Nosilna konstrukcija hiše

1. Nosilna konstrukcija stavbe - elementi

Nosilna konstrukcija stavbe so vsi tisti elementi hiše, ki omogočajo njeno statično stabilnost, kar pomeni, da prenašajo obtežbo hiše od strehe do temeljev. Nosilna konstrukcija prenaša vertikalne obtežbe, kot je lastna teža hiša, teža nenosilnih elementov (kritine, estriha, parketa ...) in težo predmetov in ljudi v hiši. Nosilna konstrukcija prenaša tudi horizontalno obtežbo, k čemur prištevamo obtežbo vetra in potresa. Nosilna konstrukcija se v osnovi deli v štiri večje skupine: temeljno konstrukcijo, vertikalne konstrukcije, horizontalne konstrukcije in ostrešje.

2. Temeljna konstrukcija

Osnovna funkcija temeljne konstrukcije je prenašanje vseh obremenitev zgornje konstrukcije objekta v temeljna tla. Ločimo globoko temeljenje (piloti) in plitvo temeljenje (pasovni temelji, točkovni temelji, temeljna plošča). Na podlagi predvidenih obremenitev oz. obtežbe objekta in od nosilnosti tal so odvisne dimenzije temeljev, ki morajo biti zato pravilno načrtovani in dimenzionirani, da kljubujejo in prenašajo obtežbo.

3. Nosilna konstrukcija: vertikalne konstrukcije

3.1 Konstrukcija iz armiranobetonske stene

Ta vrsta sten je sestavljena iz betona in jeklene armature v obliki armaturnih košev (navpične armaturne palice). Jeklena armatura je ob robovih armiranobetonskih (krajše AB) sten praviloma vedno zgoščena, minimalna debelina AB sten pa je 10 cm, običajno pa 20-25 cm. Prednost konstrukcije iz AB sten se kaže v večji togosti in zato so vodoravni pomiki v primeru potresa manjši kot v primerjavi s konstrukcijami manjše togosti. To se kaže tudi pri manjših poškodbah nenosilnih predelnih sten, polnilnih zidov, oblog, fasade in druge opreme.

3.2 Konstrukcija iz zidanih sten

Zidane stene so lahko kamnite, opečne ali sestavljene iz drugih materialov, kot je recimo porobeton, torej iz različnih betonskih zidakov. Nosilni zidovi so običajno minimalne debeline 19 cm, na robovih zidov pa se običajno pojavljajo navpične ali vodoravne zidne vezi, ki potekajo vzdolž stikov med zidovi ali stikov med stropno konstrukcijo in zidom. Protipotresne vezi prevzemajo horizontalno obtežbo vetra in potresa ter so najpogosteje izdelane iz betona in jeklene armature (navpične palice in stremena), navpične vezi pa so lahko zalite tudi v luknjah posebej izoblikovanih zidakov-vogalnikov. Podstrešja so zaprta z zatrepnimi zidovi in kolenčnimi zidovi, na samem vrhu pa morajo biti podstrešni zidovi zaključeni s poševnimi oz. vodoravnimi AB vezmi.

Tovrstna izvedba preprečuje prevrnitev posameznega zidu ob morebitnem potresu.

3.3 Skeletna konstrukcija: armiranobetonski stebri

AB stebre sestavlja beton in jeklena armatura (navpične palice in stremena), v novejših objektih pa so tovrstni stebri največkrat povezani z AB nosilci in na ta način tvorijo AB okvirje. AB stebri so lahko različnih presekov, ponekod so lahko vidni, drugje spet delno zaprti s polnilnimi zidovi. Polnilni zidovi so običajno zidani z lahkimi zidaki, ki pa ne izpolnjujejo vseh zahtev za zidake nosilnih zidov. Zato je treba razmisliti, kam jih umestiti, saj tovrstni zidaki lahko pomembno vplivajo na obnašanje celotne okvirne konstrukcije v primeru potresa.

3.4 Lesena konstrukcija

Lesena konstrukcija je zadnja leta vse bolj priljubljena, saj gre za ekološki material, vaša hiša pa diha. Pri lesenih konstrukcijah poznamo dva tipa: skeletne konstrukcije, to pomeni konstrukcije iz stebrov, diagonal za zavetrovanje in strešnih špirovcev, ter masivne lesene konstrukcije, kjer je nosilna cela stena. V slednjem primeru gre za križno lepljene (KLH) plošče ali druge lesne lepljence, ki so vedno prefabricirani in izdelani v tovarni. Lesena konstrukcija iz lesnih lepljencev je dražja lesena konstrukcija od skeletne. Pri skeletnih se ostali deli zapolnijo z nenosilnimi stenami, ki so lahko prav tako lesene.

3.5 Jeklena konstrukcija

Jeklena konstrukcija je lahko samo skeletna, saj ne obstajajo masivne jeklene stene. To bi bilo zaradi izjemne teže jekla popolnoma nesmiselno, saj bi bila hiša tako težka, da ne bi mogla nositi niti same sebe, poleg tega bi zahtevala izjemno močno temeljenje in bila zaradi količine materiala ekstremno draga. Prav tako je jeklo mogoče vlivati samo v primeno zavarovanem in nadzorovanem okolju, kakršna je tovarja, sicer lahko pride do katastrofalnih nesreč. Jeklena konstrukcija je tako sestavljena iz prefabriciranih elementov, kot so stebri, nosilci, preklade in vezni členi.

Poznamo veliko različnih jeklenih profilov, katerega uporabiti pa je odvisno od vrste konstrukcijskega elementa (ali gre za steber ali nosilec), od statičnega preračuna, namena uporabe in od želja arhitekta, sploh če bodo stebri in nosilci vidni. O vrstah in dimenzijah profilov vam bo svetoval statik.

4. Močna konstrukcija - pomembna je zveznost nosilnih zidov

S statičnega vidika je izredno pomembno, da so stene (zidovi) v tlorisu pravilno razporejene in da potekajo zvezno od temeljev do samega vrha stavbe. Če ne potekajo zvezno, moramo načrtovati premoščanje konzolnih razponov z nosilci in stebri. Tovrstno postavitev je treba zagotoviti ob sami gradnji in jo vzdrževati v okviru celotnega življenjskega cikla objekta. Ravno to predstavlja t. i. glavno oviro pri večjih prenovah objektov, kjer nosilnih sten ne moremo preprosto odstraniti in vgraditi na drugem mestu. Obenem pa tudi vsaka nova odprtina v nosilnem zidu pomeni poslabšanje oz. zmanjšanje nosilnosti celotne konstrukcije.

5. Horizontalni konstrukcijski sistemi

5.1 Konstrukcija z armiranobetonskimi ploščami

AB plošča je sestavljena iz betona in jeklene armature (armaturna mreža in posamezne jeklene palice). Armatura se v medetažni AB plošči vstavi na spodnji rob plošče, kjer prevzame natezne napetosti, medtem ko zgornji del AB plošče prevzame tlačne obremenitve. Poleg medetažne plošče še poznamo balkonsko ploščo, stopniščno ploščo in podest. Minimalna debelina medetažne AB plošče je 10 cm, odvisno seveda od velikosti objekta oz. razpona ter predvidenih obtežb, običajna debelina za enodružinsko hišo pa je 20 cm.

5.2 Rebričasti AB stropi

Rebričast AB strop je stropna konstrukcija iz armiranega betona in vzporednih ožjih nosilcev-reber, ki je na vrhu s tanjšo AB ploščo povezana v celoto. Običajno se med rebri pojavljajo opečni votlaki, ki pri izvedbi služijo kot opaž. Nekatere izvedbe rebričastih AB stropov ne vsebujejo vrhnje AB plošče.

5.3 Tradicionalna konstrukcija: leseni strop

Leseni stropi veljajo za t. i. starejšo izvedbeno stropno različico. Leseni strop je sestavljen iz lesenih stropnikov, na katere so s spodnje strani pritrjene deske, na njih pa je izveden omet. Na vrhu stropnikov so deske, kamnito nasutje in lesen tlak. Pravilo tovrstne izvedbe je, da leseni stropniki potekajo v smeri krajše dimenzije prostora in so prosto položeni na stranska nosilna zidova. Pri votlih lesenih stropih, ki veljajo za pogostejšo izvedbo, so leseni stropniki položeni na razdalji 60 - 100 cm.

5.4 Obokana konstrukcija

Obokana konstrukcija je značilna predvsem za starejše, zidane stavbe. Lahko so različnih oblik in so zidani iz opeke ali kamnitih zidakov ter pritrjeni na nosilne zidove s pomočjo ustreznih zidarskih zvez. Številni opečni oboki iz starejše zgodovine so zidani v kombinaciji z jeklenimi nosilci.

5.5 Konstrukcija z nosilci

Nosilci so linijski vodoravni konstrukcijski elementi, izdelani iz AB, jekla, lesa ali drugih materialov. Nosilci služijo za premoščanje večjih razponov in razporeditvi zgornje navpične obtežbe na zidove (stene) in stebre, ki so njihova podpora.

5.6 Zidani loki

Zidani loki so značilni predvsem za starejše objekte, kjer opravljajo funkcijo nosilcev. Nekateri zidani loki vsebujejo posebno natezno vez, ki je običajno železna in se nahaja na dnu loka. Natezna vez je lahko okroglega ali bolj ploščatega prereza, sidrana pa je na nasprotni površini podpornega zidu.

5.7 Konstrukcija s prekladami

Preklade veljajo za krajše nosilce in so namenjene razporeditvi obtežbe nad okenskimi ali vratnimi odprtinami v zidovih. V starejših objektih so preklade lesene ali jeklene, lahko pa so izvedene tudi kot ravni zidani loki. V novejših objektih pa so preklade običajno iz armiranega betona.

6. Konstrukcija ostrešja

Ostrešje je nosilna konstrukcija strehe. V največ primerih je ostrešje izdelano iz lesa, lahko pa tudi iz armiranega betona ali jekla. Leseno ostrešje je sestavljeno iz večjega števila osnovnih elementov, med katere prištevamo stebre (vertikalni elementi), lege (horizontalni elementi) in špirovci (nosilni elementi, ki potekajo od slemena strehe do kape). Pri lesenih ostrešjih z večjimi razponi se za prenos obtežbe v spodnjo konstrukcijo stavbe uporabljajo vešala ali druga razpirala različnih oblik (trikotno, trapezno).