Dachy o konstrukcji drewnianej
W zależności od wilgotności materiału rozróżnia się drewno
- użytkowo-suche – wilgotność do 15%
- powietrzno-suche – wilgotność od 15 do 20 %
- załadowczo-suche – od 20 do 25%
- mokre – powyżej 25%
Drewno stosowane na konstrukcje dachowe powinno mieć wilgotność w granicach 18-23%. Rozstaw krokwi zawiera się w przedziale 0,7 - 1,2 m i jest zależny od rodzaju podkładu pod pokrycie. Szerokość krokwi nie powinna być mniejsza niż 50 mm. Z reguły dobiera się przekroje krokwi o stosunku h / b od 2 do 4. Od zasady tej odstępuje się w przypadku poddaszy użytkowych, gdzie pomiędzy krokwiami umieszcza się izolację termiczną, co decyduje o konieczności zwiększenia wysokości krokwi.
Rozstaw płatwi zależy od dobranego pokrycia i rozstawu krokwi. Z reguły przekrój płatwi zbliżony jest do kwadratu z uwagi na zginanie ukośne.
Rozstaw słupów podpierających konstrukcję dachu przyjmuje się od 3 do 5 m.
Wiązar krokwiowo - belkowy
Rys. 1. Więźba krokwiowa: a) widok wiązara, b), c) schematy statyczne, d), e) usztywnienia podłużne więźby [1]
Dla wiązarów krokwiowo-belkowych przyjmuje się, że długość krokwi nie powinna być dłuższa niż 6 m. Krokwie pracują jako elementy zginane i ściskane.
Opis szczegółów wiązara krokwiowo-belkowego przedstawionych na rysunku 2:
- Połączenie krokwi w przegubie kalenicowym:
- Szczegół B1 - na nakładkę prostą,
- Szczegół B2 - na zwidłowanie,
- Szczegół B3 - z nakładką z deski,
- Szczegół B4 - z wykorzystaniem deski kalenicowej,
- Szczegół B5 - z wykorzystaniem deski kalenicowej i nakładką,
- Połączenie krokwi z belką stropową:
- Szczegół A1 - z zaciosem po dwusiecznej kąta rozwartego między krokwią, a belką - korzystny z uwagi na wyrównanie docisku pod kątem do włókien w krokwi i belce,
- Szczegół A2 - z zaciosem prostopadłym do osi krokwi - łatwiejszy w wykonaniu,
- Szczegół C - połączenie krokwi ze stropem żelbetowym.
Rys. 2. Szczegóły wiązara krokwiowego [1]. 1- krokiew, 2 - podłużnica, 3 - wiatrownica, 4 - nakładka, 5 - deska kalenicowa, 6 - belka stropowa, 7 - złączka metalowa, 8 - murłata, 9 - izolacja z papy, 10 - kotwa mocująca murłatę w wieńcu co 3 do 4 m, 11 - izolacja termiczna, 12 - strop żelbetowy, 13 - murłata, 14 - nakładka
Wiązar jętkowy
Rys. 3. Więźba jętkowa: a) widok wiązara, b), c) schematy statyczne, d) tarcza usztywniająca z płyt drewnopochodnych, e) tarcza usztywniająca z desek, f) wiązar usztywniający, g) usztywnienie podłużne [1]
Jętka stanowi ściskaną poziomą poprzeczkę, która dzieli krokwie na dwa odcinki. Jętkę powinno umieszczać się nie niżej niż w połowie wysokości wiązara. Jętka może być wykonana z pojedynczej belki o przekroju równym przekrojowi krokwi, bądź może mieć złożony przekrój z wypełnieniem ciągłym lub przewiązkami. W celu zmniejszenia długości wyboczeniowej jętek z płaszczyzny wiązarów stosuje się podłużnicę przybitą do jętek w połowie ich długości. Połączenia krokwi oraz krokwi z murłatą wykonuje się analogicznie jak w wiązarach krokwiowych.
Warto zauważyć, że w przypadku stosowania wiązarów jętkowych lub krokwiowych zaleca się unikać stosowania ścianek kolankowych. Podyktowane jest to faktem, że ściana kolankowa w takim układzie pracuje w charakterze wspornika, rozpieranego na zewnątrz, co wymaga zastosowania dodatkowych usztywnień konstrukcji tej ściany.
Rys. 4. Szczegół D wiązara jętkowego (por. rys. 3) - połączenie jętki z krokwią: a) na nakładki drewniane i gwoździe, b) na śruby, c) na pierścienie zębate, d) na nakładki z blachy perforowanej i gwoździe; 1 - krokiew, 2 - jętka, 3 - nakładka drewniana, 4 - siodełko, 5 - nakładka z blachy perforowanej [1]
Wiązar płatwiowo - kleszczowy
Przyjmuje się, że długość górnego przęsła krokwi nie powinna przekraczać 2,75 m. Wynika to z konieczności z konieczności ograniczenia rozporu na płatwie pośrednie przez znajdującą się ponad nimi część wiązara. Przy rozpiętości przęsła krokwi większym niż 4,5 m dochodzi do przekroczenia dopuszczalnych ugięć przy znikomym wykorzystaniu nośności obliczeniowej przekroju.
Płatew stanowi poziomy element więźby dachowej. Rozróżnia się płatwie kalenicowe, pośrednie i stopowe (murłaty, podwaliny).
Słup przenosi obciążenia pionowe. W celu rozłożenia obciążenia skupionego ze słupa stosuje się podwaliny (płatwie stopowe), przekazujące obciążenie ze słupa na większą powierzchnię stropu. Przekrój słupa nie powinien być mniejszy niż 100 x 120 mm, z większym wymiarem w płaszczyźnie mieczy.
Miecz to ukośny element, łączący płatew ze słupem i usztywniający więźbę w kierunku podłużnym.
Rama stolcowa to układ stworzony przez słupy, płatwie, podwaliny i miecze.
Sposób uciąglenia krokwi na płatwi pośredniej pokazano na rysunku szczegółu D1 i D2
W obliczeniach statycznych wiązarów bez zastrzałów przyjmuje się przegubowe, nieprzesuwne, połączenia krokwi z murłatami. Natomiast dla wiązarów z zastrzałami zakłada się możliwość ich przesuwu, a przyjmuje się nieprzesuwne połączenia zastrzałów z podwalinami.
Kleszcze stanowią ściągi układu trójprzegubowego znajdującego się ponad nimi. Pracują również na ściskanie, pochodzące od poziomej składowej obciążenia wiatrem i mogą pracować na zginanie w podczas montażu. Wykonuje się je z desek o grubości nie mniejszej niż 38 mm.
Rys. 5. Więźba płatwiowo-kleszczowa: a) wiązar płatwiowo-kleszczowy, b) wiązar płatwiowo-kleszczowy z zastrzałami, c), d) schematy statyczne wiązarów [1]
Rys. 6. Ścianka stolcowa i szczegóły wiązara płatwiowo-kleszczowego: a) widok, b) schemat statyczny [1]
Rys. 6 c.d. [1]
Rys. 6 c.d. [1]
Wiązar dachu mansardowego
Wiązar dachu mansardowego składa się z tych samych elementów co wiązary płatwiowo-kleszczowe lub płatwiowo-jętkowe. Szczegóły połączeń są analogiczne.
Rys. 8. Wiązary dachów mansardowych: a) kleszczowo-płatwiowy, a’) szczegół węzła A, b) jętkowy, b’) szczegół węzła B, c) jętkowy ze Ścianką kolankową, c’) szczegół węzła C; 1 — krokiew, 2 — słup, 3 — kleszcze, 4 — belka, 5 — dachówka, 6 — jętka, 7 — zastrzał, 8 — Ściana ryglowa (ryglówka), 9 — strop, 10 — izolacja Ściany.
Wiązar wieszarowy
Stosuje się go, jeżeli między podłużnymi ścianami zewnętrznymi nie ma podpór pośrednich, na których można byłoby oprzeć słupy konstrukcji dachowej. Obciążenia są przenoszone na ściany budynku przez zastrzały rozparte rozporą.
Rys. 7. Wiązar jednowieszakowy [2]
Rys. 9. Wiązar dwuwieszakowy [2]
Wykonanie lukarny
Rys. 10. Konstrukcja lukarny przekrytej dachem jednospadowym o zmniejszonym nachyleniu w stosunku do połaci dachowej [3]
Rys. 11. Konstrukcja lukarny o murowanej ścianie frontowej, w dachu kleszczowo-płatwiowym ze ścianką kolankową.
Założenia do obliczeń wiązarów
Wykonując obliczenia więźb przyjmuje się wszystkie połączenia elementów drewnianych jako przegubowe. Wynika to z dużej podatności złączy, wystarczająco odzwierciedla pracę konstrukcji i znacznie upraszcza wyznaczanie sił wewnętrznych.
W obliczeniach wygodnie jest rozkładać oddziaływania stałe i zmienne działające na wiązar na dwa kierunki: prostopadły i równoległy do połaci dachowej. Składowe prostopadłe powodują zginanie krokwi i reakcje w miejscach jej podparcia: na murłacie, płatwiach i w przegubie kalenicowym. Wzajemne oddziaływanie krokwi w kalenicy powoduje powstanie w nich dodatkowych sił podłużnych. Ostatecznie krokwie wymiaruje się na łączne działanie zginania i sił podłużnych, wynikających z działania składowych sił równoległych do kierunku połaci.
Obciążenia działające na płatew pośrednią, podpierającą krokiew dwuprzęsłową, zbiera się z pasma o szerokości od połowy rozpiętości przęsła dolnego krokwi do kalenicy. Płatew jest zginana ukośnie (w dwóch prostopadłych płaszczyznach). Podparcie płatwi mieczami zmienia jej schemat statyczny w belkę wieloprzęsłową. Należy liczyć się z powstaniem nad słupami reakcji ujemnych i uwzględnić to w połączeniu płatwi ze słupem. W dachach o większym nachyleniu zginanie płatwi w płaszczyźnie poziomej może wymusić zastosowanie mieczy również w płaszczyźnie poziomej w celu zmniejszenia rozpiętości zginanej belki.
Decydujące znaczenie przy wymiarowaniu kleszczy ma ściskanie ze zginaniem.
Słupy można opierać bezpośrednio na stropie lub na podwalinie. W przypadku stropów żelbetowych stosuje się podwaliny w odcinkach o długości ok. 1 m. Słupy sprawdza się na ściskanie osiowe. Gdy słupy opierają się na podwalinie, o ich przekroju decydują naprężenia dociskowe w podwalinach. Gdy przekrój słupa jest zbyt mały, żeby bezpiecznie przekazać docisk na podwalinę stosuje się dodatkowe klocki drewniane (por. rys. 6 szczegół C2).
Miecze pracują na ściskanie siłą osiową. Zastrzały wymiaruje się na przeniesienie siły ściskającej.
Bibliografia
- J. Kerste, W. Kubiszyn, Dachy i pokrycia dachowe, w: „Budownictwo ogólne”, tom 3 „Elementy budynków, podstawy projektowania”, Arkady, Warszawa 2008.
- Słowiński Z., Technologia budownictwa cz. 3. WSiP, Warszawa 1997
- http://www.rembud.info/architektura/lukarna-o-konstrukcji-drewnianej-z-dachem-jednospadowym
- http://www.rembud.info/budowa/lukarna-z-murowana-sciana-frontowa
24 maja 2024
