Nowości na rynku złączy, typowe błędy i nietypowe zastosowania. Cz. 4

W poprzednim odcinku pisałem o rodzajach złączy i ich zastosowaniach. Teraz, zgodnie z zapowiedzią, opowiem o nowościach – mało znanych rodzajach złączy oraz o nietypowych zastosowaniach i typowych błędach, jakie widuję na budowach, na których złącza są używane.

Z pewnością ciągle nowymi są złącza stosowane powszechnie w USA do „amerykańczyków” (skoro mogą być „kanadyjczyki”). Tworzą najpopularniejszy w Stanach system budowania – wiele elementów o małym przekroju zamiast niewielu grubych belek + złącza do każdego niemal węzła konstrukcji i dla każdej sytuacji. To pierwsza generalna różnica w podejściu do budowania między Europą i Ameryką. Druga to takie przygotowanie procesu budowania, aby było systemem, który maksymalnie upraszcza, ułatwia i przyspiesza proces składania domu. Aby budowanie było składaniem kompletu Lego według zamieszczonej instrukcji. Dlatego w użyciu jest kilka tysięcy rodzajów/ rozmiarów złączy i nie sposób opisać je w artykule, więc podam tylko kilka przykładów.

Katalog „podstawowego” programu złączy można podzielić na rozdziały – rozdział wszelkiego rodzaju kotwi drewno/drewno, drewno/beton i drewno/stal, kilkadziesiąt stron tabel z samymi wieszakami belek czy zbiór profili SCL (Structural Lumber Connectors) do mocowania EWP (Engineered Wood Products), albo seria “H” (SST: Seismic & Hurricane Ties). Ale oprócz nich stosuje się na co dzień wiele drobnych, ale bardzo ułatwiających życie „patentów”. Np. blaszki (SST: NS – nail stopper), które nabija się na kant „tubajfora” (two-by-four = 2×4 cale) po to, żeby po zasłonięciu go płytą G-K nie przewiercić rury lub przewodu elektrycznego przeprowadzonych przez konstrukcję. Albo blaszki (SST: DS. – Drywall Stop) do zamocowania poszycia wewnętrznego bez konieczności dostawiania w rogu dodatkowego słupka (oszczędność drewna) czy klipsy „H” do poszycia z OSB (SST: PSCL – Panel Sheathing Clips), dzięki którym łączy się całe płyty poza belkami. Ogromna oszczędność materiału i czasu (fot. 1).

Kątowniki LS (SST: Reinforcing and Skewable Angles) dają się zginać i łączą dwie belki albo miecz do słupa i belki pod dowolnym kątem od 0° do 135°. Wytrzymują dziesięciokrotne „poprawianie” kąta, zanim się złamią. To powinno wystarczyć najgorszemu nawet majstrowi (fot. 2). Są również w tym programie wsporniki do zamocowania w jednym węźle jednej, dwóch, lub trzech belek pod kątem stałym, innym niż 90° w poziomie i zmiennym do 45° w pionie, np. THMA (SST: Multiple Truss Hanger) (fot. 3).

Wspomnę na koniec o dwóch odmianach osobnego systemu przeznaczonego dla budowania na terenach sejsmicznych – Steel Strong-Wall i Strong-Wall Shearwall firmy Simpson Strong-Tie (SST). Jest to (w uproszczeniu) zestaw stężeń do budowania wzmocnionych, elastycznych paneli ściennych, dzięki którym można budować nawet kilkupiętrowe domy odporne na wstrząsy. System jest testowany na symulatorze poddającym ścianę działaniu sekwencji drgań skopiowanych z historycznych zapisów autentycznych katastrof (fot. 4).

W Europie, podobnie jak w Stanach coraz bardziej popularne stają się EWP – Engineering Wood Products, czyli materiały konstrukcyjne z przetworzonego drewna. Mają nad drewnem litym tę przewagę, że przenoszą większe obciążenia, są odporniejsze ogniowo i biologicznie i stabilniejsze („nie pracują”, tzn. nie skręcają się, nie wypaczają i nie pękają). Należą do nich drewniane belki dwuteowe („I-beam), które, poza wymienionymi zaletami, są dużo lżejsze od litych belek, a to bardzo przyśpiesza montaż i zmniejsza koszty robocizny. Mają tylko jedną wadę – wymagają wiedzy i rygorystycznego przestrzegania zasad ich mocowania. Czyli są mało „idiotoodporne”. W Anglii już około 50% stropów w budynkach mieszkalnych buduje się z I-beamów – są tańsze od betonowych. Popularne w Skandynawii, w Polsce pojawiły się kilka lat temu (KRONOPOL i STEICO) i są nieznane większości cieśli, ale jestem przekonany, że zrobią karierę. Belki dwuteowe wymagają m.in. stosowania odpowiednich złączy. Wsporniki krokiew/płatew (murłata) VPA (SST: Variable Pitch Connector) pozwalają łatwo zamontować dół krokwi pod wymaganym kątem (i bez wycinania „kamy” w belce litej), a wieszaki do krokwi o ustawnym kącie LSSUI (SST: Light Slopeable/Skewable U Hangers for I-joists and SCL) do belki kalenicowej (fot. 6, 7 i 8).

Są złącza, które powstały za sprawą przepisów. W Niemczech zabroniono łączenia łat na krokwiach, ponieważ pęknięta od wbitego gwoździa końcówka łaty była nie raz przyczyną upadku dekarza z dachu. I tak powstał łącznik do łat, który spina łaty poza krokwiami. Daje bezpieczeństwo, a przy okazji oszczędność łat, których nie trzeba docinać do rozstawu krokwi (fot. 9, 10 i 11). Są też takie, które, poza funkcją konstrukcyjną, pełnią rolę estetyczną. Dzięki klipsom do desek tarasowych unika się kaleczenia desek gwoździami bitymi od góry, a mocowanie jest niewidoczne. Wspornik belki JANE-TU/S pozwala zawiesić belkę stropową (albo tarasową) pod dowolnym kątem między 30° a 90°. Ma kształt litery „T” i po włożeniu jednego z ramion w nacięcie w belce dogina się całość wedle życzenia. Inne sposoby krytego mocowania belek, np. w drewnianym stropie z widocznymi belkami, to zastosowanie wieszaków o przekroju litery „T”– stalowych z otworami lub aluminiowych – bez otworów. Belkę nacina się pionowo, nasadza na wspornik i kotwi kołkami stalowymi O8 i O12. We wspornikach ALU wszystkie otwory „drewnoaluminium- drewno” wierci się na raz. To daje 100% dokładności – w pasujące otwory łatwo wbija się kołki stalowe (fot. 12, 13 i 14).

Po zamontowaniu wspornika „T” widać tylko „łepki” stalowych kołków. Droższe, ale całkowicie niewidoczne mocowanie daje wsporniki belek do połączeń ukrytych: ET. Zainteresuje projektantów wnętrz, plastyków i konserwatorów zabytków, bo jest niezastąpionym rozwiązaniem wszędzie tam, gdzie chcemy mieć ładną, widoczną konstrukcję drewnianą stropu. Złącze ET składa się z „samca” i „samiczki”, działa na zasadzie „rybiego ogona” (fot. 15 i 16).

Wiele nowości może być użytych w każdym systemie budowania z drewna, np. wspornik do trepów (schodów) (SST: TA9 i TA10) – idealny dla drewnianych domów letnich. Albo regulowany wspornik słupa. Raz, że jak każdy wspornik słupa ratuje jego dolny koniec przed gniciem (dawniej opalano albo malowano dolny koniec i zakopywano w ziemi – rozwiązanie na kilka lat). A dwa, że jest niezbędny, jeśli mamy ustawić kilka słupów pod jedną belką. Nie da się ustawić „na sztywno” kilku słupów, tak żeby wszystkie jednakowo podpierały belkę (fot. 17, 18 i 19).

Ciekawostką jest złącze do bala: kątownik o wyprofilowanych ramionach do łączenia okrąglaków (fot. 20 i 21). Przykłady można mnożyć, ale w jednym artykule nie ma dość miejsca, żeby zmieścić ich zbyt wiele. To temat na książkę. Na koniec (też tylko kilka) typowych błędów, jakie popełniają cieśle stosujący złącza ciesielskie. Kardynalnym błędem jest przybijanie złączy zwykłymi gwoździami albo przykręcanie wkrętami do G-K. Nie wolno tego robić, bo to tak, jakby przycumować swoją drogą łódkę sznurkiem do bielizny. Należy używać tylko „anchorów” – specjalnych karbowanych gwoździ (fot. 22 i 23).

Częstym błędem jest nieprawidłowe mocowanie kątowników (fot. 24 i 25). Trzeba znać kilka zasad wbijania gwoździ, pamiętając, że pracuje cały węzeł: drewno/złącze/gwóźdź. Odległość gwoździa od krawędzi belki wzdłuż słoja musi być równa co najmniej 10 x średnica gwoździa, a od krawędzi w poprzek słoja 5 razy (dla gwoździ o średnicy 4 mm). I tu widać, że to nieprawda, że dobra jest każda blacha zagięta i podziurkowana. Wiele produktów ma taką perforację, że 50% otworów „nie pracuje”.

Kątowniki o symetrycznych ramionach mają otwory wysztancowane w jednym z nich bliżej linii zagięcia. Należy na to zwrócić uwagę i układać je zawsze tak, żeby właśnie to ramię przeciwdziałało sile podrywającej wiatru (przeważnie poziomo). Inaczej wichura odegnie blachę, poderwie dach na kilka centymetrów do góry i opuści go.. ale obok. Nie wiadomo wtedy, czy taniej wyjdzie dźwig, czy rozbieranie i składanie dachu od nowa. Widziałem wieszaki do belek (tzw. „buty”) z otworami wybitymi 5 mm od linii zagięcia. To znaczy, że trzeba by wbijać gwoździe 5 mm od końca zawieszanej belki (czyli dźwigara podrzędnego) i w odległości 5 mm od płaszczyzny belki głównej. Nie wolno tego robić, nawet jeśli to w ogóle wykonalne.

Ale największym błędem jest niestosowanie złączy, przybijanie belek dużymi, pojedynczymi gwoździami. Anchor ma średnicę 4mm i wytrzymuje na ścinanie 0,71kN, jeśli jest markowym, policzonym statycznie produktem (np. firmy Gunnebo). Żaden producent zwykłych gwoździ nie podaje ich wartości statycznych i przeważnie produkuje je z kiepskiej stali (walka cenowa). Ale powiedzmy, że taki zwykły, kilkunastocentymetrowy gwóźdź o średnicy 6mm przenosi te same obciążenia co anchor i policzmy – 2 gwoździe mocujące krokiew do murłaty to w sumie przekrój: 2 x pierkw = 2 x 3,14 x 3kw = 56,52mmkw i 2 x 0,71kn = 1,42kN. Suma 10-ciu anchorów w złączu (np. krokwiowo-płatwiowym) daje przekrój 10 x 3,14 x 2kw = 125,6mmkw i przenosi 10 x 0,71kN = 7,1kN.

Często też jest w Polsce tak, że coś się robi TAK, „bo TAK się robi”. Niech ktoś mi powie, dlaczego murłaty muszą mieć przekrój 12 x 12 albo 14 x 14 cm i dlaczego „jedynym słusznym” sposobem ich mocowania są szpilki? Otóż muszą być tak wysokie, bo w krokwiach wycina się „kamy” i chodzi o to, żeby dolna krawędź krokwi minęła krawędź betonowego wieńca. Mocuje się szpilkami, bo czym przymocować skutecznie belkę wysokości 14 cm? Tymczasem murłata pracuje na przewracanie pod naciskiem krokwi, więc lepiej, żeby miała przekrój leżącego prostokąta. I mogłaby mieć 4-5 cm wysokości, gdyby krokiew nie miała wyciętej kamy, tylko była mocowana złączem VPA, bo tyle wystarczy, żeby pomieścić anchory. A samą murłatę można by przykręcić odpowiednimi kołkami rozporowymi. Kto nakładał murłatę na krzywo obsadzone szpilki albo „rzeźbił” w krokwi, bo wypadła na szpilce, ten wie, jakie to, powiedzmy łagodnie, denerwujące. Na koniec dwa przykłady nietypowego zastosowania złączy: (fot. 26 i 27). Knagi są szczególnie przydatne do mocowania płatwi do pochyłych dźwigarów. Wyglądają jak winkiel z dospawanymi bokami. Przenoszą ogromne siły, np. 1 knaga 170-tka utrzymuje na wiązarze płatew wys. 140 do 2.56 kN na utratę stateczności (przechył). Dobre są też jako konsole podpierające belki. W dobie mody na „techno design” można je spotkać jako konsole półek w nowoczesnym wnętrzu.

Juliusz Głowacki
Simpson Strong-Tie
profesjonalne złącza ciesielskie