Konstrukční systémy dle nosné konstrukce
Konstrukční systém je celek, který je složen z navzájem propojených konstrukčních prvků a dílčích systémů, které vzájemně spolupůsobí a jsou ovlivněny vnějšími vlivy. Optimální konstrukční systém respektuje navrženou dispozici a zajišťuje dostatečnou únosnost a tuhost konstrukce po celou dobu životnosti a je navržen z konstrukčních prvků, jejichž rozměry jsou vhodně optimalizovány.
Klasifikace konstrukčních systémů
Stěnové systémy
Svislým nosným prvkem stěnového konstrukčního systému je stěna – plošný prvek. Ve většině případech jsou stěny liniovými podporami pro stropní nosnou konstrukci. Kromě funkce nosné mohou stěny plnit funkci dělící, akustickou, tepelněizolační apod.
Stěnové systémy dělíme na:
| Podélný | Příčný | Obousměrný |
 |
 |
 |
|
Nosné stěny rovnoběžné s podélnou osou budovy Prostorová tuhost budovy v podélném směru zajištěna podélnými nosnými stěnami Prostorová tuhost budovy v příčném směru zajištěna stropní konstrukcí a ztužujícími příčnými stěnami |
Nosné stěny kolmo k podélné ose budovy Prostorová tuhost v podélném směru zajištěna ztužujícími stěnami Prostorová tuhost v příčném směru zajištěna stropní konstrukcí a ztužujícími podélnými stěnami |
Nosné stěny ve směru podélném i příčném Prostorová tuhost zajištěna kombinací nosných stěn v podélném a příčném směru Vysoká tuhost stavby |
| Výhody | Výhody | Výhody |
|
Volnější dispozice Menší rozsah nosných stěn Větší tuhost v podélném směru |
Volná fasáda v podélném směru Členění objektu na trakty Větší tuhost v příčném směru |
Uložení stropní konstrukce v obou směrech Systém s největší tuhostí
|
| Nevýhody | Nevýhody | Nevýhody |
|
Nutné příčné ztužení
|
Nutné podélné ztužení Omezená vnitřní dispozice |
Omezená vnitřní dispozice Vyšší náklady na materiál |
Sloupové (skeletové) systémy
Svislým nosným prvkem sloupového (skeletového) konstrukčního systému je sloup – prutový prvek. Sloupový systém zajišťuje vyšší variabilitu prostoru, avšak tyto systémy mají menší prostorovou tuhost a je zapotřebí jejich ztužení – obvykle pomocí ztužujícího jádra, ztužujících vnitřních stěn či pomocí obvodových ztužidel. Sloupy (železobetonové, ocelové, dřevěné) skeletového systému plní funkci statickou. Ostatní kompletační konstrukce jsou zhotoveny většinou z lehkých materiálů a plní funkci tepelněizolační, akustickou, dělící, estetickou apod.
Rámové skelety
Konstrukčním prvkem rámového skeletu je rám, který je tvořen dvěma sloupy a průvlakem. Stropní konstrukce je poté uložena na průvlaky, které dále přenášejí zatížení do sloupů.
| Podélný | Příčný | Obousměrný |
 |
 |
 |
| Výhody | Výhody | Výhody |
|
Variabilita prostoru Jednoduché provádění instalací
|
Variabilita prostoru Dobrá tuhost Variabilita členění fasády |
Variabilita prostoru Velmi vysoká tuhost
|
| Nevýhody | Nevýhody | Nevýhody |
|
Omezená variabilita fasády Nutné řešit požadavky na vnitřní dělící konstrukce Nutné ztužení v příčném směru |
Obtížnější vedení instalací Nutné řešit požadavky na vnitřní dělící konstrukce Nutné ztužení v podélném směru |
Obtížné vedení instalací Nutné řešit požadavky na vnitřní dělící konstrukce
|
Deskové skelety
Jedná se obvykle o konstrukční systém tvořen deskou a sloupy – lokálně podepřená deska. Vzhledem k charakteru konstrukce je zapotřebí stropní desky v místě styku se sloupem posoudit na protlačení a v případě potřeby provést návrh výztuže na protlačení (zesílení vyztužení nad podporami).
Staticky vhodné je navrhovat:
- pravidelné konstrukce
- tří- a vícetraktové systémy
- překonzolování desky nebo okrajové trámy
- ztužující stěny a jádra pro přenášení vodorovných sil
- samostatné nosné systémy schodiště
| Deskový skelet |
 |
| Výhody |
|
Jednoduché provádění Rovný podhled Jednoduché provádění instalací Dispoziční variabilita |
| Nevýhody |
|
Malá tuhost systému Menší únosnost |
Hlavicové skelety
V případě tohoto konstrukčního systému jsou sloupy opatřeny hlavicemi. Hlavice (viditelné, skryté) se navrhují v případě, že lokálně podepřená deska nevyhoví statickým požadavkům v předběžném návrhu, a tudíž by deska nešla vyztužit na protlačení v souladu s předepsanými předpisy. Hlavice zajistí plynulejší přenos zatížení z desky do sloupu, a tím sníží nadpodporové napětí v desce. Hlavice také zkracují rozpon desky – zmenšují její průhyb.
| Hlavicový skelet | Hlavice viditelné | Hlavice skryté |
 |
 |
 |
| Výhody | ||
| Velmi únosné | ||
| Nevýhody | ||
|
Obtížnější vedení instalací v případě viditelných hlavicí Větší pracnost – složitejší bednění |
||
Kombinované systémy
Kombinované systémy jsou tvořeny kombinací konstrukčních prvků stěn a sloupů. Při návrhu kombinovaného konstrukčního systému lze využít výhody systémů výše uvedených, obdobně je tomu však i s nevýhodami.
Superkonstrukce – konstrukce výškových budov
U výškových budov lze statický systém rozdělit na dvě základní kategorie podle dominantní polohy ztužujícího prvku.
Vnitřní (Interior) systém
Vodorovnému zatížení vzdorují primárně pomocí prvků umístěných v centru půdorysu objektu. Vnitřní ztužující prvky jsou tvořeny uzavřeným systémem, který působí jako konstrukční tubus.
Vnější (Exterior) systém
Vodorovnému zatížení vzdorují primárně pomocí prvků umístěných po obvodě půdorysu. Příklady vybraných vnějších systému jsou k vidění na následujících obrázcích.
Jednopodlažní halové konstrukce
Volba tvaru příčného řezu halové konstrukce závisí na jejím plánovaném využití. Tvar příčného řezu má pak vliv na výběr vhodného typu konstrukce.
Konstrukční prvky nosných systémů
Při navrhování konstrukčních prvků nosných systémů mějte na paměti, že ne všechny materiály dokážou přenášet všechny typy namáhání. Příkladem může být zdivo či beton, jejichž pevnost v tahu není příliš velká, proto z nich nenavrhujeme z pravidla konstrukce tažené.
Sloup
Prutový (tyčový) prvek, kde d ominantním působením je tlak (tah) a ohyb. Sloup může být zatížen dostředně (v ose) nebo excentricky.
Stěna
Stěnový plošný prvek, kde dominantním působením je tlak (tah), ohyb a smyk.
Deska
Deskový plošný prvek, kde dominantním působením je ohyb a kroucení.
Trám
Prutový (tyčový) prvek, kde dominantní působení je ohyb, smyk i kroucení.
Příhradový nosník, Vierendeelův nosník, Lanová konstrukce
Příhrada je prvek složený z více prutů (trojúhelníkové otvory), kde jsou jednotlivé pruty namáhány tlakem, tahem a konstrukce jako celek ohybem.
Vierendeelův nosník je obdobně jako příhrada prvek složený z více prutů (obdélníkové otvory), kde kromě tlaku a tahu, respektive ohybu jako celek, dokáže přenášet ohybový moment ve styku příčle/stojka. Proto je vhodný pro překonávání větších rozpětí.
Lanová konstrukce je prvek složený z tažených ohybově poddajných prutů, kde dominantním působením je tah.
Oblouková konstrukce, Klenba, Skořepina
Oblouková konstrukce je konstrukce tvořena obloukem či oblouky, kde dominantním působením je tlak.
Klenba je typem obloukové konstrukce, která přenáší veškeré zatížení na ní spočívající, včetně své vlastní hmotnosti, šikmo do podpěr. Klenba je konstruována z kusových prvků cihelných, kamenných apod. Materiál klenby nemá schopnost přenášet tahová namáhání.
Skořepina je tenká klenutá konstrukce plošného charakteru.
Rám a Jádro
Tuhý rám je rovinný prvek, kde dominantním působením je ohybový moment ve styku příčle/stojka.
Jádro je prvek tvořený navzájem propojenými stěnami, nejčastěji čtvercového či obdélníkového tvaru. Dominantním působením je tlak (tah), ohyb, smyk a kroucení.
