obvykle zasklená.Každá vazba je plná, podepřená sloupem v místě styku střešních rovin. Vzdálenost vazeb je 4 až 5 m. Prostorovou tuhost konstrukce v příčném směru zajišťují dlouhé vzpěry a v podélném směru pásky.

Ardantova soustava

Soustava se jmenuje po autorovi, jemuž se v konstrukci krovu podařilo vyloučit vazné trámy.Ardantova soustava umožňuje zastřešení velkých rozponů do 20 a více metrů. V soustavě se využívá princip vzpěry a věšadla. Šikmé vzpěry se kotví do sloupů umístěných v obvodové stěně. Horizontální síly v úrovni pozednice zachytává ocelové táhlo. Soustava věžových krovů k zastřešení věží se používají krovy odvozené z vaznicové soustavy. Charakterizuje ji tvar střechy s velkým poměrem výšky k šířce, sestavený na poměrně malém půdorysu. Že vnitřní prostor má být průchodný, vyžaduje důkladné prostorové ztužení s ohledem na velké zatížení větrem. Zavětrovat se musí všechny střešní roviny. Krov se většinou skládá z několika poschodí vymezených vaznicemi.

Vazníková soustava

Vazníkovou soustavu tvoří vazníky uloženy příčně ve vzdálenostech 0,9 až 1,2 m. Podle konstrukce se vazníky rozdělují na:

• příhradové (hřebíkované, svorníkové a lepené)
• plnostěnné (hřebíkované a lepené)

Pro zastřešení vazníky je důležité zabezpečení prostorové tuhosti v podélném směru a v rovině střechy. Vazníkové střešní konstrukce mají nízkou spotřebu řeziva, jsou vhodné pro střechy s malým spádem a velkým rozpětím, avšak podkrovní prostor je u nich nevyužitelný.

Rámové soustavy

Rámová soustava vzniká doplněním vazníků o stojky, které se kotví do základu a tvoří zároveň oporu pro obvodové stěny. Vzdálenost rámu je nejčastěji 4 m. Pro zajištění prostorové tuhosti je zapotřebí zavětrování v rovině stěny.

Skruže

Pocházejí z Francie, z dílny tesařského mistra de l'Orme. Skládají se ze dvou až sedmi vrstev nastojato postavených a do oblouku vypilovaných desek nebo fošen, které se spojují hřebíky, šrouby, svorníky nebo kolíky. Skružový oblouk může být půlkruhový, úsečkový (segmentový), eliptický, parabolický nebo vlnitě prohnutý. Průběžně se zabezpečují ocelovými objímkami. Skruž se pomocí sloupů, kleštin a vzpěrek doplňuje o horní pás ve tvaru střechy. Vzdálenost vazeb je 3 až 4 m. Princip skruží se využíval i při zastřešení věží cibulovitého tvaru a kopulí.

Úsporné soustavy samonosných střešních rovin

Tyto soustavy se konstruovaly pro úsporu řeziva a pro požadavky na překrytí velkých halových prostorů. Nejznámější jsou: Rovinné samonosné střešní konstrukce - Záhorského a Kroherova soustava; samonosné konstrukce se zakřivenou plochou - lamelová soustava. Nejstarší soustavou tohoto typu je lamelová klenba, v níž je jediným nosným a ztužujícím prvkem současně velká lamela přiříznutá do požadovaného tvaru. Takto se vytvoří jednoduchý spoj a kosočtvercová síť. V místě spoje jsou současně tři lamely. Na spoj se používaly svorníky s podložkami nebo ocelové spojovací pásy.

Kombinované soustavy

Ve starších objektech se jen málokdy setkáme s učebnicovým příkladem konstrukční soustavy krovu. Většinou bývá problém tyto konstrukce přesně zařadit, protože konstrukční princip a statická schémata jsou odvozeny ze základních soustav nebo z jejich kombinací. Rozšířená je například kombinace hambálku se stojatou stolicí nebo stojatá stolice kombinovaná se vzpěradlem.