Cieśla

Połączenia (węzły) w konstrukcjach drewnianych

Połączenia (węzły) w konstrukcjach drewnianych

Z dawien dawna konstrukcje drewniane wykonywane były na podstawie ciągle przeprowadzanych doświadczeń czyli metodą prób i błędów. Wiedza ta przekazywana była z ojca na syna, a rzemieślnicy w większości nie zastanawiali się zbytnio co z czego wynika i dlaczego robimy tak, a nie inaczej – ojciec tak robił, dziadek tak robił, to i ja tak robię – będzie dobrze.

Jednak wraz z rozwojem cywilizacji oraz szeroko rozumianym postępem cywilizacyjnym zaczęto rozważać czy też próbować wykonywać obliczenia, które pozwoliłyby określić m.in. wielkości przekrojów elementów konstrukcyjnych natomiast z czasem zaczęto przeprowadzać rozważania na temat połączeń elementów drewnianych.
Dziś projektowanie konstrukcji drewnianych polega na wymiarowaniu (sprawdzenie nośności) zarówno elementów prętowych (krokwie, kleszcze, płatwie), jak i połączeń miedzy nimi. Metoda projektowania wg stanów granicznych polega na wykazaniu, że przyjęty przekrój poprzeczny elementu prętowego, jak i założone wzajemne połączenia, przy każdej obliczeniowej kombinacji obciążeń, zarówno naprężenia, jak i przemieszczenia nie będą większe od przyjętych w normie za dopuszczalne (zainteresowanych odsyłam do normy PN-EN 1995-1-1:2010 popularnie zwanej Eurokod 5).

Dwa widoki 3D oraz przyjęty schemat statyczny.

Połączenia w konstrukcjach drewnianych możemy podzielić na dwie zasadnicze grupy: połączenia ciesielskie oraz połączenia inżynierskie. Wśród połączeń ciesielskich wyróżniamy:

  • połączenia na długości,
  • połączenia wzdłużne pionowe,
  • połączenia pod kątem w tej samej płaszczyźnie,
  • połączenia pod kątem w różnych płaszczyznach.

Połączenia inżynierskie, wśród których wyróżniamy:

  • połączenia na blachy węzłowe i nakładki,
  • połączenia na śruby, sworznie, gwoździe.
Rozpatrywane połączenie krokiew-kleszcze, w którym nośność została przekroczona o prawie 25%.
Rozpatrywane połączenie krokiew-kleszcze, w którym nośność została przekroczona o prawie 25%.
Rozpatrywane połączenie krokiew-kleszcze, które wzmocniono pierścieniem kolczastym.
Rozpatrywane połączenie krokiew-kleszcze, które wzmocniono pierścieniem kolczastym.
Rozpatrywane połączenie krokiew-kleszcze, w którym zastosowano podwójne śruby.
Rozpatrywane połączenie krokiew-kleszcze, w którym zastosowano podwójne śruby.

Z czystym sumieniem można powiedzieć, że połączenia pełnią fundamentalną rolę w konstrukcjach drewnianych. Fakt ten jest niestety bagatelizowany oraz pomijany przez znaczną część, tak projektantów konstrukcji jak i przez wykonawców.
Weźmy dla przykładu taki oto układ konstrukcyjny – więźba dachowa krokwiowo-kleszczową, bez zagłębiania się w szczegóły przyjętego schematu statycznego, stref klimatycznych czy też rodzaju pokrycia dachowego czy też zabudowy poddasza.
Rozważmy jeden węzeł – połączenie krokiew-kleszcze, które zwykle wygląda jak na powyższym obrazku, czyli pręt gwintowany wraz z kompletem podkładek i nakrętek. Niby wszystko w porządku, a duża część wykonawców powie „przecież zawsze tak robimy, i jest ok”. Jednak w tym przypadku nie jest „ok”, co widać na powyższym obrazku. Przeprowadzając odpowiednie obliczenia okazuje się że nośność tego połączenia jest przekroczona o niemal 25%.
Co zatem zrobić? Rozwiązań jest wiele. Można np zastosować pierścień kolczasty typu Bulldog; wykonując ponowne obliczenia, od razu widać, że mamy ponad 30% zapas nośności dla połączenia, biorąc za punkt odniesienia pierwotne rozwiązanie czyli pojedynczą śrubę.
Można np. dołożyć drugą śrubę; wykonując ponowne obliczenia wykazujemy, iż w porównaniu do pierwotnego rozwiązania, czyli pojedynczej śruby, mamy niemal 40% zapas nośności.

Podsumowując

Jeżeli pojawia się jakakolwiek wątpliwość czy też niepewność lub brak podanego rozwiązania zdecydowanie lepiej jest sięgnąć po poradę czy konsultację u doświadczonego projektanta konstrukcji niż brać odpowiedzialność na własne barki. Konstruktor wykona niezbędne obliczenia, wykona odpowiednią dokumentację, a co najważniejsze weźmie za to odpowiedzialność.
Zgadzam się, że konstrukcje dachów czy domów wykonywane są w oparciu o projekty konstrukcyjne, a to oznacza, że są opracowywane przez projektantów z uprawnieniami budowlanymi i chciałbym dodać, że większość z nas doskonale wie jakiej jakości te projekty są.Lepiej pomyśleć za darmo czy naprawiać awarię za własne pieniądze? Niech to pytanie będzie dla nas wszystkich myślą przewodnią przy wszelkiego rodzaju wątpliwościach.

mgr inż. Aleksander Kłembokowski
projektant konstrukcji – specjalista konstrukcji drewnianych
OLSEN Aleksander Kłembokowski

www.konstrukcje-budowlane.pl

5/5 - (41 głosów)

Data publikacji: 27 lipca, 2021

5/5 - (41 głosów)


Komentarze


Udostępnij artykuł

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

Podobne artykuły