Izonosníky jsou nosné prvky, které slouží k propojení částí konstrukce, kde je nutná eliminace tepelného mostu. Jelikož se izonosníky v dnešní době vyskytují téměř na každé pozemní stavbě a někdy ve velice hojném počtu, vnímáme jako statici za žádoucí provést jejich návrh co nejoptimálněji a tak, aby modelová situace co nejvíce odpovídala realitě.
Výhody optimálního návrhu:
1/ efektivní využití všech použitých izonosníků
2/ snížení počtu izonosníků
3/ správné rozložení sil v konstrukci
4/ dosažení reálné deformace konstrukce
Izonosníky lze navrhnout 3 základními způsoby. První a jednodušší je způsob, kdy se úloha řeší jako 1D a balkon či jiná předsazená konstrukce je navržena jako prostá konzola s vetknutím. Tento návrh někdy vede na nepřesné výsledky, nicméně pro jednoduché tvary se používá často a špatně to není.
Další 2 způsoby znamenají rozšíření problému na 2D úlohy, kdy jednou je podpora uvažována bez skutečných tuhostí izonosníků (podpory simulují pevné vetknutí) a podruhé se podpory namodelují ve skutečných délkách izonosníků a s reálnými tuhostmi. Návrh s tuhými podporami vede na výrazněji nerovnoměrné přerozdělení sil a neúměrné využití některých izonosníků, a naopak k poddimenzování jiných. Snahou je tedy rovnoměrné přerozdělení sil a to tak, aby se snížil počet izonosníků po délce prvku (např. balkonu, atiky atd.) a zároveň se vystačilo s co nejmenším počtem jejich typů.
1. Model s pevnou podporou 2. Model s reálnou délkou podpor a tuhostí
Dlouhodobá deformace konstrukce:
Vnitřní síly – ohybové momenty [kNm]:
Vnitřní síly – smykové síly [kN]:
Kolik lze ušetřit optimalizací izonosníků na jednom balkonu?
V prvním případě byly navrženy 3 kusy méně únosných prvků, jejichž cena je orientačně 3 x 2500,- = 7500,- Kč. V druhém případě jsou navrženy 2 kusy únosnějších prvků, jejichž cena je orientačně 2 x 2700,- = 5400,- Kč. Při správně optimalizovaném návrhu tedy dojde k úspoře až 2100,- Kč na jednom malém balkonu, což může být v měřítku celé stavby výrazný finanční rozdíl.
Momentové izonosníky se nejčastěji navrhují v délkách 0,5m a 1,0m, smykové izonosníky v délkách 0,3m a 1,0m (záleží na výrobci a konkrétním typu). Izonosníky se navrhují na sraz těsně vedle sebe nebo s rozestupy max. do 1,0m, běžně cca 0,5m.
Jaká je požární odolnost isonosníků?
Při použití izonosníků, i s ohledem na jejich rozestupy, je nutné si uvědomit požadavky na požární odolnost konstrukce. Výrobci uvádějí ve svých technických podkladech základní požární odolnosti jednotlivých prvků a pokud je požadavek vyšší, je nutné jej explicitně specifikovat a projekčně dodržet. Existují pak přímo doporučené detaily výrobců, kterými se požární odolnost prvků zvýší, a to nejčastěji pomocí protipožárních desek, které se při výrobě montují na horní a spodní stranu prvků. Pro rozestupy mezi izonosníky lze pak použít „prázdné“ mezikusy – jedná se pouze o prvky bez výztuže. Případně se mezery vyplní nehořlavým tepelně-izolačním materiálem. Pakliže nelze zajistit požární odolnost systémy výrobců, je nutné ji řešit pomocí standartních stavařských detailů.
Jaké problémy lze očekávat na stavbě?
Na stavbě jsme se setkali s komplikací, kdy na stavebním úřadě nebylo schváleno z hlediska požární odolnosti propojení v místě izonosníků (i když samotné prvky požární odolnost měly) z důvodu svislých spár mezi izonosníky a mezikusy! Svislá spára mezi jednotlivými prvky je považována za místo, kde může konstrukce stále prohořet (požadavek na celistvost) a bylo nutné doplnit zvláštní protipožární detail. Možný detail je znázorněn na následujícím obrázku.
Ve stropní desce (či jiné přilehlé konstrukci), do které je izonosník vložen, musí být kromě vyztužení na namáhání konstrukce také zohledněno adekvátní vyztužení s ohledem na správné fungování izonosníků, které specifikují samotní výrobci. V místě připojení izonosníků ke konstrukci se tak výztuže zahustí.
Jak tedy izonosníky navrhnout co nejefektivněji?
Cílem je prvky navrhnout bezpečně a přitom co nejlevněji. Držíme se proto následujících 4 zásad:
- Modelovat nosnou konstrukci co nejreálněji s případnými mezerami, tuhostmi izonosníků a včetně navazujících konstrukcí (jako například spojovacích fasádních sloupků).
- Kde to lze, využívat smykové izonosníky. Jsou výrazně levnější než momentové a jejich použití vede na redukci počtu momentových prvků.
- Většinou platí zásada, že jeden únosnější izonosník je levnější než dva méně únosné -> proto redukujeme počet navržených prvků a používáme ty více únosné.
- U složitejších tvarů se vyplatí připravit prostorové modely. Pro statika je to pracnější, ale náklady na izonosníky se tím redukují.
