CHARAKTERYSTYKA WIĄZARÓW DREWNIANYCH W ..., Schematy z Projektowanie konstrukcji drewnianych

Pobierz CHARAKTERYSTYKA WIĄZARÓW DREWNIANYCH W ... i więcej Schematy w PDF z Projektowanie konstrukcji drewnianych tylko na Docsity! Budownictwo 19 Paweł Helbrych CHARAKTERYSTYKA WIĄZARÓW DREWNIANYCH W BUDOWNICTWIE TRADYCYJNYM Wprowadzenie Człowiek już od dawna wykorzystuje drewno w budownictwie. Do budowania konstrukcji z tego typu surowca wykorzystuje się przede wszystkim różne gatunki drewna miękkiego, takiego jak sosna, świerk czy jodła oraz znacznie rzadziej drewna twardego, jak buk czy dąb. Pozostałe gatunki drzew wykorzystywane są w mniejszym stopniu, przede wszystkim jako elementy wykończeniowe. Drewno wykorzystywane w budownictwie powinno charakteryzować się łatwością w obrób- ce, stosunkowo dużą wytrzymałością oraz sprężystością, ponadto nie powinno wy- kazywać widocznych wad, takich jak zagrzybienia, spękania czy wypadające sęki. Wilgotność drewna nie powinna być większa niż 15%. Przed planowanym wbudo- waniem elementy drewniane należy zaimpregnować, co pozwoli ograniczyć koro- zję biologiczną i zwiększy trwałość elementu [1-3]. 1. Tradycyjne wiązary drewniane Wiązar krokwiowo-belkowy jest najprostszym typem drewnianego wiązara dachowego wykorzystywanego w budownictwie. Jego konstrukcję stanowią dwie krokwie połączone ze sobą w poziomie kalenicy, oparte na belce poziomej (często jest to belka stropowa), mającej za zadanie przenieść siły rozporu przekazywane przez krokwie. Tego typu wiązary są stosowane w budynkach, gdzie rozpiętość dachu w świetle ścian jest mniejsza niż 6 m, natomiast pochylenie połaci dachu jest większe niż 45°. Ponadto zaleca się, aby w wiązarach krokwiowo-belkowych mak- symalna długość krokwi nie była większa niż 5 m. Tego typu konstrukcja dachowa, w przypadku gdy pokrycie dachu jest lekkie, a pochylenie połaci stosun- kowo strome, narażona jest na uszkodzenie spowodowane ssaniem wiatru. W celu zabezpieczenia dachu przed takim zjawiskiem stosuje się usztywnienia podłużne w postaci wiatrownic. Wiatrownice wykonywane są w postaci desek o wymiarach przekroju poprzecznego od 38 x 100 do 50 x 120 mm i mocowane od strony pod- dasza w kierunku ukośnym do krokwi za pomocą gwoździ. Rysunek 1 przedstawia P. Helbrych 14 przykład więźby dachowej wykonanej za pomocą wiązarów krokwiowo-belkowych [3-6]. Rys. 1. Przykład więźby dachowej wykonanej za pomocą wiązarów krokwiowo-belkowych [7] Wiązar jętkowy jest kolejnym popularnym typem tradycyjnego drewnianego wiązara dachowego. Składa się z dwóch krokwi połączonych ze sobą w poziomie kalenicy, opartych na murłatach i połączonych za pomocą dodatkowego elementu poziomego - jętki. Montaż jętek odbywa się na wysokości nie większej niż 0,6 długości krokwi, mierząc od dolnego jej podparcia. Zdecydowanie najczęściej jed- nak jętki umieszcza się w połowie długości krokwi. Wiązary jętkowe stosuje się w dachach o rozpiętościach w świetle ścian od 6 do 9 m, a długość krokwi zazwyczaj przekracza 4,5 m. W celu usztywnienia konstrukcji dachu wykonanego z wiązarów jętkowych stosuje się wiatrownice, przybijane za pomocą gwoździ od strony pod- dasza w kierunku ukośnym do krokwi. Rysunek 2 przedstawia przykład więźby dachowej wykonanej za pomocą wiązarów jętkowych [1, 5, 7, 8]. Rys. 2. Przykład więźby dachowej wykonanej za pomocą wiązarów jętkowych [7] Charakterystyka wiązarów drewnianych w budownictwie tradycyjnym 17 Wiązary kratowe o pasach równoległych najczęściej znajdują zastosowanie jako płatwie dachowe. W przypadku gdy podpory są umieszczone na różnym po- ziomie, mogą być również wykorzystane jako główna konstrukcja dachowa. Mini- malna rozpiętość tego typu wiązara nie jest ograniczona, natomiast maksymalna to 30 m. Wysokość konstrukcyjna przyjmowana jest w przedziale od 1/6 do 1/10 war- tości rozpiętości mierzonej w osiach podpór. Wiązary kratowe o pasach równole- głych są często wykonywane w technologii łączącej drewno i stal. Pierwszym tego typu rozwiązaniem była kratownica Howe`a, w której rozciągane słupki były wy- konane z prętów stalowych, natomiast ściskane krzyżulce z drewna. Dzięki takie- mu rozwiązaniu wiązar kratowy mógł przenieść większe obciążenia aniżeli wiązar wykonany w całości z drewna. Wiązary kratowe o pasach równoległych wykorzy- stuje się również w polarnym systemie konstrukcji dachowych KPS. System ten wyróżnia się tym, iż posiada węzły klejone, przekrój poprzeczny pasów jest stały, natomiast krzyżulców w zależności od obciążenia jest zmienny. W tego typu wią- zarach często wykorzystuje się technikę klejenia węzłów poprawiającą parametry wytrzymałościowe elementu. Przy małych rozpiętościach wiązara kratowego o pa- sach równoległych łączniki węzłów wykonuje się za pomocą płytek kolczastych, co pozwala na znaczne oszczędności materiału oraz czasu potrzebnego na montaż. Rysunek 6 przedstawia wykorzystanie drewnianych wiązarów kratowych w systemie KPS [2, 3, 5]. Rys. 5. Schematy drewnianych wiązarów kratowych trapezowych, dwutrapezowych oraz kratownicy mansardowej [5] Wiązary kratowe o zakrzywionym górnym pasie. W wiązarach tego typu można dobrać w taki sposób rozstaw słupków i krzyżulców, aby wartość sił obciąża- jących wiązar była stała na całej rozpiętości. Zakrzywione pasy górne najczęściej są w kształcie łuku parabolicznego bądź kołowego. Przeważnie w tego typu kon- strukcjach, jeżeli obciążenie na całej rozpiętości jest stałe, pas górny jest na całej P. Helbrych 18 swojej rozpiętości ściskany, a w słupach i krzyżulcach nie występują żadne siły. Połączenia w wiązarach kratowych o pasie zakrzywionym wykonuje się typowe, przy pomocy gwoździ, sworzni, pierścieni bądź jako klejone. Rysunek 7 przedsta- wia schematy drewnianych wiązarów kratowych o górnym pasie zakrzywionym bez słupków oraz z drugorzędnym skratowaniem wewnętrznym [1-3, 9, 10]. Rys. 6. Kratownica systemu KPS o pasach równoległych i węzłach klejonych [7] Rys. 7. Schematy drewnianych wiązarów kratowych o górnym pasie zakrzywionym bez słupków oraz z drugorzędnym skratowniem wewnętrznym [7] Podsumowanie W artykule zaprezentowano kilka typowych drewnianych wiązarów dachowych mających zastosowanie w budownictwie polskim, jak również poza granicami naszego kraju. Dzięki tego typu konstrukcjom można budować dachy o rozpięto- ściach sięgających nawet 30 metrów. Dodatkowo można stwierdzić, że więźbę z wiązarów wykonuje się w sposób szybszy i bezpieczniejszy niż więźby tradycyjne, ponieważ wiele z elementów tego typu konstrukcji można wykonać na powierzchni płaskiej bez potrzeby bezpośredniego montażu na wysokości. Charakterystyka wiązarów drewnianych w budownictwie tradycyjnym 19 Literatura [1] Nożyński W., Przykłady obliczeń konstrukcji budowlanych z drewna, Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 1994. [2] Rajczyk J., Rajczyk M., Bobko T., Kazhar N., Tradycyjne i współczesne budownictwo drew- niane, Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2008. [3] PN-EN 1995-1-1 Projektowanie konstrukcji drewnianych. Reguły ogólne i reguły dotyczące budynków. [4] Hoła J., Pietraszek P., Schabowicz K., Obliczanie konstrukcji budynków wznoszonych trady- cyjnie, Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne, Wrocław 2007. [5] Kotwica J., Konstrukcje drewniane w budownictwie tradycyjnym, Arkady, Warszawa 2004. [6] http://www.budownictwopolskie.pl [7] Panas J., Nowy poradnik majstra budowlanego, Arkady, Warszawa 2010. [8] Rajczyk J., Rajczyk M., Bobko T., Kazhar N., Tradycyjne i współczesne budownictwo drew- niane, Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2007. [9] Major M., Major I., Dachowe wiązary kratowe - ekonomiczne rozwiązanie współczesnych więźb dachowych, Częstochowa 2012. [10] Major M., Major I., Trusses at Mitek technology - effective solution of the roof structures, Proceedings of the 4th International Conference on Contemporary Problems in Architecture and Construction. Sustainable Building Industry of the Future, Edited by J. Rajczyk, A. Pabian, Sekcja Wydaw. WZ PCz, September 24-27, Vol. 1, Częstochowa 2012. Streszczenie W artykule dokonano charakterystyki wiązarów drewnianych stosowanych w budownictwie trady- cyjnym, skupiając się na tradycyjnych wiązarach drewnianych oraz drewnianych wiązarach krato- wych. Omówiono zasady kształtowania wiązarów drewnianych oraz kryteria ich stosowania w pol- skim budownictwie tradycyjnym. Ponadto przedstawiono schematy konstrukcji, mające na celu pre- zentację wyżej wymienionych rozwiązań technologicznych. Characteristics of wooden trusses used in traditional construction Abstract This article presents some typical wooden roof trusses applicable in the Polish construction as well as beyond the borders of our country. This type of constructions can be built roofs with spans ranging up to 30 meters. The truss girders doing in faster and safer than traditional truss, since many of the elements of this type of construction can be done on a flat surface without the need for direct mount- ing height.