Reklama
Wiązary drewniane PDF Drukuj Email
Indyk Polski
Wpisany przez Ryszard Pleskot IBMER, Poznań   

    Drewno jest bardzo dobrym materiałem budowlanym, odpornym na uszkodzenia mechaniczne, a wykonane z niego konstrukcje mogą być montowane o każdej porze roku, bez dodatkowych zabezpieczeń. Drewno budowlane ze względu na stopień obróbki dzielimy na:
  √ drewno okrągłe (kłody, wyrzynki, żerdzie, wałki);
  √ tarcicę nie obrzynaną (deski i bale nie obrzynane);
  √ tarcicę obrzynaną (łaty, deski i bale obrzynane, krawędziaki, belki).

   W budownictwie stosuje się cztery klasy drewna; C16, C18, C24, C30. Liczba przy literze C opisuje wytrzymałość (Rn) w MPa. W kraju najczęściej w konstrukcjach stosuje się drewno iglaste (sosna, świerk, rzadziej jodła),

które nie powinno mieć wilgotności większej niż 18%, gdy jest stała ochrona przed zawilgoceniem, a 15% przy konstrukcjach klejonych. Tarcica mokra jest ciężka i mniej wytrzymała, a przy niskich temperaturach staje się krucha i łatwo pęka przy obróbce. Wytrzymałość drewna zależy od zawilgocenia, gatunku i klasy, wad wrodzonych i uszkodzeń mechanicznych. Do budowli drewno należy dobierać o równoległym układzie włókien w stosunku do krawędzi i możliwie małej liczbie sęków. Sęki w drewnie okrągłym mają mniejszy wpływ na wytrzymałość, chociaż znacznie ją zmniejszają. 
 
Więźba dachowa
Wiązary typu Fink    Konstrukcję nośną dachu drewnianego nazywa się więźbą dachową. Jest to jedno z najstarszych rozwiązań w budownictwie, ale bardzo dobrze się sprawdza w praktyce. Drewniane więźby dachowe można podzielić na więźby ciesielskie i inżynierskie (wiązary z belek lub desek). Wiązary ciesielskie wykonane są z kantówek (krawędziaków) najczęściej przez rzemieślników na placu budowy. 
    Więźby inżynierskie (wiązary) to nowoczesne prefabrykowane konstrukcje kratowe - połączone trójkąty jako ażurowe lub pełne, jedno albo dwuspadowe. Wykonywane są w specjalistycznych zakładach produkcyjnych. Na budowę dostarczane są w całości lub w połówkach, które scala się w elementy nośne służące pod przekrycia znacznych rozpiętości budynku. 
    Współczesne metody techniczne i technologiczne wykonawstwa dotyczą głównie, poprawy jakości i trwałości systemów połączeń między sobą, elementów konstrukcyjnych kratownicy z drewna lub powierzchni w przypadku drewna klejonego. Ponadto ostatnio powszechne wprowadzenie lekkich konstrukcji stropowych ognioodpornych lub budynków bezstropowych, spowodowało odmienne niż tradycyjne zespolenie więźby dachowej z budynkiem. Obecnie bardzo często kratownica dachowa opiera się na murłatach, ułożonych na ścianach zewnętrznych (wieńcach) lub podciągach opartych na słupach nośnych konstrukcji budowli. Wytrzymałość wiązarów na obciążenia (od pokrycia dachu, śniegu, wiatru itd.) oblicza się dobierając wielkość przekroju desek, belek, liczbę krzyżulców do ich rozpiętości i rozstawu na budynku. Wiązary prefabrykowane z belek lub desek, wykonywane są z wyselekcjonowanego drewna o wilgotności poniżej 20%, którego elementy są czterostronnie strugane, a także odpowiednio zabezpieczone przed działaniem czynników biologicznych, ognia i wilgoci, metodami przemysłowymi. Przemysłowa impregnacja drewna skutecznie zabezpiecza je przed tymi czynnikami. Bardzo dokładna mechaniczna obróbka drewna, trwałe i niezawodne połączenia elementów drewnianych, wykonywanych w specjalistycznych przyrządach do scalania, gwarantują powtarzalność wymiarową każdego wiązara. Powtarzalność wymiarowa, wysoki poziom techniczny montażu wiązarów, decyduje o tym, że zbudowana konstrukcja nośna dachu z takich wiązarów, posiada płaską i równą płaszczyznę pod pokrycie dachowe. 
Wiązary typu Fink


Systemy połączeń  elementów drewnianych

  • Połączenia ciesielskie

Drewno w konstrukcjach budowlanych ma różne przeznaczenie i w zależności od tego, używa się wielu asortymentów, do których dobiera się odpowiednie systemy połączeń elementów konstrukcyjnych. Najstarszy sposób połączeń drewnianych, stosowanych w ciesielstwie, to wykonywanie w nich wrębów i zaciosów, których płaszczyzny w miejscu połączenia dokładnie do siebie przylegają. Element konstrukcji nie może być cieńszy niż 5 cm, a gdy skręcany jest śrubami powinien mieć więcej niż 
8 cm. Połączenie można wzmocnić śrubami, kołkami lub klamrami ciesielskimi, które uniemożliwiają przesunięcia w bok. Połączenia mogą być wzdłużne, pod kątem prostym lub pod kątem ostrym. Najczęściej stosowane są przekroje krokwi od 5x10 do 8x16 cm. Przekroje zależą głównie od rozpiętości krokwi, od rodzaju więźby a także od wielkości obciążenia więźby. Nie stosuje się krokwi węższych niż 5 cm, gdyż utrudnia to przybijanie łat i desek. Rozstaw krokwi zależy od rodzaju i wytrzymałości podkładu pod pokrycie (np. deskowanie, łaty, płyty OSB itp.). stosuje się rozstawy krokwi od 80 do 120 cm, średnio co 100 cm, przy rozpiętości ścian nośnych do 7,5 m (krokiew z jętką), do 9 m z jętką i podparciem stolcowym, a do 12 m z podparciem o podwójnym stolcu. 
 

  • Połączenia na gwoździe

Są to połączenia powszechnie stosowane w konstrukcjach budowlanych z desek i krawędziaków, które pracują na zginanie i docisk. Do zalet zaliczyć należy łatwość wykonania w każdych warunkach technicznych lub bezpośrednio na placu budowy. Gwoździe do połączenia posiadają przekrój okrągły lub kwadratowy gładki albo o linii śrubowej. Średnicę gwoździ należy dobrać tak, aby stanowiła 1/6 do 1/11 grubości tarcicy. Gwoździe wbija się w tarcicę w układzie prostokątnym w rzędy, prostokątnym z przesunięciem następnego rzędu lub w zakosy. Gwoździe należy wbijać z obu stron połączenia. W jednym połączeniu winny być co najmniej cztery gwoździe, w dwu rzędach i dwu szeregach. Takie wiązary wykonuje się o rozpiętości do 15 m jako dwuspadowe a jednospadowe do 7,5 m, w rozstawie na budynku od 80 do 120 cm, w zależności od szerokości budynku. Oparte one są na murłatach jako jedno lub dwu spadowe. Jest to konstrukcja lekka a przy tym wytrzymała, posiadająca zapewniającą sztywność więźby dachowej.
 

  • Połączenia łącznikowe

Łączniki (złącza) to profile z wysokogatunkowej ocynkowanej blachy stalowej. Ich kształty są dostosowane do typowych miejsc łączenia, np. kątowe do prostopadłych połączeń, płytowe do połączeń w jednej płaszczyźnie, wieszaki w kształcie litery T. W otwory (perforację) łączników wbija się młotkiem karbowane gwoździe, które dzięki karbom nie „chodzą“, kiedy drewno usycha i kurczy się, zapewniając stałe połączenie elementów. Długość gwoździ dobiera się do grubości elementu drewnianego. 
 

  • Płytki kolczaste 

Płytka kolczasta, łącznik konstrukcji drewnianychPlytki łącznikoweSą to łączniki również wykonane z wysokogatunkowej ocynkowanej blachy stalowej lub blachy nierdzewnej, a na swojej powierzchni posiadają wytłoczone o odpowiednim kształcie i długości kolce (np. ostre graniastosłupy lub kotwiczki) jednostronne lub dwustronne. Płytki posiadają odpowiednie kształty, które są dostosowane do typowych miejsc łączenia poszczególnych elementów konstrukcji. Wciśnięte płytki kolczaste pod naciskiem pras (o sile nacisku 18 do 50 ton) w stykające się pod dowolnymi kątami elementy tarcicy, tworzą mocne i trwałe połączenia. Odbywa się to w szablonach zapewniających dokładność i pełną powtarzalność wymiarów. W zakładzie prefabrykacji powstaje kompletna konstrukcja wiązara lub w częściach, która składana jest w całość (w więźbę dachową) na placu budowy. Obecnie jest to najpopularniejsza technologia wytwarzania wiązarów drewnianych, zapewniająca bardzo wysoką jakość techniczną konstrukcji dachowej. Ma zastosowanie dla każdego typu dachu skośnego a także dowolnego pokrycia połaci dachowej. Wykonuje się je o rozpiętości do 30m bez słupów podporowych, o konfiguracji trójkątnej, mansardowej lub łukowej. 
 

  • Drewno klejone

Dzwigar klejony trapezowyDrewno klejone, w porównaniu z drewnem litym, posiada większą wytrzymałość, która jest wynikiem tzw. efektu laminarnego. Przez likwidację sęków oraz skośnego ułożenia włókien powiększona zostaje jednorodność przekroju. Przekroje elementów klejonych warstwowo, wykonuje się z desek z tarcicy sosnowej lub świerkowej, szerokości najczęściej 9-20 cm i grubości maksymalnej 4cm. Elementy klejone warstwowo mają najczęściej przekrój prostokątny w poziomym układzie warstw, rzadziej skrzynkowy lub dwuteowy. Najlepsze parametry sklejania uzyskuje się, gdy wilgotność sklejanych desek wynosi 10-12%. Deski są strugane czterokrotnie, a klejem wodoodpornym powleka się powierzchnie tarcicy i zestawia się poszczególne warstwy w pakiet w zaciskach. Sklejane elementy pakietu ściska się za pomocą pras lub zacisków pod ciśnieniem 0,6-0,8 Mpa w temperaturze otoczenia nie mniejszej niż 18°C. Czas sklejania to 6-14 godzin, dojrzewanie sklejonych elementów trwa 2-3 doby. Po sklejeniu wykonuje się obróbkę końcową na żądany wymiar. Warstwowe klejenie drewna umożliwia kształtowanie belek prostych w łuki lub żądane kształty bez dodatkowych kosztów. Drewno jest impregnowane środkami chemicznymi, co zapewnia mu ognioodporność.
 

  • Belka trapezowa

W układach konstrukcyjnych najczęściej występują belki trapezowe, które odzwierciedlają geometrię przebiegu momentów gnących oraz pochylenie dachu, dlatego są wyjątkowo ekonomiczne. Mogą to być belki jedno lub dwuspadowe o kącie pochylenia połaci 2-5° (minimalne pochylenie). Rozpiętość belek wynosi od 10-50 m, a rozstaw osi dźwigarów w podparciu 5-7 m. 
Szerokość belki jest od 10-30 cm, a wysokość jak stosunek rozpiętości /16. Belki montuje się na słupach z drewna klejonego. Stalowych lub żelbetowych za pomocą stalowych złączy.
 

  • Belka bumerangowa

Posiada podobne zalety jak belka trapezowa, ale różni się spadkiem dachu do 20°. Można wykonać już pokrycie z dachówki, która wymaga dobrego odprowadzenia wody. Rozpiętość wynosi od 10-40 m, rozstaw osi dźwigarów 5-7 m, szerokość belki 10-26 cm, a wysokość jak stosunek rozpiętości /14-18. 
 

  • Ramy

Trójprzegubowe systemy ramowe charakteryzują się bardzo efektywnym rozkładem sił, co przynosi duże oszczędności materiału. Węzły narożne ram wykonuje się jako sztywne połączenia. Rozpiętość wynosi od 15-100 m, spadek dachu 10-40°, rozstaw osi dźwigarów 5-7 m, szerokość belki 10-24cm, wysokość jak rozpiętość /36-60. 
Wiązary ramowe
 

  • Dźwigar łukowy

Dzwigar łukowy z drewna klejonegoDźwigary łukowe stosuje się do przykryć o dużych rozpiętościach ścian. W takim układzie jest małe zużycie materiału. Rozpiętość wynosi od 15-45 m, rozstaw osi dźwigarów 2-6m, szerokość belki 10-26 cm, wysokość jako stosunek rozpiętości /17-25.
 

  • Elementy z drewna i materiałów drewnopochodnych 

Producenci płyt drewnopochodnych wprowadzają na rynek nowe materiały budowlane mogące mieć zastosowanie w budownictwie szkieletowym. Jednym z takich wyrobów są belki i słupy dwuteowe o pasach z drewna litego i środnikach z płyt pilśniowych twardych ulepszonych. Inne to belki o pasach z drewna i środnikach z płyt o wiórach orientowanych, belki różnią się wysokością oraz szerokością pasów. Pasy belek wykonane są z drewna litego konstrukcyjnego sosnowego, połączonego wzdłużnie na złącza klinowe ze środnikiem. Środniki belek mają grubość 10 mm, w przypadku płyt pilśniowych twardych (HB.1.2) stosuje się dwie sklejone ze sobą płyty pilśniowe grubości 5mm każda. W przypadku stosowania płyty wiórowej (OSB/3) jako środnik stosuje się jedną płytę grubości 10 mm. Pasy drewniane, płyty pilśniowe środnika sklejone są ze sobą klejem odpornym na wilgoć. Belki takie charakteryzują się dużą stabilnością i dokładnością wymiarów, nie pękają i nie mają skłonności do skręcania. Pasy drewniane posiadają gładką powierzchnię, gdyż są czterostronnie strugane. Belki dwuteowe mogą być stosowane jako słupki, belki stropowe i krokwiowe. Belki w ustroje budowlane połączone są systemem łączników metalowych i nakładek z płyt przykręcanych wkrętami. Belki dwuteowe z płyt wiórowych wykonywane są jako: słupki od 160-240 mm, pas z drewna 45x45 mm, długości 3 m; belki krokwiowe o wysokości od 200-360 mm, pas z drewna 38x65 mm, długości 7,2 m oraz belki stropowe wysokości 200-420 mm, pas z drewna 38x90 mm i długości 7,2 m.
    Belki dwuteowe z płyt pilśniowych twardych produkowane są jako belki krokwiowe o wysokości 200-250 mm, pas z drewna 48x70 mm, długości do 12 m. Belki stropowe o wysokości 200-300 mm, pas z drewna 48x70 mm, długości do 7,2 m oraz słupki o wysokości 170-200 mm, pas z drewna 48x70 mm i długości do 5,5 m.
 

  • Dobór wiązara

Inwestor, aby dobrać odpowiedni typ wiązara winien przedstawić firmie wykonującej je następujące dane:
-    odległość między ścianami zewnętrznymi (rozpiętość), 
-    typ poddasza (użytkowe lub nieużytkowe), 
-    kąt pochylenia połaci dachowej i rodzaj pokrycia, 
-    warunki klimatyczne w regionie (strefa klimatyczna).
 
    Na podstawie tych danych producent dobierze z typowych kratownic, odpowiedni dla danego budynku typ. W przypadku braku odpowiedniego rozwiązania wykona indywidualne obliczenia i konstrukcję więźby dachowej. Przy dachach wielospadowych, o zróżnicowanych rozpiętościach poszczególnych fragmentów budynku, należy indywidualnie obliczać więźbę dachową.
Typy wiązarów 

   Najpopularniejsze typy wiązarów stosowane na obiektach rolniczych to wiązary typu nożycowego o rozpiętości do 30 m bez słupków podporowych. Inne typy, to fink, attyka, płaski, mansardowy, łukowy lub układy ramowe, osadzone na betonowym fundamencie. Ramy tworzą zarówno dach jak i ściany budynku o różnej wysokości i szerokości od 7 do 22 m, które mogą mieć różne zastosowanie w budownictwie rolniczym (hale, magazyny, ujeżdżalnie, przechowalnie itp.).
 

  • Koszty więźby dachowej

Koszty więźby dachowej wyliczane są indywidualnie dla danego budynku. Zależą od producenta, ale przede wszystkim od typu konstrukcji i więźby (od ilości materiału i robocizny). Orientacyjne koszty więźby dachowej budynku o rozpiętości 9,5 m i powierzchni 100 m2, dach dwuspadowy o kącie nachylenia 45°, ceny przedstawiono poniżej. Wiązary oparte bezpośrednio na ścianie zewnętrznej kosztują od 118-185 zł/m2 powierzchni zabudowy oraz za montaż od 30-50 zł/m2. Wiązary oparte na stropie kosztują od 140-230 zł/m2 powierzchni zabudowy, montaż od 40-60 zł/m2, wiązary oparte na ścianach zewnętrznych wraz z belkami stropowymi kosztują 380 zł/m2 a montaż 40 zł/m2 powierzchni zabudowy. Inwestor może samodzielnie zamontować więźbę dachową na budynku. Jednak producent w tym wypadku najczęściej udziela gwarancji na rok, a VAT wynosi 22%.
    Przy zamówieniu całościowym (projekt, wykonanie, transport i montaż), producenci najczęściej udzielają gwarancji 10 letniej i opłaty VAT 7%. 
    Wiązary z drewna klejonego kosztują netto 2500 zł/m3 konstrukcji klejonej, bez montażu i transportu. Przykładowo belka trapezowa o rozpiętości 12 m i grubości 14 cm kosztuje 2300 zł. Belki dwuteowe, w których środnik wykonany jest z płyty wiórowej grubości 10 mm i posiadają długość 10,5 lub 12 m, kosztują od 24-27 zł/m, a o długości 4,2; 5,4 i 7,2 od 32 do 36 zł/m. Dla porównania koszt wiązara stalowego o rozpiętości 12 m, wynosi 2300 zł, w rozstawie co 4 m, należy dodatkowo doliczyć koszty stężeń.

Tags: budynki inwentarskie , chlewnie , indycznik , kurnik , obory