Kotwienie murów do więźby dachowej jako zabezpieczenie przed rozporem sklepień
Kościół pw. Św. Jakuba w Sobótce doznał podczas II wojny światowej poważnych zniszczeń. Uszkodzony został dach i część sklepień nad nawą. Kilkanaście lat po odbudowaniu obiektu na początku lat 60. sklepienia krzyżowe i gurty uległy spękaniu z szerokim rozwarciem pęknięć. Sklepienia groziły zawaleniem i zniszczeniem konstrukcji dachu.
Rys
1. Stan konstrukcji pod koniec lat 70.
Gurt
(łuk jarzmowy) to element konstrukcyjny wykonany z cegły
ceramicznej i tworzący monolit ze sklepieniem, wsparty na dwóch
podporach (murach), podtrzymujący i wzmacniający sklepienie
budowli. Gurty mają taki sam rozstaw jak przypory. Przypora to
inaczej skarpa, czyli pionowy element konstrukcyjny w formie filara
przyściennego o boku zewnętrznym ukośnie ściętym lub uskokowym,
służący do wzmocnienia ściany obiektu i do przeniesienia siły
poziomej parcia sklepień obiektu na podłoże gruntowe.
Obiekt
został odbudowany na podstawie projektu technicznego, w oparciu o
szczątkowe pozostałości więźby dachowej. Opracowując ekspertyzę
techniczną i projekt techniczny zabezpieczenia sklepień dachu przed
awarią przeanalizowałem projekt odbudowy.
Rys
2. Zabezpieczenie sklepień przed pękaniem
Stwierdziłem,
że projektant odtworzył konstrukcję dachu zgodnie z zachowanymi
jego szczątkami. Otóż co około 1 m o belkę poprzeczną osadzoną
na murach zewnętrznych oparta była para krokwi. Ta poprzeczna belka
nazywana jest tramem. W miejscach, gdzie znajdują się przypory,
jest też tram, a obok jeszcze dwie belki blisko siebie. Belki te nie
są obciążone, wydają się więc niepotrzebne. Na temat
zabezpieczenia murów i sklepień przed rozporem siłą poziomą
projektant napisał tylko jedno zdanie: „Sklepienia należy
zabezpieczyć przed ich rozporem”. Wykonawca robót nic z tego nie
zrozumiał i wykonał zabezpieczenie jak na rys. 1. Jak z niego
wynika, stalowy ściąg nie jest w stanie przenieść obciążenia
wywołanego rozporem sklepienia. Siła rozporu działa bowiem na mur
zewnętrzny znacznie niżej. W wyniku takiego kotwienia mury
zewnętrzne uległy odkształceniu, a sklepienia – głównie gurty
– uległy spękaniu grożącym awarią. W górnej części przypór
od wnętrza kościoła widać było obcięte pręty stalowe o
znacznej średnicy. Robiąc rozpoznanie przy opracowywaniu ekspertyzy
technicznej nie mogłem zrozumieć, jak budowniczowie kościoła
rozwiązali zabezpieczenie sklepień i murów przed siłami poziomymi
rozporu. Zagadkowe było zastosowanie trzech tramów blisko siebie
przy każdej z przypór. W wyjaśnieniu tajemnicy pomógł niebywały
traf, jaki miał miejsce w poszukiwaniu rozwiązania.
Otóż
pomiędzy murem zewnętrznym nawy i sklepieniem na ich styku powstają
wąskie i głębokie pachwiny. Ich dolna część jest najczęściej
wypełniana żużlem, gruzem i innymi materiałami odpadowymi z
budowy, a na wierzchu tej zasypki jest położona warstwa zaprawy. W
ten sposób górna część pachwiny jest dość szeroka i można do
niej swobodnie wejść. W przypadku kościoła w Sobótce pachwiny po
remoncie pozostały w stanie surowym. W zasadzie nikt o to nie dba,
bo nie widać ich i nikomu to nie przeszkadza. Są też pewne
trudności z dostaniem się do wąskiej i głębokiej pachwiny.
Właśnie w ostatniej pachwinie nad chórem znalazłem element
zastosowany do kotwienia murów i sklepienia przed ich rozporem.
Była
to drewniana żerdź, z metalowymi okuciami z obydwu stron.
Znaleziona żerdź była tylko częścią całości z okuciem na jej
końcu. Jak widać na rys. 2, żerdź drewniana z okuciami metalowymi
na obu końcach była mocowana z jednej strony do pręta stalowego
osadzonego w górnej części przypory i z drugiej strony do belki
poprzecznej zamocowanej do potrójnych tramów. Taki układ statyczny
jest geometrycznie niezmienny. Po dokonaniu tego odkrycia do
kotwienia sklepień i murów zastosowano ten sam system, lecz żerdzie
drewniane z okuciami zostały zastąpione ściągami z prętów
stalowych. Przedtem trzeba było sprawdzić spawalność elementów
kotwiących, jakie pozostały w murach. Okazuje się, że dawni
budowniczowie mieli doskonałe kwalifikacje w sztuce budowlanej.
Po
zabezpieczeniu sklepień i murów przed rozporem, pęknięcia zostały
wyspoinowane i od tej pory nie występują żadne zjawiska świadczące
o niewłaściwej pracy konstrukcji.
Wniosek końcowy:
wykonawcy robót budowlanych wykonują roboty dokładnie wg
rozwiązania projektowego, a jeżeli nie ma takiego rozwiązania, to
postępują według własnego uznania, zależnie od posiadanych
kwalifikacji. I w takich przypadkach z reguły popełniane są błędy.
Projekt techniczny musi więc zawierać rozwiązania
projektowe wszystkich zagadnień konstrukcyjnych. Niczego nie można
zostawić wykonawcom robót (niczego im nie ujmując). Opisany obiekt
jest tego przykładem – projektant zlekceważył zagadnienie
kotwienia sklepień i murów, a wykonawca prac wykonał je, jak
umiał.
Edmund
Ratajczak
Expronad
Źródło: Dachy, nr 11 (119) 2009