Złącza ciesielskie. Cz.3

WIESZAK BELKI DWUTEOWEJ
WIESZAK BELKI DWUTEOWEJ 

W dwóch poprzednich numerach „Dekarz & Cieśla” pisałem o tradycyjnej sztuce ciesielskiej i o przyczynach zaniku tej sztuki w Europie i w Polsce po II Wojnie Światowej. Teraz chciałbym opowiedzieć o rodzajach złączy i, co za tym idzie, rodzajach połączeń w nowoczesnych konstrukcjach drewnianych, o sposobach stosowania złączy.

Złącza ciesielskie – co to jest?

Złącza ciesielskie są zwane również łącznikami do drewna, albo stalowymi złączami konstrukcyjnymi.  Te nazwy wyjaśniają, że złącza są elementami łączącymi i przenoszącymi określone siły w konstrukcjach drewnianych.  To wysztancowane z 1,5-3mm.  taśmy ocynkowanej wysokogatunkowej blachy profile, które po zagięciu tworzą kształty pasujące do wszelkich miejsc łączenia drewna w konstrukcjach drewnianych. Krawędzie nie są ocynkowane, bo ta grupa jest przeznaczona do wnętrza konstrukcji. Taśma, z której są wycięte, jest perforowana, tzn.  podziurkowana.  W jej otwory wbija się młotkiem specjalne, karbowane gwoździe i tak mocuje się złącze do drewnianego elementu.  Po przyłożeniu drugiego robi się to samo i w ten prosty sposób łączy się np.  belkę ze słupem.  Z powyższego wynika, że drewniane belki, słupy, etc.  są łączone poprzez złącza „na styk”. Druga grupa złączy to te, które robi się z blachy o grubości 5 do 8mm.  Są cynkowane na gorąco po obróbce mechanicznej (po wycinaniu, wyginaniu i spawaniu). Dlatego każda ich krawędź jest ocynkowana. Używa się ich na styku drewna z betonem.

„Filozofia produktu”.

Stalowe złącza ciesielskie są łatwe w montażu. Jednocześnie gwarantują pełną skuteczność mocowania.  Główna idea to łatwość składania całości konstrukcji z elementów bezpośrednio na placu budowy. Właśnie to zasadniczo różni perforowane złącza od płytek kolcowych (zwanych też „jeżami”, albo płytkami kolczastymi), przeznaczonych do przygotowywania prefabrykowanych kratownic w hali producenta. Płytki kolczaste wprasowuje się w cienkie elementy drewniane, które muszą mieć jednakową grubość.  Złącza łączą drewno w różnych płaszczyznach i o różnych przekrojach i mają bardziej uniwersalne zastosowanie.

Do czego służą?

Złącza są równie dobre do łączenia elementów pergoli w ogrodzie, jak do wielkogabarytowych wiązarów z drewna klejonego. Można przy ich użyciu wykonać więźbę dachową budynku jednorodzinnego, molo, strop, konstrukcję hali magazynowej, albo iglicy na wieży kościelnej, zadaszenie nad padokiem końskim, albo nad basenem pływackim. Można ich użyć do zbudowania samemu drewnianego balkonu, antresoli, albo wiaty na podjeździe przed domem. Życie pokazuje, że są idealnym ratunkiem przed katastrofą: zbyt oszczędni właściciele dopiero co źle zbudowanych dachów, po kilku nieprzespanych nocach, kiedy coś „zatrzeszczy”, wzmacniają konstrukcję więźby właśnie złączami, bo niejednokrotnie nie ma innego ratunku.

Dobre złącza.

Dobre złącza to te, które zastosowane w konstrukcji zagwarantują nam pewność mocowania.  Dlatego należy stosować tylko złącza markowe, sprawdzone i mające atesty. Ważne jest, zwłaszcza dla konstruktora, że markowy producent, oprócz „gołego” pro-duktu, oferuje również „know how” – gotowe tabele z obliczeniami statycznymi złączy i gwoździ karbowanych, zamieszczone w katalogu inżynierskim.  To oznacza, że wymiary i układ otworów nie są przypadkowe, lecz wynikają z kosztownych badań statycznych przeprowadzonych przez firmę. Mówiąc inaczej: dobre złącza są „policzalne”. To je głównie różni od domorosłej produkcji, która powiela sprawdzone wzory. Opracowany przez porządną firmę katalog inżynierski daje gotowe tabele z danymi statycznymi niezbędnymi do obliczeń konstrukcji.  Współcześnie są one dostępne również na CD i jako jedna z bibliotek wprowadzone do programu CAD.  Można z nich też korzystać w Internecie.

Złącza buldog
Złącza buldog

Rodzaje złączy.

Duża rozmaitość złączy pozwala budować wszelkie obiekty drewniane od mostów, wielkogabarytowych hal sportowych i przemysłowych począwszy, poprzez dachy domów jednorodzinnych i domy szkieletowe, na wiatach i pergolach kończąc.  Rodzaj złączy wynika z kształtu połączenia: (krokiew/jętka, krokiew/płatew, belka/murłata) i materiałów, jakie ze sobą łączy(drewno/stal, drewno/beton). W wielkiej różnorodności kształtów najpowszechniej są używane:

• Złącza kątowe, czyli kątowniki (zwane kiedyś „winklami”) do prostopadłych, czyli krzyżowych połączeń, np.  belka/legar, słup/belka.  Mogą mieć ramiona równej, albo różnej długości.  Są też w wersji wzmocnionej i wtedy mają tzw.  żebro, czyli wytłoczenie.  Te stosuje się m. in.  na konstrukcjach o dużym spadku, np.  na łukowatych żebrach.  Najpopularniejsze złącze kątowe to tzw.  „dziewięćdziesiątka”, czyli kątownik o ramionach dł.  90mm.

• Knagi są szczególnie przydatne do mocowania płatwi do pochyłych dźwigarów. Wyglądają jak winkiel z dospawanymi bokami. Przenoszą ogromne siły.  Dobre są też jako konsole podpierające belki.  W dobie mody na „techno design” robią karierę jako konsole półek w nowoczesnym wnętrzu.

• Płytki perforowane do połączeń w jednej płaszczyźnie, np.  miecz/słup, jętka/krokiew. Są na pewno lepszym rozwiązaniem, niż ciągle stosowany zacios „pół na pół” plus 2 gwoździe kilkucalowe.  Są często mylone z płytkami kolczastymi („jeżami”), które wymagają prasy i są przeznaczone do prefabrykacji kratownic (np.  MiTek albo Wolf). Mając grubość 1,5 lub 2mm.  nie przeszkadzają w zakładaniu instalacji.  Standardowo mają rozmiary od 40 x 120mm.  Do 200 x300mm. , ale dla dużych konstrukcji można je zamówić w wymiarach do 2m².  Można też wycinać samemu dowolne kształty z dużych blach perforowanych, ale należy to robić zgodnie z zasadami, którymi nie będę zanudzał Szanownych Czytelników.

• Naciąg z taśmy perforowanej (foto) spina i usztywnia dach lub ścianę ramową i zastępuje dawną drewnianą wiatrownicę. Mając tę samą zaletę małej grubości, co płytki, nie wymaga nabijania dodatkowych kontrłat.  Można od razu na krokwie kłaść poszycie np.  z płyty OSB, albo „łacić”.  Taśmy stalowe perforowane ( rolki ) występują w długościach od 3,0 do 50,0 m. b.  Jeśli to mało, można odcinki taśmy łączyć i przy okazji naciągać złączkami do taśmy (rzymska śruba).  Trzeba nie lada krzepy, aby napiąć 50m taśmy o przekroju 40, lub 60 x2mm, toteż producent pomyślał o małym urządzeniu zwanym ręczną naciągarką do taśmy.  Dzięki zastosowaniu prostej dźwigni pozwala ona cieśli usztywnić dach napiętą taśmą.  Naciągarka jest też bardzo pomocnym narzędziem przy ściąganiu ze sobą w kalenicy krzywych krokwi.  W transporcie rolek i obcinaniu odcinków taśmy na placu budowy pomaga wózek z gilotyną.

• Do wielkich dźwigarów z drewna klejonego, których łuki o rozpiętości nawet 100m tworzą piękne konstrukcje drewniane, stosuje się też, obok taśm, naciągi z prętów o nagwintowanych końcach i odpowiednie końcówki.

• Wsporniki belek, czyli tzw.  „buty”, albo wieszaki lub siodełka.  Przybija się je do dźwigarów, murłat, albo oczepów i w nich, jak w strzemionach zawiesza się prostopadle mniejsze belki.  Można je mocować do betonowego wieńca kołkami rozporowymi. Trzeba wtedy dać specjalną grubą podkładkę usztywniającą łączenie.  Istotna jest szerokość wewnętrzna dopasowana do standardowych grubości drewna budowlanego. Przydatne są „buty” o szer.  wewn. 38mm.  Do tzw.  „tubajforów” (ang.  two byfour), czyli elementów szkieletu drewnianego. Są też buty typu „S” – z żebrami, szczególnie przydatne do przyjmowania dwuosiowych obciążeń w bardzo pochyłych konstrukcjach dachowych.  Inny rodzaj wsporników belek to wieszaki o przekroju litery „T” – stalowe z otworami lub aluminiowe– bez otworów.  Służą do połączeń krytych (niewidocznych).  Belkę nacina się pionowo, nasadza na wspornik i kotwi kołkami stalowymi Ø8 i Ø12.  We wspornikach ALU wszystkie otwory „drewno-aluminium drewno” wierci się na raz.  Nie trudno zgadnąć, że to daje 100% dokładności, dzięki której w pasujące otwory łatwo wbija się kołki stalowe.

• „Gerbery” (nazwisko niemieckiego konstruktora mostów) łączą belki wzdłuż. Dzięki nim z krótkich odcinków można uzyskać belkę „wędrującą” przez kilkadziesiąt metrów bieżących konstrukcji.  Połączenie wypada w powietrzu, w miejscu, gdzie siła działająca na belkę w dół znosi się z tą, która podrywa ją do góry.  Mówiąc mniej zrozumiale: łączą płatwie w zerowym punkcie momentów sił, czyli w 1/5 rozpiętości odcinka płatwi pomiędzy legarami.  Są prawe i lewe i zawsze występują parami.  Stąd częste nieporozumienia „co to znaczy 1 sztuka Gerbera”.  Gerber jest chyba przykładem najefektywniejszego zastąpienia dawnego zamka ciesielskiego złączem, które łączy obie belki na styk.  Na takim połączeniu oszczędza się nawet metr bieżący belki.

złącze kątowe
złącze kątowe

• Kotwie (odmienia się je jak żagwie, a nie jak kutwy) drewno/beton i drewno/stal (dołączenia tregry stalowej z belką drewnianą), kotwie krokwiowo-płatwiowe, które dają nie tylko łączenie, ale też ubezpieczenie krokwi położonych na wiązarach od naporu wiatru.  Pozwalają na zmienne odstępy pomiędzy krokwiami w dachach jętkowych. Konstrukcja dachu nie jest wtedy zależna od belkowania stropu.  Są dobre również do zamocowania jętek.

• Wsporniki słupów (kotwie słupów, stopki, stopy fundamentowe) do osadzania słupów w betonie lub na drewnie.  Można je generalnie podzielić na wsporniki do zabetonowania i te do przykręcania kołkami rozporowymi do już wcześniej wylanego betonu. Mają kształt litery „U” i wtedy obejmują słup (są widoczne), albo odwróconej litery „T” i wtedy wchodzą w nacięcie w słupie chowając się w nim.  Często mocuje się je do drewna dyblami stalowymi ocynkowanymi elektrolitycznie.  Przydatną rzeczą jest tu szablon do wiercenia otworów: pomaga wcelować wiertłem.  Wiele rodzajów wsporników słupa ma regulację wysokości, co bardzo pomaga wypoziomować cały, jak to się kiedyś mówiło „ustrój budowlany”.

• Złącza uniwersalne – do mocowania płatwi (znów ta deklinacja) na belkach, krokwi na płatwiach, oraz do połączeń ryglowych. Mają trzy płaszczyzny mocowania, co czyni montaż połączeń nośnych wygodnym i skutecznym. Są w wersji „prawe” i „lewe”, ale nie są bliźniakami, jak wsporniki Gerbera. Można je stosować parami (wtedy koniecznie diagonalnie), ale można też pojedynczo. W zależności od rozmiaru i wielkości przenoszonych sił mają urocze nazwy Micro, Mini, Midi i Maxi. Tych, którzy usnęli informuję, że to już koniec wyliczanki rodzajów złączy, chociaż nie omówiłem nawet połowy asortymentu. Wspomnę jeszcze tylko, że większość z nich można  dostać w wersji ze stali kwasoodpornej A4.

Rozmiary.

Tu wystarczy powiedzieć, że w dobrej ofercie każdy rodzaj złączy występuje w kilku, kilkudziesięciu, a nawet kilkuset rozmiarach. Pełen asortyment dobrego producenta to kilka tysięcy numerów katalogowych.

Dlaczego warto używać złącza?

Budowanie z pomocą złączy jest tańsze, szybsze, łatwiejsze i pewniejsze.  Dlaczego? Ponieważ oszczędza duże ilości drewna budowlanego.  Przecież jego wytrzymałość oblicza się w najsłabszych miejscach – miejscach wybrania materiału pod czopy i gniazda.  Te stanowią 1/3 lub 1/2 pełnego przekroju belki.  Czyli belka musiałaby mieć na przykład 15cm na całej długości, aby na końcu, po wycięciu dwóch trzecich, został 5-cio centymetrowy czop.  Przy użyciu złącza cała belka może być proporcjonalnie cieńsza.  Może też być krótsza, bo, jako się rzekło wcześniej, belki łączy się na styk. Do budowania ze złączami wystarczy kilku ludzi, z których tylko jeden musi być wykwalifikowanym majstrem (czytanie projektu). Pozostali muszą tylko umieć wbijać gwoździe młotkiem.  Kogo dziś stać na opłacenie wielu godzin pracy cieśli, który precyzyjnie wytnie „kozią nóżkę”, albo „zamek francuski”? Gdzie takiego znaleźć? I kto to w ogóle jeszcze chce robić? Często też nie potrzeba dźwigu, np.  w budownictwie jednorodzinnym przy małych gabarytach elementów konstrukcji.  Wcześniej przycięte i oznakowane belki można wciągać na górę i montować jedną po drugiej bezpośrednio na dachu.  Jeśli wiele belek ma być zamocowanych do jednego dźwigara, można go „okuć” wspornikami belek na ziemi.  To wszystko znakomicie skraca czas montażu i daje konstrukcję sztywną i pewną. Typowej wielkości złącza dla dachów domów jednorodzinnych kosztują od kilkudziesięciu groszy do kilku złotych.  Wydatek na cały dach to suma na poziomie 2-3 tys.  złotych. Do niedawna była to jedna z podstawowych przeszkód.  Teraz, kiedy rosną wymagania techniczne (przepisy unijne) i drożeje robocizna, nauczymy się inaczej przeliczać czas na pieniądze.

Więźba dachowa

Czy są wady?

Cóż, nie ma rzeczy idealnych.  Jeśli ktoś opiewa same zalety jakiegoś produktu, nie należy mu wierzyć.  Wad, jako takich, stosowania złączy ciesielskich nie ma.  Ale spotykam się z argumentami „na nie”, z którymi trudno dyskutować.  Ogólnie rzecz biorąc wynikają one z mentalnego nieprzystosowania polskich fachowców do nowoczesnych technologii.  Wyjaśnię to krótko za pomocą anegdoty z życia wziętej.  Otóż byłem świadkiem jak taki nieprzystosowany majster kupował metrówkę, czyli drewnianą miarkę.  Sprzedawca słysząc, że ma do czynienia z profesjonalistą, namawiał go dokupienia trochę droższej, ale lepszej miarki. Na to „majster” wytoczył argument nie do przebicia: „Po co? I tak się połamie!”. Aby belka osadzona w „bucie” (wspornik belki) przeniosła rzeczywiście siły podane w projekcie konstrukcyjnym, powinna być przycięta na długość z dokładnością milimetra, a nie centymetra.  Za krótka belka może „wyjechać” z buta i cały sens stosowania złącz diabli biorą.  Najlepiej, gdyby wszystkie belki były przygotowane na wymiar przez producenta drewna, a nie przez cieślę piłą łańcuchową na budowie.  Tak więc cały problem sprowadza się do zatemperowanego ołówka stolarskiego i nowoczesnego rynku drewna.

W następnym odcinku opowiem o nowościach w rynku złączy, o typowych błędach i nietypowych zastosowaniach.

Juliusz Głowacki
Simpson Strong-Tie
profesjonalne złącza ciesielskie

Przejdź do czwartej części artykułu >

Data utworzenia: 11.01.2013


dołącz do dyskusji

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *


Podobne artykuły