Krokiew-murłata najważniejszym połączeniem więźby

Wśród wielu połączeń elementów więźby dachowej, z jakimi możemy się spotkać, moim osobistym zdaniem najważniejsze jest połączenie krokiew-murłata. Oczywiście każde połączenie jest ważne, ale gdy tak często mamy do czynienia z dachami rozporowymi, połączenie krokiew-murłata musi przenieść największe obciążenia i zapewnić stabilne podparcie dla całego dachu.

Krokwiak musi być!

To motto wielu cieśli i projektantów. Bez względu na schemat statyczny dachu, obciążenia, typ pokrycia, rozpiętość, są projektanci i wykonawcy którzy uważają, że gwóźdź krokwiowy wbijany przez krokiew do murłaty jest rozwiązaniem wszystkich problemów. Nie raz słyszałem głosy „Ja od zawsze używam tylko gwoździ krokwiowych i po co mam to zmieniać?”. Choćby dlatego, że świat poszedł do przodu i pojawiły się lepsze rozwiązania dostosowane do danej więźby i obciążeń.

Połączenie na gwóźdź krokwiowy ma wiele wad, o których warto wiedzieć. Przede wszystkim siły, jakie może przenieść gwóźdź krokwiowy, są naprawdę małe. Nośności zarówno na ścięcie jak i wyrywanie gwoździa krokwiowego nie przekraczają 3 kN (300 kg). Montaż gwoździ krokwiowych wymaga wstępnego nawiercenia. Ignorowanie tego zalecenia w połączeniu z wilgotną tarcicą, tak powszechnie stosowaną na polskich budowach, musi skutkować pękaniem drewna. Alternatywą dla gwoździ jest zastąpienie ich długimi wkrętami z łbem talerzykowym. Na pewno jest to rozwiązanie lepsze, bo nie wymaga wstępnego nawiercania, ale w dalszym ciągu nie rozwiązuje najważniejszego problemu, jakim jest mała nośność takiego połączenia.

To, jak niedoskonałym zabezpieczeniem dachu przed poderwaniem są gwoździe krokwiowe, pokazują zdjęcia z miejscowości Kalina, przez którą w 2008 roku przeszła trąba powietrzna. Gwoździe krokwiowe wychodziły z murłaty jak z masła, a wraz z nimi całe połacie dachów przelatywały kilkaset metrów.

Złącza ciesielskie?

Jak najbardziej złącza ciesielskie, ale jakie? To zależy z jakiego typu więźbą mamy do czynienia i jakie obciążenia tam się pojawiają. Oczywiście, jak zawsze zaznaczam, decydujące zdanie powinien mieć tu projektant, dysponując narzędziami do określenia sił w danym połączeniu.

Rozwiązań może być kilka w zależności od tego, z jakim dachem mamy do czynienia.

Kątowniki – uniwersalne rozwiązanie

Najbardziej uniwersalnym rozwiązaniem jest zastosowanie złączy kątowych wzmocnionych np. ABR90 lub ABR105 w zależności od wymaganej nośności i geometrii połączenia.

Uniwersalność tego połączenia wynika przede wszystkim z faktu, że połączenie z użyciem kątowników ma dobrą nośność zarówno na rozpór (siła pozioma), jak i poderwanie (siła pionowa od ssania wiatru). Duże otwory o11, o13 umożliwiają montaż bezpośrednio do wieńca lub innych elementów betonowych lub stalowych. Nośność połączeń z wykorzystaniem kątowników jest znacznie większa niż tradycyjne połączenie z gwoździem krokwiowym. Np. dla połączenia z wykorzystaniem pary kątowników ABR105 nośność na poderwanie to 17,8 kN (1780 kg), a nośność pozioma (na rozpór) to ponad 20 kN (2 tony). Porównaj z nośnościami gwoździa powyżej.

Dach podatny na podrywanie? Złącza płatwiowo-krokwiowe

Nazwa tych złączy sugeruje wykorzystanie ich w połączeniu krokiew-płatew. Zastosowanie ich oczywiście nie jest ograniczone do tego tylko połączenia. Złącza płatwiowo- krokwiowe świetnie sprawdzają się w połączeniu krokiew-murłata w sytuacji, gdy dominującym obciążeniem jest siła podrywająca połać. Jest to niezwykle niebezpieczne zjawisko zwłaszcza dla dachów o niewielkim nachyleniu z lekkim pokryciem (blachodachówka). Stosując w połączeniach złącza płatwiowo-krokwiowe należy pamiętać, aby montować je w układzie diagonalnym (po przekątnej). W każde skrzydełko złącza należy wbić identyczną ilość gwoździ. Nośność połączenia zależy od ilości gwoździ, jaką uda nam się wbić w łączone elementy.

Dla przykładu w połączeniu murłaty z krokwią zastosowano złącze SPF170 prawe od strony okapu i SPF210 lewe po przeciwnej stronie (rys. 1). Zastosowanie krótszego złącza od strony okapu jest możliwe, a wręcz wskazane pod warunkiem, że geometria połączenia pozwoli nam wbić identyczną ilość gwoździ, jak w przeciwległym złączu. Nośność na poderwanie przykładowego połączenia prezentowanego na rysunku wynosi 17 kN (1700 kg). Bardzo dużą zaletą złączy SPF jest możliwość zastosowania dłuższego złącza w sytuacji gdy wymagana jest większa nośność. Jeżeli w rozpatrywanym przykładzie wybralibyśmy złącza na tyle długie, że udałoby się wbić po 11 gwoździ w każdy z elementów to nośność wzrosłaby do 27 kN (2700 kg).

A co z naprawdę dużą siłą rozporu?

Są także złącza przeznaczone do dachów o dużych rozpiętościach, generujących bardzo duże siły rozporu. Mowa tu głównie o więźbach krokwiowych i krokwiowo-jętkowych w obiektach o dużej odległości między podporami. W takich sytuacjach zabezpieczenie więźby przed „rozjechaniem się” na murłatach jest sprawą kluczową. Warto wtedy zwrócić uwagę na złącza przeznaczone do przeniesienia dużych sił rozporu np. SFHS czy SFN. Złącza te są w taki sposób zaprojektowane, aby obejmowały murłaty od strony wnętrza budynku. Dodatkowo zastosowana jest bardzo duża ilość gwoździ wbijana zarówno w wierzch murłaty, jak i element mocowany. Wszystko to sprawia, że nośności na siłę poziomą (rozpór) tych połączeń sięgają 100 kN (10 ton!). Oczywiście odrębną kwestią jest zabezpieczenie murłaty i odpowiedniej zakotwienie jej do wieńca.

Inne rozwiązania

W sytuacji, kiedy w połączeniu krokiew- murłata pojawia się siła pozioma działająca wzdłuż murłaty, bardzo dobry rozwiązaniem jest zastosowanie kątowników Knaga. Ta sytuacja może mieć miejsca, gdy krokiew stanowi węzeł systemu stężenia taśmą stalową. W tych miejscach krokiew musi przenieść czasami bardzo dużą siłę poziomą (nie mylić z rozporem) ze stężenia na murłatę. Aby uniknąć miejscowej deformacji lub uszkodzenia krokwi musimy dodatkowo zabezpieczyć to połączenie. Kątowniki Knaga świetnie do tego celu się nadają, stanowiąc sztywne podparcie dla krokwi. Złącza te bardzo dobrze uzupełniają i wzmacniają standardowe połączenie z wykorzystaniem złączy płatwiowo-krokwiowych w tych miejscach konstrukcji gdzie krokiew narażona jest na większe obciążenia niż pozostałe krokwie.

Nietypową sytuacją jest konstrukcja w której w miejsce drewnianej murłaty podpieramy krokiew na stalowym dwuteowniku. Takich rozwiązań nie spotyka się na co dzień, ale warto wiedzieć jak sobie z nimi radzić. Bardzo dobrym rozwiązaniem jest zastosowanie kotwy HE, montaż tego złącza nie wymaga wiercenia w elemencie stalowym. Złącza te montuje się analogicznie jak złącza płatwiowo- krokwiowe – diagonalnie. Kotwy HE są tak wyprofilowane, aby zahaczyć się o pas górny dwuteownika. Produkt ten znakomicie przyśpiesza i ułatwia montaż do elementów stalowych eliminując uciążliwe wiercenie w stali.

Podsumowanie

Prezentowane sposoby mocowania krokwi do murłaty są podstawowymi rozwiązaniami, jakie powinny przychodzić do głowy zarówno projektantowi jak i wykonawcy. Jak widzimy, zastosowanie odpowiedniego złącza powinno być poprzedzone wnikliwą analizą pracy konkretnej więźby i ustaleniem możliwych kombinacji obciążeń w połączeniu. Przedstawione przykłady są oczywiście stosunkowe proste, przy bardziej skomplikowanych przypadkach sugerujemy skonsultowanie doboru konkretnego rozwiązania z inżynierami wsparcia technicznego Simpson Strong-Tie.

mgr inż. Tomasz Szczesiak
Inżynier Wsparcia Technicznego Simpson Strong-Tie