Havárie haly ze sedmdesátých let minulého století po zatížení sněhem v roce 2006

Stav konstrukce a její poruchy

V sedmdesátých letech minulého století byla v Podkrušnohoří postavena výrobní hala na rozpětí cca 32 m. Dle dostupných podkladů (pouze technická zpráva) bylo zastřešení haly navrženo ze soustavy dřevěných trojkloubových oblouků s ocelovými táhly. Táhla byla z dvojic válcovaných úhelníků, na nichž byly uloženy revizní lávky. Dřevěné prvky byly lepené trámy. Detail tzv. kloubu je patrný na obrázku 3.6a. V zimě roku 2004 až 2005 bylo v lokalitě velké zatížení sněhem. Na hale byl zjištěn pokles střechy v létě roku 2005 a po podrobné prohlídce podstřešního prostoru, který obvykle nikdo pravidelně nenavštěvoval, bylo zjištěno rozlepení vazníků na několika místech (obr. 3.6b). Lávka byla výrazně prověšena a poklesla o cca 15 i více centimetrů. Majitel v létě 2005 neprovedl žádné kroky k zajištění konstrukce střechy. Porucha střechy byla řešena pojišťovnou až v zimě roku 2005 resp. na počátku roku 2006, kdy došlo k haváriím řady střech v České republice při vysokém zatížení sněhem. Skutečností je, že v místě popisované haly bylo sněhu v zimě v letech 2005 až 2006 méně než v letech předchozích, zejména v zimě roku 2004 až 2005 (tento stav byl zjištěn ze záznamů příslušné hydrometeorologické stanice). Při podrobné prohlídce střechy znalcem v lednu 2006 byly zjištěny poruchy trámů v sousedství kloubů na všech vaznících (obr. 3.6c). V průběhu zimy při ověřování konstrukce došlo v únoru 2006 při opětném sněžení k pádu všech vazníků konstrukce (obr. 3.6d) [18], [19].

Důvod havárie

Konstrukce střechy pochází z roku 1972, byla tedy pravděpodobně navržena na základě tehdejších platných norem pro navrhování dřevěných konstrukcí (ČSN 731701 z roku 1971) a při uvažovaném zatížení dle tehdejších platných norem. Výpočet byl prováděn ručně tj. asi na logaritmickém pravítku a pravděpodobně na jednoduchém modelu bez zřetele na vliv normálných a smykových sil na napjatost nosníků. Jiné možnosti tehdy prakticky nebyly dostupné. Detail styku se styčníkovými plechy ve vrcholu bylo zvykem v té době považovat za kloubový, ale žádné podrobné zkoumání chování těchto detailů v té době nebylo prováděno.

Předpoklad kloubu nebyl ve vrcholu splněn při uvažování detailu dle obrázku 3.5a. Na základě podrobného přepočtu několika možných modelů bylo zjištěno, že styk ve vrcholu fungoval po dobu existence vazníků jako téměř tuhý. Pro posouzení modelu zastřešení s tuhým stykem ve vrcholu se ukázala kritická místa konstrukce. Při extrémním sněhu v roce 2004 až 2005 došlo k překročení návrhových hodnot průřezů dřevěných nosníků o cca 43 % a také k překročení skutečné únosnosti průřezů. Došlo k poruše trámů ve vrcholu poblíž styku a nadále se konstrukce začala chovat jako trojkloubová (což byl původní předpoklad projektanta v době vzniku konstrukce). Nyní, když se konstrukce začala chovat tak, jak projektant předpokládal, již měl vazník sníženou únosnost, takže dřevěné trámy se dále porušily v příští zimě, poruchy se zvětšily a posléze se hala zřítila. Trhliny se začaly šířit od styku trámů ve vrcholu, kdy se trámy rozdělily na jednotlivé lamely.

Poučení z havárie

Přístup do haly byl v lednu roku 2006 po prohlídce znalce okamžitě zakázán. Odklízení sněhu ze střechy vzhledem k akutnímu nebezpečí života bylo omezeno a ještě několik dnů pokračovalo odklízení sněhu z montážní plošiny, ale sněžení bylo příliš intenzivní, takže odklízení nebylo zcela úspěšné.

Než došlo k vyřešení technického problému, jak porušenou halu bezpečně demontovat ve stísněných poměrech, v nichž se nacházela, hala se zřítila. Snesení konstrukce tak proběhlo samo a bylo nutno jen trosky odklidit.

Havárie prokázala nezbytnost řádného řešení konstrukčních detailů, které rozhodují o chování konstrukce. Toto nebezpečí je v době používání software stále velmi aktuální. Příčinou havárie byl nevhodně navržený detail vrcholového styku dřevěných prvků, který se nechoval, jak projektant předpokládal. Tento detail a jeho chování byl poplatný době svého vzniku a rovněž podrobnost a přesnost výpočtu byla výrazně menší než v době havárie. Při zatížení sněhem, které bylo v zimě 2004 až 2005 větší než norma uvažovala, došlo k poruše hlavních nosných prvků a ke zcela nepřípustné deformaci střechy. V dalším roce, přestože sněhu bylo méně než v roce minulém, došlo k havárii. Na mnoha místech republiky vyvolalo zvýšené zatížení sněhem v zimě 2005 až 2006 řadu havárií zejména vadných konstrukcí. V tomto období byla pokračující havárie střechy řešena.

Další informace najdete přímo v publikaci vydané nakladatelstvím GRADA s názvem Havárie, poruchy a rekonstrukce, kterou zpracoval Milan Vašek ...