Nosná konštrukcia domu

1. Nosná konštrukcia stavby – prvky

Nosnú konštrukciu budovy tvoria všetky tie prvky, ktoré vplývajú na jej statickú stabilitu. Na stavbu vplýva zaťaženie vlastnou tiažou konštrukcie, zaťaženie spôsobené vonkajšími silami (strešná krytina, podlahy, priečky, zaťaženie ľuďmi, nábytkom a zariadením), zaťaženie fyzikálnymi vplyvmi (teplota, zmrašťovanie), zaťaženie účinkami vetra a dynamickými účinkami (seizmicita – zemetrasenia). Nosné konštrukcie stavby sa delia (pozorované zdola nahor) do štyroch veľkých skupín: konštrukcie základov, vertikálne konštrukcie, horizontálne konštrukcie a konštrukcie strechy.   

2. Základová nosná konštrukcia

Základnou funkciou základovej nosnej konštrukcie je preniesť zaťaženia z nosných vertikálnych konštrukcií stavby do podložia. Základy sa členia na hĺbkové (pilóty, kesóny...) a plytké (plošné) základy (pásové základy, základové pätky, základové dosky...). Rozmery základov závisia od predpokladaného zaťaženia, teda od celkovej hmotnosti budovy a únosnosti zeminy, preto je potrebné základy správne naplánovať a nadimenzovať tak, aby bez problémov uniesli a vydržali všetky zaťaženia a hmotnosti. 

3. Nosná konštrukcia: vertikálne konštrukcie  

Vertikálne nosné konštrukcie sú konštrukcie, ktoré prenášajú zaťaženie zo striech a stropov do základov a podložia budovy (steny, stĺpy, piliere…). 

3.1. Železobetónová stenová konštrukcia 

Tento typ steny pozostáva z betónovej a oceľovej výstuže vo forme výstužných klietok (spojených zvislých výstužných prútov). Oceľová výstuž sa spravidla vždy na okrajoch železobetónových stien zahusťuje, pričom minimálna hrúbka takýchto stien je 10 cm, zvyčajne 20 cm až 25 cm. Výhoda konštrukcie vystužených stien sa prejavuje vo väčšej tuhosti, a preto sú horizontálne pohyby pri zemetrasení menšie v porovnaní s menej tuhými konštrukciami. Vidno to aj na drobných poškodeniach nenosných priečok, výplní stien, obkladov, fasád a iných častí konštrukcie.

3.2. Konštrukcia murovaných stien 

Murované steny môžu byť vyrobené z kameňa, tehál alebo iných materiálov (pórobetón,  rôzne betónové bloky...). Nosné steny majú spravidla hrúbku najmenej 19 cm a na okrajoch stien sú zvyčajne zvislé alebo vodorovné stenové väzníky, ktoré sú pozdĺž spojov medzi stenami alebo spojov medzi stropnou konštrukciou a stenou. Väzby sú prvky ochrany, ktoré preberajú vodorovné zaťaženie spôsobené pôsobením vetra a zemetrasením; najčastejšie sa vyrábajú z betónu a oceľovej výstuže (zvislé prúty a strmene), zvislé spoje (vystužené prúty) môžu byť umiestnené aj do špeciálne navrhnutých rohových tvárnic vyplnených betónom. Strecha sa uzatvára štítovými stenami a úplne hore musia byť steny podkrovia ukončené šikmými alebo vodorovnými železobetónovými spojmi (väzbami).

Tento typ konštrukcie zabraňuje prevráteniu jednotlivých stien v prípade zemetrasenia.

3.3. Skeletová konštrukcia: železobetónové stĺpy

Železobetónové stĺpy pozostávajú z betónu a oceľovej výstuže (zvislé prúty a strmene) a v novších stavbách sa takéto stĺpy najčastejšie spájajú so železobetónovými nosníkmi a tvoria tak železobetónové rámy. Železobetónové stĺpy môžu byť rôznych prierezov, na niektorých miestach môžu byť viditeľné, inde sú čiastočne uzavreté výplňovými stenami. Výplňové  steny sa zvyčajne murujú z ľahkých tehál (tvárnic), ktoré nespĺňajú všetky požiadavky definované pre nosné steny. Preto je potrebné dôkladne zvážiť, kam ich umiestniť, keďže takéto tehly môžu výrazne ovplyvniť správanie celej rámovej konštrukcie v prípade zemetrasenia.

3.4. Drevená konštrukcia

Drevostavba je v posledných rokoch čoraz populárnejšia, keďže ide o ekologický materiál, ktorý umožňuje stavbe „dýchať.“ Existujú dva typy drevených konštrukcií: skeletové konštrukcie (konštrukcie zo stĺpov, diagonály na ochranu pred vetrom a strešné krokvy), a masívne drevené konštrukcie, kde je celá stena nosná. V druhom prípade sú to krížovo lepené dosky (KLH dosky) alebo iné lepené drevené prvky, ktoré sú vždy prefabrikované a vyrábané v továrni. Drevená konštrukcia z lepeného dreva je drahšia ako skeletová drevená konštrukcia. V prípade skeletov sú ostatné časti vyplnené nenosnými stenami, ktoré môžu byť aj drevené.

3.5. Oceľová konštrukcia

Oceľová konštrukcia môže byť len skeletová, pretože neexistujú pevné oceľové steny. To by bolo úplne nezmyselné vzhľadom na veľkú hmotnosť ocele, taká budova by bola ťažká,  neuniesla by vlastnú váhu, vyžadovala by veľmi pevné základy a bola by extrémne drahá vzhľadom na potrebné množstvo materiálu. Oceľ možno odlievať len v bezpečnom a kontrolovanom prostredí, akým je napríklad továreň, inak môže dôjsť ku katastrofálnym nehodám. Oceľová konštrukcia sa teda skladá z prefabrikovaných prvkov, akými sú stĺpy, nosníky, preklady a spojovacie prvky.

Existuje veľa rôznych oceľových profilov, ktorý z nich bude použitý, závisí od typu konštrukčného prvku (či je to stĺp alebo nosník), od statického výpočtu, účelu použitia a prianí architekta, najmä ak stĺpy, resp. nosníky budú viditeľné. O type a rozmeroch profilu by mal rozhodnúť statik.

4. Pevná konštrukcia – dôležitá je celistvosť nosných stien

Zo statického hľadiska je mimoriadne dôležité, aby steny boli v pôdoryse správne usporiadané a aby plynule prechádzali od základov až po samotný vrchol budovy. Ak nie sú súvislé, treba naplánovať premostenie konzolových rozpätí nosníkmi a stĺpmi. Takéto  usporiadanie musí byť zabezpečené počas výstavby a udržiavané počas celej životnosti stavby. Práve to môže byť veľkou prekážkou pri rozsiahlych rekonštrukciách budov, kde nosné steny nemožno jednoducho odstrániť a nainštalovať inde. Zároveň každý nový otvor v nosnej stene znamená oslabenie, resp. zníženie nosnosti celej konštrukcie.

5. Horizontálne konštrukčné systémy

5.1. Konštrukcia so železobetónovými doskami

Železobetónová doska pozostáva z betónu a oceľovej výstuže (výstužná sieť a jednotlivé oceľové tyče). Výstuž sa vkladá do medzipodlažnej železobetónovej dosky tak na spodnej strane, kde preberá ťahové sily, kým vrchná časť dosky preberá tlakové zaťaženie. Okrem medzipodlažnej dosky sú tu aj balkónové a schodiskové dosky a podesty. Minimálna hrúbka takejto medzipodlažnej dosky je 10 cm, samozrejme závisí od veľkosti objektu, teda projektovaného rozpätia a predpokladanej hmotnosti; obvyklá hrúbka dosky pre rodinný dom je 20 cm.

5.2. Rebrový železobetónový strop

Rebrový železobetónový strop je stropná konštrukcia zo železobetónu a rovnobežných úzkych trámov (rebier), ktorá je v hornej časti spojená do celku tenšou železobetónovou doskou. Medzi rebrami sa zvyčajne objavujú tehlové priehlbiny, ktoré pri výstavbe slúžia ako debnenie. Niektoré verzie rebrovaných železobetónových stropov nemajú hornú železobetónovú dosku.

5.3. Tradičná konštrukcia: drevený strop

Drevené stropy sú jednou zo starších verzií tohto typu konštrukcie. Drevený strop tvoria drevené stropné trámy, na ktoré sú zo spodnej strany pripevnené dosky, na ktoré sa nanesie omietka. Na vrchnej strane stropných trámov sú dosky, kamenná výplň a drevená podlaha. Pravidlom tohto typu konštrukcie je, že drevené stropné trámy idú v smere kratšieho rozmeru miestnosti a že sú voľne uložené na bočných nosných stenách. Ak sa robí dutý drevený strop, čo je pomerne častý prípad, drevené stropné trámy sa ukladajú vo vzdialenosti 60 cm až 100 cm.   

5.4. Klenutá konštrukcia

Klenutá (oblúková) konštrukcia je typická pre staršie, tehlové stavby. Môže byť rôznych tvarov, vyhotovuje sa z tehál alebo kamenného muriva a pripevňuje sa k nosným stenám pomocou vhodného muriva. Mnohé tehlové oblúky na historických budovách sú postavené v kombinácii s oceľovými nosníkmi.

5.5. Konštrukcia s nosníkmi

Nosníky sú lineárne horizontálne konštrukčné prvky vyrobené zo železobetónu, ocele, dreva alebo iných materiálov. Nosníky umožňujú preklenutie väčších rozpätí a rovnomerné rozloženie horného zvislého zaťaženia na steny a stĺpy, ktoré ich podopierajú.

5.6. Murované oblúky 

Murované oblúky sú charakteristické najmä pre staršie stavby, kde plnia funkciu podpier. Niektoré murované oblúky obsahujú špeciálne napínacie prvky, zvyčajne železné, umiestnené v spodnej časti oblúka. Napínací prvok môže mať okrúhly alebo plochý prierez a kotví sa na protiľahlú plochu nosnej steny.

5.7. Konštrukcia s prekladmi

Preklady sa vzťahujú na kratšie nosníky a sú určené na rovnomerné rozloženie hmotnosti na okenné alebo dverné otvory v stenách. V starších budovách sú preklady drevené alebo oceľové, ale môžu byť vyhotovené aj ako rovné murované oblúky. V novších stavbách sú preklady väčšinou železobetónové.

6. Nosné konštrukcie strechy

Strecha je jednou z najdôležitejších častí stavby. Vo väčšine prípadov je drevená, ale môže byť aj železobetónová alebo oceľová. Drevená konštrukcia strechy pozostáva z veľkého množstva základných prvkov, medzi ktoré patria stĺpy (vertikálne prvky), trámy (horizontálne prvky) a krokvy (nosné prvky, od hrebeňa až po odkvapovú väznicu). Pri drevenej konštrukcii strechy s väčšími rozpätiami sa na prenos hmotnosti na spodnú konštrukciu stavby používajú stolice alebo iné rozpery rôznych tvarov (trojuholníkové, lichobežníkové).