Současný stav v oboru navrhování dřevěných konstrukcí

1. ÚVOD

Podle nařízení vlády ČR musíme v současnosti prokazovat odolnost/spolehlivost stavebních konstrukcí nejen z hlediska jejich mechanické odolnosti (zatížení, vnitřní síly, únosnost a tuhost), ale též z hlediska jejich odolnosti na účinky požáru.
Pro navrhování dřevěných konstrukcí se v minulosti používaly různé výpočetní postupy, které byly dány většinou příslušnými národními (u nás českými) předpisy (normami), aby bylo možné na jejich základě srovnávat hospodárnost staveb, zajistit jednotnou hladinu spolehlivosti a rozhodovat právní spory.
Při prokazování spolehlivosti dřevěných konstrukcí se nejprve používala metoda dovolených namáhání, která byla později nahrazena metodou mezních stavů. Zásadní rozdíl mezi těmito dvěma metodami spočívá v tom, že metoda dovolených namáhání vycházela především z mnohaletých zkušeností při navrhování dřevěných konstrukcí, zatímco metoda mezních stavů je koncipována na principech matematické statistiky.

Pro navrhování dřevěných konstrukcí se v minulosti v naší republice postupně používaly tyto národní normy:

• ČSN 1052-1929 Předpisy pro dřevěné konstrukce pozemního stavitelství
• ČSN 1052-1941 Předpisy pro dřevěné konstrukce
• ČSN 73 2050-1950 Projektování dřevěných konstrukcí
• ČSN 73 1701-1969 Navrhování dřevěných stavebních konstrukcí
• ČSN 73 1701-1983 Navrhování dřevěných stavebních konstrukcí (revize předcházející normy)

Normy ČSN 1052 a norma ČSN 73 2050 byly normami, které uváděly postupy pro navrhování dřevěných konstrukcí podle metody dovolených namáhání. Norma ČSN 73 1701 je potom již normou pro navrhování dřevěných konstrukcí podle mezních stavů.

Od roku 1980 se v rámci Evropské unie zpracovává jednotná soustava normativních dokumentů pro navrhování stavebních konstrukcí označovaná pracovním názvem Eurokódy, jejímž hlavním cílem je usnadnit volný obchod s dodávkami výrobků a stavebních prací v rámci EU.

Tvorba evropských norem v oboru dřevěných konstrukcí je v rámci Evropské normalizační organizace CEN zajišťována těmito komisemi:

• TC 38 Trvanlivost dřeva a výrobků na bázi dřeva
• TC 112 Desky na bázi dřeva
• TC 124 Dřevěné konstrukce
• TC 175 Kulatina a řezivo
• TC 193 Lepidla
• TC 250/SC 5 Eurokódy pro stavební konstrukce/Dřevěné konstrukce

Schválené předběžné evropské normy ENV a evropské normy EN byly průběžně zavedeny do soustavy českých norem ČSN pod označením ČSN P ENV, nebo ČSN EN. Navrhováním dřevěných konstrukcí se zabývá Eurokód 5 (EN 1995), který navazuje na příslušné evropské normy pro dřevo, materiály na bázi dřeva, spojovací prostředky atd.

Eurokód 5 Navrhování dřevěných konstrukcí má tyto tři části:

Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby;
Část 1-2: Navrhování konstrukcí na účinky požáru;
Část 2: Mosty.

Oproti minulosti je zcela novou technickou normou Část 1-2 Eurokódu 5. Stručně lze říci, že požární bezpečnost staveb řešíme stále podle norem ČSN 73 08.. a požární odolnost konstrukcí podle Částí 1-2 jednotlivých Eurokódů.

S ohledem především na národní tradice při navrhování stavebních konstrukcí byl u všech Eurokódů zvolen následující postup jejich zavádění. Eurokódy byly nejprve organizací CEN vydány jako předběžné evropské normy ENV pro ověření a připomínkování s tím, že měly být v jednotlivých členských státech CEN vydány jako alternativní normy k národním normám. Například v ČR byly v letech 1996 až 1998 zavedeny všechny tři části Eurokódu 5 na úrovni přednormy jako:

ČSN P ENV 1995-1-1, ČSN P ENV 1995-1-2 a ČSN P ENV 1995-2. Platnost těchto přednorem v ČR však od 1.1.2009 již byla zrušena.

V roce 2003 byla u Eurokódu 5 dokončena další etapa. Na základě uplynulého ověřovacího a připomínkového řízení byl Eurokód 5 transformován do podoby evropské normy EN. V rámci této transformace byla původní přednorma ENV přepracována a zjednodušeně se dá říci, že zdokonalena. V roce 2006 byl Eurokód 5 v podobě evropské normy EN zaveden v ČR a ČSN 73 1701 byla v polovině roku 2008 zrušena. Nicméně tato norma byla nahrazena ČSN 73 1702, která je modifikovaným překladem německé normy DIN 1052:2004-08 (německá verze EN 1995-1-1, která tuto EN rozvíjí v duchu německých tradic a zvyklostí). Přínos jednotlivých částí (1-1, 1-2 a 2) Eurokódu 5 byl podrobně prezentován na semináři ve Volyni v roce 2007.

V roce 2008 potom byla dokončena i první změna A1 EN 1995-1-1. Tato změna byla v ČR zavedena jako technická norma v polovině roku 2009 a podrobně byla prezentována na semináři ve Volyni v roce 2009.

2 Oprava EN 1995-1-2

V roce 2009 byla vydána oprava 1 EN 1995-1-2. Tato oprava byla v ČR zavedena jako technická norma v roce 2010.

Oprava ČSN EN 1995-1-2 přináší tyto následující hlavní změny (značení článků, rovnic atd. odpovídá jejich číslování v normě). V článku 1.2 v odstavci (1)P se název EN 520 ruší a nahrazuje zněním: „EN 520 Gypsum plasterboards – Definitions, requirements and test methods (Sádrokartonové desky – Definice, požadavky a zkušební metody)“ V článku 2.4.2 v odstavci (3) se text vysvětlivky yfi ruší a nahrazuje tímto zněním: „yfi součinitel pro časté hodnoty proměnných zatížení při požární situaci, dané buď y1,1 nebo y2,1, viz EN 1991-1-1;” V článku 3.4.2 v odstavci (5) se text ruší a nahrazuje tímto zněním: „Pro povrchy dřeva a materiálů na bázi dřeva, nechráněné po dobu vystavení účinkům požáru, jsou návrhové rychlosti zuhelnatění b0 a bn uvedeny v tabulce 3.1.” V článku 5.2 se označení odstavce „(1)“ ruší a nahrazuje označením „(1)P“. V článku 6.2.2.1 v odstavci (3) se text ruší a nahrazuje tímto zněním: „Návrhová odolnost nechráněného spoje zatíženého návrhovým účinkem zatížení při požáru, viz 2.4.1, se má uvažovat takto:

V článku B.2 v odstavci (1) se text ruší a nahrazuje tímto zněním: „Pro vystavení účinkům normového požáru se mohou brát hodnoty tepelné vodivosti, měrného tepla a poměru hustoty k hustotě po vysušení jehličnatých dřevin podle obrázků B.1 až B.3 a tabulek B.1 a B.2.” V článku E.1 v odstavci (1 )se text „...musí být zaručeno“ ruší a nahrazuje zněním „...má být zaručeno“. V článku E.2.1 v odstavci (1 )se text „...a obrázku E.2“ ruší a nahrazuje zněním „...a obrázku E.1“. V článku E.2.4 v tabulce E.4 v prvním řádku a druhém sloupci)se text „Tloušťka desky na straně nevystavené požáru“ ruší a nahrazuje zněním „Tloušťka desky na straně vystavené požáru“.

Jiná pravidla však platí pro zavádění norem ČSN EN pro materiály, výrobky, zkušebnictví atd., neboť většina z nich okamžitě nahrazuje jim odpovídající normy ČSN. Jestliže norma ČSN EN nahrazuje normu ČSN, je tato skutečnost uvedena v záhlaví příslušné normy ČSN EN a norma ČSN je zrušena a není již uvedena v seznamu českých norem vydávaném Úřadem pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví v Praze. Ve svém důsledku to znamená, že přechod k evropské soustavě norem je nevyhnutelný, neboť výhledově budou všechny národní normy zrušeny a nahrazeny normami EN. V současné době proto všechny země Evropské unie zapracovávají do svých soustav technických norem Eurokódy v podobě evropských norem, které měly být do roku 2010 jedinými pravidly pro navrhování stavebních konstrukcí v Evropě. To se však zatím nestalo, protože velké země (jako například Německo) velmi lpí na národní tradici a zvyklostech, jak již bylo zmíněno v předcházejícím textu. Nahrává tomu i jistá komplikovanost v používání Eurokódů, kdy je třeba sledovat změny nejen v nich samotných, ale i v normách, které s nimi souvisí. Příkladem toho je například změna A1 EN 1995-1-1, která zavedla účinnou šířku průřezu u posouzení smykového napětí, ale současně došlo i k úpravě pevnosti ve smyku v EN 338.

Výpočetní postupy podle Eurokódu 5 zatím též neumožňují posuzovat některé skladby konstrukcí, především na požární odolnost. Podle současné úrovně poznání byl na Fakultě stavební ČVUT navržen a ve zkušebně PAVUS odzkoušen dřevobetonový strop tak, aby odolal normovému požáru po dobu minimálně 60 minut pro kritéria REI. Zkouška proběhla za úzké spolupráce s firmami Tesařství Biskup, TESKO ČDZ a SFS intec. Na základě provedené požární zkoušky byl ověřen výpočetní model kompozitního dřevobetonového stropu a zpracován program pro výpočet kompozitních dřevobetonových stropů při běžné teplotě i za požáru. Zadávací list programu, který umožňuje zadávat všechny parametry kompozitního dřevobetonového stropu je zobrazen na obr. 1.