Konstrukcja budynku
Dr inż. Piotr Łoboda
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE
W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
Poradnik inżyniera
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
Copyright 2003
ISBN 83-88285-27-0
Wydawnictwo Verlag Dashfer Sp. z o.o.
ul. Senatorska 12, 00-82 Warszawa
tel.: (022) 559 36 62, 559 36 00, fax. (022) 829 27 00, 892 27 27
www.dashofer.pl; www.budinfo.pl
Redaktor odpowiedzialny: Arkadiusz Krokowski
e-mail: krokowski@dashofer.pl
Korekta: Profesjonalne biuro korekty EDYTOR
Edycja: Arkadiusz Krokowski
Skład: Krzysztof Zabielski
Wszelkie prawa zastrzeżone, prawo do tytułu i licencji jest własnoScią Dashfer Holding Ltd.
Kopiowanie, przedrukowywanie i rozpowszechnianie całoSci lub fragmentów niniejszej publikacji,
również na noSnikach magnetycznych i elektronicznych bez zgody Wydawcy jest zabronione.
Ze względu na stałe zmiany w polskim prawie oraz niejednolite interpretacje przepisów Wydawnictwo
nie ponosi odpowiedzialnoSci za zamieszczone informacje.
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 2
INFORMACJE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
1. INFORMACJE
1.1. SPIS TRERCI
1. Informacje ............................................................................................................ 3
1.1. Spis treSci ......................................................................................................... 3
1.2. Informacje o autorze ......................................................................................... 4
1.3. Wykaz piktogramów ......................................................................................... 4
2. Wprowadzenie ..................................................................................................... 5
2.1. Wstęp .............................................................................................................. 5
2.2. Elementy dachu .............................................................................................. 6
3. Więxby dachowe ................................................................................................ 11
3.1. Rodzaje więxb dachowych ............................................................................ 11
3.2. Materiały ....................................................................................................... 16
3.3. Obciążenia .................................................................................................... 20
3.4. Analiza statyczno-wytrzymałoSciowa .......................................................... 26
3.5. Wytyczne konstrukcyjne ............................................................................... 30
3.6. Częste wady i błędy ...................................................................................... 33
3.7. Ochrona i zabezpieczenia drewna więxby .................................................... 35
4. Wady i zalety drewnianych więxb dachowych ................................................. 38
5. Literatura ........................................................................................................... 40
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 3
INFORMACJE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
1.2. INFORMACJE O AUTORZE
Piotr Aoboda doktor inżynier, konstruktor, od 1972 r. zatrudniony na Politechnice
Rląskiej w Gliwicach w Katedrze Procesów Budowlanych na Wydziale Budownictwa,
obecnie na stanowisku starszego wykładowcy. Specjalizuje się w zakresie szeroko
rozumianej ochrony, renowacji i rewitalizacji zabytków architektonicznych ze szcze-
gólnym uwzględnieniem konstrukcji drewnianych, szczególnie klasycznych konstruk-
cji ciesielskich. Interesuje się ponadto problemami związanymi z trwałoScią i destru-
kcją konstrukcji murowych oraz elementów wystroju architektonicznego, a także za-
gadnieniami mikologicznymi i ochroną przed korozją biologiczną.
Jest utorem licznych ekspertyz i opracowań projektowych z zakresu rewaloryzacji,
ochrony i zabezpieczania elementów konstrukcyjnych w obiektach zabytkowych
(m.in. w Zamku Książąt Pszczyńskich w Pszczynie, Zamku Piastowskim w Brzegu
oraz drewnianych koSciołach na obszarze Rląska itp.).
Wykłada w Podyplomowym Studium Konserwacji Zabytków Architektury i Urba-
nistyki Wydziału Architektury Politechniki Rląskiej w Gliwicach.
1.3. WYKAZ PIKTOGRAMÓW:
WSKAZÓWKI
UWAGA
PRZYKŁAD
DEFINICJA
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 4
WPROWADZENIE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
2. WPROWADZENIE
2.1. WSTĘP
W krajobraz naszych miast, miasteczek i wsi wpisany jest od wieków spadzisty,
kalenicowy dach, który nadaje budowlom swoisty, niepowtarzalny polski charakter.
Oparty na drewnianej więxbie przykrywał dwory i pałace, mieszczańskie kamienice
i wiejskie chałupy, katedry, wielkomiejskie koScioły i biedne, wtulone w zieleń lip
wiejskie koSciółki i kaplice.
Dach ten charakteryzował się zawsze delikatną konstrukcją więxby, Swiadczącą
o mistrzostwie miejscowych cieSli i ich twórczej fantazji, dodawał budowli majes-
tatycznego, niepowtarzalnego uroku, pokryciem Swiadczył o zamożnoSci właScicieli
i ich pozycji społecznej. Jednakże bez względu na to, czy pokryty był wyrafinowa-
nym łupkiem, elegancką blachą miedzianą lub cynkową, fantazyjną dachówką
zwieńczoną koronkowymi gąsiorami lub gontem albo słomianą strzechą, zawsze
wywoływał i nadal wywołuje wzruszenie, ponieważ stał się symolem kontynuacji
dorobku kulturowego dawnych pokoleń.
Lata 60. i póxniejsze to okres rozwoju budownictwa uprzemysłowionego. Wprowa-
dzenie na szeroką skalę nowych technik i technologii wznoszenia budynków spowo-
dowało w konsekwencji zanik stromych dachów. Dach stromy został zastąpiony
dachem płaskim w różnych odmianach tzw. stropodachu. Zmieniły się również tech-
nika i materiały pokrywcze. Dotychczasowa dachówka, głównie ceramiczna, zastą-
piona została papą, czasami płaskimi lub falistymi płytami azbesto-cementowymi,
rzadziej blachą, płytami z tworzyw sztucznych itp. O ile tendencja ta jest zrozumiała
i znajduje uzasadnienie w przypadku wielokondygnacyjnych budynków mieszkal-
nych wykonanych w technologiach uprzemysłowionych, o tyle zanik stromego dachu
w budynkach jednorodzinnych był niewątpliwie przejawem mody.
Począwszy od lat 90. obserwuje się powrót stromego dachu. Jest to z pewnoScią efekt
nowej mody i nowych trendów estetycznych, które zapanowały wSród inwestorów i
architektów, a także dostępnoSci drewna i nowoczesnych materiałów pokrywczych.
Stromy dach pokryty czerwoną dachówką z charakterystycznymi lukarnami i komina-
mi wrócił do polskiego krajobrazu. Powrotowi temu towarzyszy jednoczeSnie zmiana,
a SciSlej mówiąc, roszerzenie funkcji dachu. Początkowo był on zespołem elemen-
tów, zamykającym budynek od góry i chroniącym go od opadów atmosferycznych,
wiatru i wahań temperatury [4]. Utworzona pod nim przestrzeń była nieużytkowym
i nieogrzewanym poddaszem, popularnie nazywa się ją strychem. Funkcja swoistego
parasola stawiała dachom stosunkowo proste wymagania, głównie dotyczące
zapewnienia odpowiedniej szczelnoSci.
Dążenie do bardziej efektywnego wykorzystania kubatury budynku spowodowało
zagospodarowanie poddasza i zrobienie z niego atrakcyjnej przestrzeni w pełni użyt-
kowej. Tendencja ta dotyczy nie tylko nowych budynków, ale również już
istniejących, w których często dokonuje się modernizacji dachów, aby uzyskać
dodatkową powierzchnię użytkową, najczęSciej mieszkalną.
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 5
WPROWADZENIE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
Współczesny dach musi więc nie tylko chronić ją przed opadami atmosferycznymi,
ale także izolować przed utratą ciepła. Wiąże się to z koniecznoScią spełnienia
dodatkowych wymagań, które wynikają z praw fizyki, jakim podlegają przegrody
zewnętrzne.
2.2. ELEMENTY DACHU
Znane i stosowane rozwiązania w zakresie, kształtów i geometrii dachów są bardzo
różnorodne, jednak we wszystkich w konstrukcjach dachu wyodrębnić można co naj-
mniej trzy podstawowe elementy:
" więxbę dachową,
" poszycie dachowe,
" pokrycie dachowe.
Rys. 2.1. Elementy dachu:
A. Bez termoizolacji
B. Z termoizolacją i elementami wykończenia
Zmiana funkcji dachu wiąże się z uwzględnieniem, oprócz wyżej wymienionych,
również elementów tworzących warstwę termoizolacji oraz elementów wewnę-
trznego wykończenia lub wystroju powierzchni.
Pod pojęciem więxby dachowej należy rozumieć ustrój noSny powstały w wyniku
konstrukcyjnego połączenia ze sobą elementów prętowych, którego zadaniem jest
zapewnienie fizycznego istnienia dachu i przeniesienia obciążeń pochodzących od jego
masy własnej oraz oddziaływań zewnętrznych.
W tym kontekScie poszycie dachowe jest podkładem, a w rzeczywistoSci ustrojem
noSnym dla pokrycia dachowego, a często również dodatkowych elementów wypo-
sażenia i uzbrojenia oraz akcesoriów dachowych (drabinek kominiarskich, zapór
i drabinek Sniegowych, anten itp.).
Pokrycie dachowe pełni funkcję izolacyjną, chroniącą przestrzeń poddasza przed
opadami atmosferycznymi i wiatrem. Jest także elementem wystroju architektoni-
cznego w sposób bezpoSredni i istotny wpływającym na ostateczny wygląd i estetykę
budynku.
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 6
WPROWADZENIE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
W większoSci przypadków współczesna przestrzeń poddasza utraciła swój dotych-
czasowy niejako tradycyjny charakter nieogrzewanego strychu i poddawana jest
tzw. termomodernizacji w trakcie adaptacji na pomieszczenia mieszkalne albo jest
projektowana od początku jako przestrzeń użytkowa.
Dach staje się w ten sposób przegrodą, która podlega złożonym wpływom fizycznym,
nadającym jej nową jakoSć. W konsekwencji projektowanie dachu sprowadza się nie
tylko do rozwiązania okreSlonych problemów konstrukcyjnych, dotyczących w głów-
nej mierze elementów więxby, ale także do rozwiązania problemów fizycznych.
Poprawne z fizycznego punktu widzenia zaprojektowanie przegrody dachu w sposób
bezpoSredni rzutuje na pracę i trwałoSć jej konstrukcji, tym bardziej iż wykonana jest
ona z materiału niezwykle podatnego na wpływ czynników zewnętrznych (głównie
wilgotnoSci), a także czynników biologicznego rozkładu drewna, nie można zapo-
minieć oczywiScie o jego palnoSci.
O tym, iż jest to niezwykle istotny problem Swiadczy fakt, że mimo licznych do-
Swiadczeń zebranych na budowach oraz stosunkowo dobrze rozwiniętej podbudowy
teoretycznej zjawisk fizycznych i termodynamicznych przegrody warstwowej iloSć
popełnianych błędów zarówno w sferze projektowania, jak i wykonawstwa jest
zaskakująca. Z danych statystycznych wynika, że ponad 90% ciepłych dachów
z konstrukcją drewnianą zawiera mniej lub bardziej istotne błędy, głównie w sferze
fizycznej, w tym ponad 30% zawiera błędy, mające istotny wpływ na trwałoSć kon-
strukcji, głównie jeSli chodzi o stworzenie sprzyjających warunków dla rozwoju
czynników biotycznej destrukcji drewna.
Cel niniejszego dokumentu oraz ograniczona iloSć miejsca uniemożliwiają
szczegółową analizę zjawisk fizycznych w przegrodzie dachowej, które być może
omówione zostaną w innych tego typu opracowaniach. Upraszczając zatem zagad-
nienie do poziomu mającego bezpoSredni wpływ na mechanikę konstrukcji i przy
założeniu fizycznej poprawnoSci rozwiązania przegrody, można wyróżnić dwa syste-
my docieplenia dachu:
" system połaciowy (docieplenie ułożone na całej połaci dachowej od okapu aż
po kalenicę),
" system połaciowo-jętkowy lub połaciowo-kleszczowy (docieplenie ułożone
częSciowo na połaci dachowej, a częSciowo na płaszczyxnie (stropie) utworzo-
nej przez jętki lub kleszcze).
Każdy z tych systemów wywiera inny rodzaj obciążenia na elementy konstrukcyjne
więxby.
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 7
WPROWADZENIE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
Rys. 2.2. Połaciowy system docieplenia Rys. 2.3. Połaciowo-jętkowy (kleszczo-
wy) system docieplenia
A. Schemat docieplenia i warstw wykończenia
B. Schemat obciążenia od warstw termoizolacji i wykończenia
Podstawowy i najczęSciej stosowany układ warstw termoizolacji dla połaci i płaszczy-
zny kleszczowej (jętkowej) przedstawiono na poniższym rysunku.
Rys. 2.4. Podstawowy układ warstw termoizolacji dachu
A. Układ warstw dla termoizolacji połaci dachowej
B. Układ warstw dla termoizolacji płaszczyzny jętek lub kleszczy
1 Pokrycie dachowe (dachówka, papa, blacha itp.)
2 Poszycie dachowe (łaty, deskowanie itp.)
3 Szczelina wentylacyjna o gruboSci min. 4 cm
4 Izolacja paroprzepuszczalna
5 Warstwa izolacji termicznej (wełna mineralna, styropian itp.)
6 Izolacja paroszczelna
7 Łaty lub ruszt elementów wykończenia wewnętrznego
8 Elementy wykończenia wewnętrznego (płyty GK, panele, itp.)
9 Kontrłaty mocowane do krokwi
10 Krokwie
11 Jętki lub kleszcze
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 8
WPROWADZENIE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
Przyjęte w projekcie pokrycie pociąga za sobą koniecznoSć zastosowania odpowied-
niego poszycia dachowego:
" dla pokrycia z dachówek układu łat o przekroju najczęSciej 4x5 lub 5x6 cm
i rozstawu uzależnionego od typu dachówek i przyjętego systemu krycia
(należy podkreSlić w tym miejscu, iż najkorzystniej jest stosować rozwiązania
systemowe, unifikujące wszystkie elementy krycia łącznie z akcesoriami
dachowymi w postaci elementów wentylacyjnych pokrycia, drabinek przeciw-
Sniegowych i kominiarskich, przejSć dla anten itp.; rozwiązania systemowe są
wprawdzie droższe od niesystemowych, jednak gwarantują, w przypadku
przestrzegania zaleceń producenta, odpowiednią szczelnoSć i jakoSć pokrycia),
" dla pokrycia z blach fałdowych, falistych, blachodachówek układu łat o podo-
bnym jak wyżej przekroju i rozstawie uzależnionym od systemu krycia, a po-
nadto pochylenia dachu, strefy Sniegowej itp., jednak nie rzadziej niż co 60 cm,
" układu łat dla pokryć gontem, dranicami, słomą lub trzciną,
" deskowania szczelnego lub szczelinowego dla pokrycia blachą płaską,
" deskowania szczelnego dla pokrycia papą i gontem papowym,
" deskowania szczelnego dla pokryć z łupka.
Materiał termoizolacyjny umieszczany jest najczęSciej pomiędzy krokwiami. Do tego
celu używa się głównie wełny mineralnej lub szklanej, rzadziej styropianu. Dla ma-
teriału izolacji cieplnej o współczynniku przewodzenia poniżej 0,05 W/m2K mini-
malna jej gruboSć spełniająca wymagania ochrony cieplnej jest na poziomie ok. 16 cm.
(zalecana 18 cm). Oznacza to, że w celu poprawnego skonstruowania przegrody
wysokoSć krokwi nie powinna być mniejsza niż 18 cm. Rozstaw krokwi podyk-
towany jest uwarunkowaniami wytrzymałoSciowymi, jednak zaleca się dokonanie
korekty do szerokoSci płyt materiału izolacyjnego (przede wszystkim płyt z wełny
mineralnej), aby w miarę możliwoSci nie zachodziła koniecznoSć jego przycinania.
O ile przycinanie płyt styropianowych nie nastręcza trudnoSci, o tyle przycinanie płyt
z wełny mineralnej jest kłopotliwe. Rozstaw krokwi w Swietle powinien być o około
1 do 1,5 cm węższy od handlowej szerokoSci płyt z materiałów włóknistych i około
0,5 do 1 cm węższy od szerokoSci płyt ze styropianu. Stosowanie tej zasady umożliwi
szczelne przyleganie materiału izolacyjnego do krokwi bez jego deformacji. Między
materiałem termoizolacji a powierzchnią pokrycia (SciSlej mówiąc spodnią
powierzchnią poszycia) powinna znajdować się pustka powietrzna, pełniąca funkcję
szczeliny wentylacyjnej o minimalnej gruboSci nie mniej niż 4 cm.
Szczelinę tę należy wykonać na całej powierzchni połaci. Powinna ona mieć wlot powie-
trza od strony okapu, a wylot w strefie kalenicowej. Niezakłócony przepływ powietrza
na całej długoSci szczeliny jest warunkiem poprawnoSci konstrukcji przegrody. Szczeli-
nę tę uzyskuje się najczęSciej przez nadbicie na długoSci krokwi tzw. kontrłat o gruboSci
około 4 cm, do których mocuje się elementy poszycia: łaty, deskowania itp. W popra-
wnie wykształconej i wentylowanej szczelinie temperatura powietrza jest równa tem-
peraturze zewnętrznej, co w zasadzie jest warunkiem braku kondensacji pary wodnej na
wewnętrznej powierzchni pokrycia. Jednym z najczęSciej popełnianych błędów, jeSli
chodzi o szczelinę, jest przerwanie jej ciągłoSci przez elementy wprowadzone w połać
dachową, np. naSwietla połaciowe, włazy dachowe, kominy itp. Zapomina się często
o koniecznoSci wyprowadzenia powietrza ze szczeliny przed powstałą w ten sposób
przegrodę, a jednoczeSnie doprowadzenia go do szczeliny wentylacyjnej za przegrodą.
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 9
WPROWADZENIE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
Do tego celu służą albo rozwiązania systemowe, np. dachówki wentylacyjne, wkładki
szczelinowe pokrycia itp., albo indywidualne rozwiązania podczas robót dekarskich
np. w obróbkach blacharskich.
Bez względu na sposób rozwiązania tego problemu wentylacyjna ciągłoSć szczeliny
musi być zachowana. Z trudnoSciami w zapewnieniu przepływu powietrza w połacio-
wej szczelinie wentylacyjnej spotkać się można w pasmach między krokwiami-kula-
wkami dachów wielospadowych. Dotyczy to szczególnie problemów z odprowadze-
niem powietrza ze szczeliny w strefie krokwi narożnych i doprowadzenia go w stre-
fie krokwi koszowych. Zagadnienia te powinny być szczególnie starannie rozwiązane
zarówno na etapie projektowania, jak i wykonawstwa.
W termoizolowanej przegrodzie dachowej usytuowane są jeszcze dwa elementy, któ-
rych stosowanie, mimo ich powszechnego użycia, wywoływało i nadal wywołuje sze-
reg kontrowersji. Elementy te to izolacje paroszczelne i paroprzepuszczalne.
Izolację paroszczelną umieszcza się między przestrzenią poddasza a warstwą termo-
izolacji w celu ochrony materiału izolacji cieplnej przed dyfuzją pary wodnej z prze-
strzeni mieszkalnej.
Izolację paroprzepuszczalną (okreSlaną często mianem folii wierzchniego krycia
FWK) umieszcza się natomiast między materiałem termoizolacji a pokryciem
dachowym. Powinna się ona charakteryzować wodoszczelnoScią i możliwie wysokim
współczynnikiem dyfuzji, czyli możliwie wysoką paroprzepuszczalnoScią. Przy tych
założeniach zadaniem tego rodzaju izolacji jest wyłącznie dublowanie pokrycia
dachowego, a tym samym dodatkowa ochrona izolacji cieplnej przed zawilgoceniem
spowodowanym ewentualną nieszczelnoScią pokrycia. Wyznaczanie jej jakiejkol-
wiek innej funkcji (jak to się niestety spotyka głównie ze strony producentów i dys-
trybutorów) jest marketingową demagogią i nie znajduje uzasadnienia w fizycznej
rzeczywistoSci przegrody.
Nietrudno zatem zauważyć, że w przypadku szczelnego pokrycia dachowego, co
w rozwiązaniach systemowych wykonanych prawidłowo jest w zasadzie zagwaran-
towane, ww folia jest praktycznie zbędna, a często wręcz niepożądana. JednoczeSnie
należy pamiętać, iż zastosowanie niewłaSciwej folii lub błędy w jej ułożeniu mogą
prowadzić do katastrofalnych skutków, głównie jeSli chodzi o wilgotnoSciową przegro-
dę. NieprzemySlane stosowanie tej izolacji uznać należy za co najmniej ryzykowne.
Ostatnim spodnim elementem przegrody dachowej jest warstwa wykończenia w po-
staci tynku, płyt gipsowo-kartonowych, różnego rodzaju okładzin panelowych lub
boazerii. Element ten montowany jest na układzie łat lub systemowych rusztach, naj-
częSciej z blach giętych, mocowanych z kolei do krokwi, jętek lub kleszczy. Powinien
on spełniać odpowiednie wymagania estetyczne, zapewniać pewną dyfuzyjnoSć oraz
okreSloną izolacyjnoSć pożarową.
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 10
WIĘyBY DACHOWE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
3. WIĘyBY DACHOWE
3.1. RODZAJE WIĘyB DACHOWYCH
Wyróżnia się w dwa podstawowe rodzaje więxb:
" więxby z wiązarami rozporowymi,
" więxby z wiązarami bezrozporowymi.
Za podstawę tego podziału należy przyjąć sposób przekazywania składowej poziomej
podparcia wiązara, czyli rozporu na elementy konstrukcji budynku niebędące ele-
mentami konstrukcji więxby (rys. 3.1. i 3.3.).
W przypadku wiązarów rozporowych składowa pozioma przekazywana jest na kon-
strukcję budynku lub jego elementy w sposób bezpoSredni. Oznacza to, że elementy
te, np. Scianki kolankowe lub konstrukcja stropu, są składowymi obciążenia, oprócz
oczywiScie składowej pionowej. Zachodzi zatem koniecznoSć uwzględnienia tej
składowej w konstrukcji elementów obiektu niebędących elementami konstrukcji
więxby. Elementy więxby, najczęSciej krokwie, przekazywać mogą składową
poziomą reakcji posadowienia bezpoSrednio, np. przez wręby czołowe w belkach
stropowych lub podpory czołowe na elementach stropu, Sciankach kolankowych lub
poSrednio, najczęSciej przez płatwie murowe, czyli murłaty (rys. 3.3.).
W wiązarach bezrozporowych nie ma składowej poziomej w miejscu ich podparcia
na elementach obiektu albo też składowa ta ma charakter krótkotrwały, np. spowo-
dowany parciem wiatru. W wiązarach tych składowa pozioma przenoszona jest przez
integralne elementy wchodzące w skład ustroju, np. Sciągi wiązarów wieszarowych
lub pasy dolne dla kratownic (rys. 3.2.).
Rys. 3.1. Przykłady wiązarów rozporowych
A. wiązar krokwiowy
B. wiązar krokwiowo-jętkowy
C. wiązar krokwiowo-płatwiowy z kleszczami i stolcami
gdzie:
K krokiew
W wiatrownica, usztywnienia kalenicowe
M murłata (płatew murowa)
J jętka
U usztywnienia połaciowe, wiatrownice
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 11
WIĘyBY DACHOWE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
KL kleszcz
MI miecz
S stolec
Z zastrzał
H, V odpowiednio składowa pozioma (rozpór) i pionowa reakcji podparcia
Rys. 3.2. Przykłady wiązarów bezrozporowych
A. wiązar wieszarowy jednowieszakowy
B. wiązar wieszarowy dwuwieszakowy
C. wiązar kratowy trójkatny
gdzie:
K krokwie
W wieszak
Z zastrzał
S Sciąg
R rozpór
Pg pas górny
Pd pas dolny
Sl słupek
Kr krzyżulec
V reakcja podparcia
Rys. 3.3. Typy podparcia krokwi w wiązarach rozporowych
A. podparcie bezpoSrednie przez wręb czołowy w belkę stropową
B. podparcie bezpoSrednie przez podporę ukoSną (rzadkie)
C. podparcie poSrednie przez murłatę kotwioną do podłoża
gdzie:
K krokiew Ko kotew murłaty
B belka stropowa S siodełko
M murłata
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 12
WIĘyBY DACHOWE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
W konstrukcji więxby wyróżnia się dwa rodzaje wiązarów:
" wiązary pełne,
" wiązary puste.
Pod pojęciem wiązara pełnego rozumie się prętowy, najczęSciej płaski ustrój noSny
o odpowiedniej i wystarczającej sztywnoSci w jego płaszczyxnie. Wymaganą szty-
wnoSć uzyskuje się przeważnie dzięki zastosowaniu układu jętek, kleszczy, stolców,
zastrzałów, skratowań itp. Elementy te mogą występować pojedynczo lub w różnych
kombinacjach. Wiązar pełny jest jednoczeSnie podstawowym układem noSnym,
a także wsporczym lub podpierającym dla innych elementów więxby, w tym wiązarów
pustych, usztywnień połaciowych, poprzecznych.
Wiązary puste są wiązarami w zasadzie tylko z nazwy i jako takie nie mają żadnej
z cech, o których wspomniano wyżej. Tworzą one płaszczyzny równoległe do wiąza-
rów pełnych, usytuowane między nimi. W większoSci przypadków na wiązarach
pełnych montuje się elementy wsporcze, najczęSciej poziome, czyli płatwie, na których
z kolei opiera się elementy noSne dla poszycia dachowego, czyli najczęSciej krokwie.
W niektórych więxbach, np. jętkowej, wiązary puste w zasadzie nie występują.
Na poniższych szkicach przedstawiono podstawowe elementy więxb z wiązarami
krokwiowo-jętkowymi oraz krokwiowo-płatwiowymi z kleszczami i stolcami.
Rys. 3.4. Więxba krokwiowo-płatwiowa z kleszczami. Układ podstawowych elementów.
(dla czytelnoSci nie przedstawiono elementów usztywnienia połaciowego)
gdzie:
PE płaszczyzna wiązara pełnego
PU płaszczyzna wiązara pustego
K belka (płatew) kalenicowa
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 13
WIĘyBY DACHOWE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
KL kleszcz
KPE krokiew wiązara pełnego
KPU krokiew wiązara pustego
M murłata (płatew murowa)
MI miecz
P płatew
Rys. 3.5. Więxba krokwiowo-jętkowa. Układ podstawowych elementów (w celu lep-
szej czytelnoSci nie przedstawiono elementów usztywnienia połaciowego)
gdzie:
PE płaszczyzna wiązara pełnego
J jętka
KPE krokiew wiązara pełnego
M murłata (płatew murowa)
Podstawowe elementy więxby dachowej w zależnoSci od jej typu zaznaczono na po-
wyższych. Ich rola i znaczenie są powszechnie znane i nie wymagają szczegółowego
omawiania. Należy jednak przypomnieć, że:
" krokiew jest elementem głównie zginanym (Sciskanie lub rozciąganie ma w
zasadzie drugorzędne znaczenie), występuje jako belka jednoprzęsłowa
(wiązary krokwiowe) lub jako belka dwuprzęsłowa (rzadko trójprzęsłowa) w
wiązarach krokwiowo-jętkowych lub krokwiowo-płatwiowych, obciążana jest
obciążeniem równomiernie rozłożonym (dla krokwi narożnych i koszowych
rozłożonym trójkątnym),
" płatew element zginany dwukierunkowo, najczęSciej podpierający krokwie,
oparty w zasadzie na stolcach (rzadko na jętkach), występuje jako belka jedno-
lub wieloprzęsłowa, tradycyjnie obciążany obciążeniem równomiernie
rozłożonym, chociaż ten typ obciążenia może w okreSlonych okolicznoSciach
budzić zastrzeżenia,
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 14
WIĘyBY DACHOWE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
" jętka w tradycyjnych więxbach element w zasadzie Sciskany (rzadziej
rozciągany), wciąga do współpracy obie krokwie wiązara, w praktyce
zmniejsza ich rozpiętoSć dzięki wprowadzeniu dodatkowej podpory w węxle
krokiew-jętka, w rzeczywistoSci jej funkcja jest bardziej złożona, w dachach
z termoizolacją jest również (lub może być) elementem zginanym,
" kleszcz w sensie statycznym element o podobnym znaczeniu jak jętka, w za-
sadzie Sciskany (rzadziej rozciągany), w konstrukcji funkcja tego dwuelemen-
towego pręta jest bardziej złożona, jego zadaniem jest spinanie (kleszczenie)
w płaszczyxnie wiązara stolców, płatwi i krokwi, usytuowany powinien być
zawsze pod płatwiami, w przypadku gdy pełni funkcję elementów stropu
poSredniego lub jest obciążany termoizolacją jest dodatkowo zginany, w skom-
plikowanych wiązarach może mieć bardzo złożoną statykę, przy większych
rozpiętoSciach lub w celu zwiększenia sztywnoSci podłużnej wiązara podpie-
rany dodatkowo zastrzałami opartymi najczęSciej na słupach,
" stolec pełni rolę słupa, jest elementem głównie Sciskanym (często również
Sciskanym ze zginaniem), najczęSciej stanowi oparcie dla płatwi, ale nie tylko,
obciążenie w postaci siły skupionej przekazuje bezpoSrednio lub poSrednio na
strop lub jego elementy, ewentualnie na inne elementy wiązara przy jego bar-
dziej złożonej konstrukcji,
" miecze, zastrzały elementy drugorzędne, w zasadzie Sciskane, o różnym
przeznaczeniu, głównie usztywniającym lub dodatkowo wspierającym elemen-
ty wiązarów lub więxby, mogą być usytuowane zarówno w płaszczyxnie pio-
nowej, jak i poziomej, często ukoSnej,
" murłaty (płatwie murowe) elementy podparcia poSredniego na stropach lub
elementach stropów, oprócz pionowej składowej reakcji od elementów wiąza-
rów, głównie krokwi, przenoszą również składowe poziome reakcji podparcia,
wymagają starannego skotwienia do podłoża.
Oprócz wymienionych elementów zasadniczych, w ustrojach noSnych więxb mogą
występować inne elementy, wymagające indywidualnego traktowania.
W budownictwie jednorodzinnym lub mieszkaniowym małokubaturowym stosuje się
w zasadzie trzy rodzaje więxb:
" więxby z wiązarami krokwiowymi (rys. 3.1. A),
" więxby z wiązarami krokwiowo-jętkowymi (rys. 3.1. B),
" więxby z wiązarami krokwiowo-płatwiowymi z kleszczami i stolcami (rys. 3.1. C).
Pierwszy rodzaj więxb w czystej postaci stosowany jest niezwykle rzadko, w zasa-
dzie dla małych budynków, głównie letniskowych lub gospodarczych. Dwa pozosta-
łe typy więxb stanowią podstawowe ustroje noSne dachów we współczesnych
budynkach jednorodzinnych wznoszonych metodami tradycyjnymi. Więxby ze stol-
cami mają wady. Najpoważniejszą jest znaczne utrudnienie w aranżowaniu
przestrzeni poddasza z racji usytuowania stolców, których położenie niejako
wymusza konstrukcję więxby. Niejednokrotnie położenie słupów wypada w Srodku
pomieszczeń, korytarzy i w innych niekorzystnych miejscach. Zachodzi wówczas
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 15
WIĘyBY DACHOWE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
albo koniecznoSć korekty ich położenia i utraty okreSlonego rytmu rozplanowania,
a także najczęSciej przeprojektowania płatwi, kleszczy itp., albo wymuszonego
słupami układu pomieszczeń. Utrudnieniami szczególnie dla komunikacji są również
miecze i zastrzały. Z tego powodu pozycję uprzywilejowaną mają więxby typu
krokwiowo-jętkowego, które z natury pozbawione są wyżej wymienionych wad.
Poprawne kształtowanie ich ustroju umożliwia uzyskanie sztywnej skorupy dachu
przy rozpiętoSci nawet do 12 metrów. Na uwagę w tym przypadku zasługują lekkie
deskowe więxby jętkowe, w których rozstaw wiązarów deskowych nie przekracza
40 cm. Wprawdzie ustroje tego typu są niezwykle efektywne z konstrukcyjnego
punktu widzenia, a ponadto cechują się stosunkowo niewielkim zużyciem drewna, to
jednak wymagają fachowego i starannego wykonawstwa, co w wielu wypadkach
stanowi problem w ich realizacji.
Występują również różnego rodzaju rozwiązania systemowe, które jednak wymagają
indywidualnego potraktowania i jako takie nie są przedmiotem niniejszego opracowania.
3.2. MATERIAŁY
Do wykonywania elementów więxby dachowej tradycyjnie stosuje się drewno drzew
iglastych, głównie sosnę i Swierk, rzadziej jodłę i sporadycznie modrzew. Drewna
drzew liSciastych, np. dębu, buka praktycznie nie stosuje się poza nielicznymi ele-
mentami łącznikowymi węzłów, czasami podparć. Dostrzega się pewną rejonizację
związaną z dostępnoScią surowca drzewnego. W rejonach górskich i podgórskich
mamy do czynienia z przewagą Swierka, rzadziej jodły, w rejonach Polski centralnej
z przewagą sosny, podobnie jak i w Polsce północnej i północno-wschodniej, chociaż
w przypadku tych ostatnich udział drewna Swierkowego zaczyna powoli rosnąć,
osiągając poziom ok. 20% masy drewna tartacznego. Wynika z tego wyraxnie,
że wykorzystanie różnych gatunków drewna związane jest z wymienioną już dostęp-
noScią surowca, a ta z kolei z monokulturą leSną, będącą konsekwencją sztucznych
nasad i zalesiania z końca XIX i początku XX w. Drewno z tego okresu nasadzania
zaczyna powoli osiągać stan dojrzałoSci rębnej. Drzewostan, głównie sosnowy,
pochodzący z bardzo szerokiego programu zalesiania prowadzonego po II wojnie nie
osiągnął stosownej dojrzałoSci i nie dostarcza surowca dla celów budownictwa. Na
rynku dostępne są również pewne, choć stosunkowo niewielkie, iloSci tarcicy
budowlanej pochodzącej z importu, głównie z Ukrainy, Rosji i Białorusi.
Zapotrzebowanie na tarcicę budowlaną w kraju jest w pełni pokrywane z polskich
zasobów leSnych. W chwili obecnej w budownictwie indywidualnym konstrukcje
więxb wykonuje się przeważnie z drewna litego. Udział drewna klejonego, wyrobów
drewnopochodnych oraz różnego rodzaju elementów systemowych, mimo niejed-
nokrotnie niewątpliwych zalet, jest w istocie marginalny. Powodem tego stanu rzeczy
jest niższa cena tarcicy litej w stosunku do innych wyrobów lub prefabrykatów oraz
jej miejscowa dostępnoSć.
Nie bez znaczenia są również w tym przypadku kwalifikacje i przyzwyczajenia wy-
konawcy, jego poziom techniczny, a także lokalna tradycja budowania więxb. Wszy-
stko to przemawia najczęSciej za tradycyjnym podejSciem do konstrukcji dachów
opartej na tartacznym surowcu drzewnym. JakoSć krajowej tarcicy budowlanej jest
dobra i spełnia wymagania.
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 16
WIĘyBY DACHOWE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
Dla przeciętnych warunków wykonawstwa i niejako standardowych rozwiązań kon-
strukcyjnych gatunek drewna iglastego nie ma znaczenia, a różnice właSciwoSci tech-
nicznych są nieistotne. Parametry techniczne drewna okreSlone aktualnie obowiązu-
jącą normą [5] ze zrozumiałych względów zarówno w sensie jakoSciowym, jak i ilo-
Sciowym różnią się od parametrów doraxnych, co w konsekwencji prowadzi w więk-
szoSci przypadków do niewykorzystania w pełni rzeczywistych właSciwoSci, głównie
mechanicznych, drewna.
Drewno w porównaniu z pozostałymi materiałami konstrukcyjnymi ma niepowtarzalne
właSciwoSci. Przede wszystkim jego wytrzymałoSć na rozciąganie, jako jedynego
tworzywa konstrukcyjnego, jest wyższa od wytrzymałoSci na Sciskanie. Przykładowe
doraxne parametry wytrzymałoSciowe dla polskich drzew są następujące:
" wytrzymałoSć na rozciąganie ok. 100 MPa,
" wytrzymałoSć na Sciskanie ok. 50 MPa,
" wytrzymałoSć na zginanie ok. 70 MPa.
Wpływ gatunku jest tutaj, jak już wczeSniej wspomniano, dostrzegalny, ale dla kon-
strukcji nieistotny. WytrzymałoSć długotrwała, w stosunku do doraxnej, spada
znacznie, osiągając poziom ok. 60% tej pierwszej i ona oczywiScie ma praktyczne
znaczenie. Na właSciwoSci techniczne drewna niezwykle istotny wpływ ma jego wil-
gotnoSć. Parametry wytrzymałoSciowe okreSlane są dla wilgotnoSci technicznej, to
jest drewna przesuszonego do poziomu ok. 15%. Praktyka wskazuje, że przy wilgot-
noSci bezwzględnej na poziomie 12-15% drewno charakteryzuje się najlepszymi
parametrami technicznymi. Jest to jednoczeSnie wilgotnoSć drewna powietrzno-
suchego, z jakim mamy do czynienia w konstrukcjach pod przekryciem. Wynika z
tego jednoznacznie, że do wykonywania konstrukcji drewnianych więxb należy
bezwzględnie używać drewna technicznie suchego. Procesowi wysychania drewna
towarzyszy skurcz, którego wartoSć jest zmienna w zależnoSci od kierunku
i przekroju. WartoSć graniczna skurczu wzdłuż włókien wynosi ok. 0,10%, w kierun-
ku promieniowym ok. 3-6% i w kierunku stycznym 6-12% oraz objętoSciowego ok.
0,45-0,55% na każdy procent zmiany wilgotnoSci. Drewno ma ponadto właSciwoSci
higroskopijne, przy czym wzrostowi wilgotnoSci towarzyszy pęcznienie. Histerezy
skurczu i pęcznienia pokrywają się tylko dla skrajnych punktów, to jest dla punktu
o 0 wilgotnoSci i punktu nasycenia, to jest wilgotnoSci na poziomie ok. 30%. Między
tymi punktami krzywe histerezy nie pokrywają się, przy czym krzywa pęcznienia jest
usytuowana niżej, co oznacza, że jednostkowe pęcznienie w tym przedziale jest
niższe od jednostkowego skurczu.
Konsekwencją higroskopijnoSci drewna są zmiany jego wilgotnoSci względnej przy
danej temperaturze i wilgotnoSci powietrza. Jest to efekt wchłaniania pary wodnej.
Zmianom wilgotnoSci w tym przypadku towarzyszą odpowiednio skurcz lub pęcznie-
nie. W przypadku drewna powietrzno-suchego i dla konstrukcji pod przekryciem
zmiany wilgotnoSci w tym zakresie nie powodują istotnych efektów w postaci skur-
czu lub pęcznienia i nie mają dla przeciętnych konstrukcji więxb praktycznego
znaczenia. Należy również zauważyć, że optymalnej z konstrukcyjnego punktu
widzenia wilgotnoSci (12-15%) towarzyszy największa odpornoSć drewna na miko-
logiczne czynniki biologicznej destrukcji drewna.
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 17
WIĘyBY DACHOWE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
RciSlej mówiąc, przy tej wilgotnoSci brak jest możliwoSci rozwoju większoSci grzy-
bów, uznanych jako destrukcyjne dla drewna. Fakt ten narzuca koniecznoSć ochrony
drewna przed dodatkowym zawilgacaniem, poza naturalną higroskopijnoScią. Inne
właSciwoSci drewna i ich wzajemne relacje są szczegółowo omawiane w literaturze
(np. [2]), co upoważnia do rezygnacji z ich omawiania w niniejszym opracowaniu.
Ponieważ drewno jako produkt natury wykazuje silną anizotropię, a ponadto prakty-
cznie zawsze obarczone jest licznymi wadami, głównie anatomicznymi, to tarcica
pochodząca nawet z tego samego pnia może znacznie różnić się własnoSciami tech-
nicznymi. Dla celów technicznych uwzględniono tę własnoSć drewna, wprowadzając
tak zwane klasy drewna [5], będące efektem wytrzymałoSciowej klasyfikacji drewna.
W konsekwencji norma [5] wyróżnia pięć klas drewna o oznaczeniach C18, C24,
C30, C35, C40.
Podstawowym kryterium przynależnoSci do okreSlonej klasy jest wytrzymałoSć
charakterystyczna na zginanie fm,k, której wartoSć w MPa odpowiada indeksowi
cyfrowemu przy oznaczeniu literowym. Ponieważ drewno w konstrukcji może praco-
wać w bardzo różnych okolicznoSciach, a ponadto na charakter jego pracy może mieć
wpływ duża iloSć czynników, dla celów projektowania wprowadzono obliczeniowe
właSciwoSci materiału Xd, które w stosunku do charakterystycznych XK są obar-
czone okreSlonym współczynnikiem bezpieczeństwa.
WartoSć obliczeniową okreSla się wzorem:
kmod " X
K
X =
d
ł
M
gdzie:
Xd, XK odpowiednio obliczeniowa i charakterystyczna wartoSć cechy
ł
M częSciowy współczynnik bezpieczeństwa, uwzględniający stany graniczne
noSnoSci i użytkowania o wartoSciach w granicach 1,0 do 1,3
kmod częSciowy współczynnik modyfikacyjny (bezpieczeństwa) uwzględnia-
jący Srodowisko pracy konstrukcji (wilgotnoSć), tzw. klasy użytkowania
konstrukcji i czas trwania obciążenia o wartoSciach od 0,60 do 1,10.
Z analizy tablic 3.2.2. oraz 3.2.5. zawartych w obowiązującej normie [5] wynika,
że na kmod w głównej mierze wpływa czas (długotrwałoSć) obciążenia, a następnie
klasa użytkowania, czyli czas oddziaływania Srodowiska wilgotnego na konstrukcję,
ł
natomiast w przypadku M kombinacje podstawowe dla stanu granicznego noSnoSci.
W celu przedstawienia jak na wybrane parametry wytrzymałoSciowe w stosunku do
ich umownej wartoSci doraxnej wpływają wymagania normowe przedstawiono
poniższą tablicę. Dla porównania użyto drewna o przeciętnej klasie C30, obciążeń
stałych (masa własna elementów) i 1. klasy użytkowania.
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 18
WIĘyBY DACHOWE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
WartoSć WartoSć WartoSć WartoSć
WłaSciwoSć doraxna długotrwała charakterystycz- obliczeniowa
MPa MPa na dla C30 MPa dla C30MPa
WytrzymałoSć
ok. 70 ok. 40 30 13,8
na zginanie
WytrzymałoSć
ok. 100 ok. 60 18 8,3
na rozciąganie
WytrzymałoSć
ok. 50 ok. 30 23 10,6
na Sciskanie
ł
W tablicy Xd obliczono dla M = 1,3 oraz kmod = 0,60
WartoSci przedstawione w tablicy są oczywiScie wyłącznie porównawcze i nie mają
praktycznego zastosowania. Wyrażają natomiast poziom zaufania projektanta do wła-
SciwoSci technicznych drewna, przynajmniej niektórych. Dyskusyjny jest również
problem trwałoSci drewna jako tworzywa budowlanego. Opinie są w tym przypadku
zróżnicowane. Różnice w opiniach prawdopodobnie wynikają z faktu, że po pierwsze
nie do końca, jeżeli to w ogóle możliwe, zdefiniowano pojęcie trwałoSci, a ponadto
nie ma jednoznacznych kryteriów jej oceny.
Nie bardzo też wiadomo, czy owa trwałoSć ma dotyczyć konstrukcji jako pewnej
całoSci, czy też tworzywa, czyli drewna. Nie w pełni jasna jest również relacja między
trwałoScią konstrukcji a trwałoScią drewna jako tworzywa, jakkolwiek rozumie się
pojęcie trwałoSci. Nie wdając się jednak w szczegółową dyskusję, można przyjąć, iż
miarą trwałoSci (miarą nie trwałoScią) jest czas, przez który zarówno tworzywo, czyli
drewno, jak i powstała z niego konstrukcja, w naszym przypadku więxba, mogą pełnić
swoją projektowaną funkcję.
Nietrudno zauważyć, że i w tym przypadku brakuje w miarę wiarygodnych czyn-
ników oceny nie tylko w sensie iloSciowym, bo to wydaje się zrozumiałe, ale także
jakoSciowym. Trudno jest bowiem zdefiniować pojęcie projektowanej funkcji
głównie z racji wieloSci czynników ją opisujących. Stąd posiłkujemy się kryteriami
cząstkowymi i na ogół przypadkowymi, np. bezpieczeństwem eksploatacji , stop-
niem zużycia , utratą noSnoSci .
Nie bez znaczenia są również warunki, w jakich przebiega eksploatacja zarówno
tworzywa, jak i konstrukcji. Warunki te bardziej oceniania się instynktownie niż przy
użyciu kryteriów nazwijmy to technicznych. Szacowanie trwałoSci zarówno tworzywa,
jak i konstrukcji ma charakter co najmniej enigmatyczny.
Wydaje się, że dla przeciętnych warunków eksploatacji i okolicznoSci niesprzyjają-
cych ponadstandardowemu rozwojowi czynników biotycznych () Sredni okres trwa-
łoSci mieSci się w granicach 90 do 120 lat. Nie oznacza to jednak, że konstrukcja nie
zostanie zniszczona np. po dwóch latach w okolicznoSciach silnego porażenia
biotycznego lub odwrotnie będzie mogła pełnić swoją funkcję () jeszcze np. po 300
latach, jak to ma miejsce w przypadku obiektów zabytkowych.
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 19
WIĘyBY DACHOWE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
W konstrukcjach więxb stosuje się również szereg innych materiałów, głównie
łączników. Ich parametry techniczne i zasady stosowania są dokładnie sprecyzowane
w obowiązującej normie [5].
3.3. OBCIĄŻENIA
Obliczenia statyczno-wytrzymałoSciowe zgodnie z powszechnie obowiązującymi
zasadami należy poprzedzić starannym zestawieniem obciążeń. Przypadające na
połać dachową obciążenia dzieli się na:
1) obciążenia stałe qp ; pochodzące od pokrycia dachowego, w całoSci długotrwałe
i podawane w kN na jednostkę powierzchni połaci dachowej [7],
2) obciążenia stałe qi ; pochodzące od warstw termoizolacji, paroizolacji, oblicowań
i tynków wewnętrznych, elementów wystroju architektonicznego sufitów itp., w
całoSci długotrwałe, podawane, podobnie jak powyższe, w kN na jednostkę
powierzchni połaci dachowej [7],
3) obciążenie zmienne Sniegiem s w całoSci krótkotrwałe, podawane w kN na jed-
nostkę powierzchni rzutu połaci na płaszczyznę poziomą [9],
4) obciążenie zmienne wiatrem w w całoSci krótkotrwałe, podawane w kN jako pro-
stopadłe do połaci dachowej na jednostkę jej powierzchni; występuje ono w posta-
ci tzw. parcia od strony nawietrznej i ssania od strony zawietrznej [10],
5) obciążenia stałe qj ; pochodzące od warstw termoizolacji, paroizoalcji i elementów
wykończenia wraz z masą konstrukcji stropu opartego na jętkach lub kleszczach, w
całoSci długotrwałe, podawane w kN na jednostkę powierzchni stropu [7],
6) obciążenie zmienne pj ; obciążające strop oparty na jętkach lub kleszczach, w ca-
łoSci długotrwałe, podawane w kN na jednostkę powierzchni stropu [8].
Rozkład wymienionych obciążeń na elementach więxby przedstawiono na poniższym
rysunku.
Rys. 3.6. Schemat obciążenia elementów więxby dachowej
A. dla przypadku obciążenia termoizolacją na całej powierzchni połaci
B. dla przypadku obciążenia termoizolacją na częSci połaci i płaszczyxnie klesz-
czy (jętek)
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 20
WIĘyBY DACHOWE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
gdzie:
wp, ws odpowiednio obciążenie parciem i ssaniem wiatru
pozostałe oznaczenia jak w tekScie wyżej
Dla wygody wymienione obciążenia ujednolica się i przekształca do postaci obciążeń
prostopadłych i stycznych do elementów pochyłej połaci, głównie krokwi.
Rys. 3.7. Schemat oddziaływania obciążeń na połać dachową
q obciążenia stałe od pokrycia, masy konstrukcji, termoizolacji itp.
s obciążenia zmienne Sniegiem
w obciążenia zmienne wiatrem (odpowiednio parciem i ssaniem)
Otrzymuje się wtedy:
obciążenia prostopadłe do połaci:
" stałe:
qĄ" = g " cosą
p p
qiĄ" = qi " cosą
" zmienne od Sniegu:
sĄ" = s " cos2 ą
" zmienne od wiatru
wĄ" = w
odpowiednio dla parcia i ssania wiatru ze stosownymi znakami + lub
obciążenia styczne (równoległe) do połaci:
" stałe:
q- = qp " siną
p
qi- = qi " siną
" zmienne od Sniegu:
s- = s " siną " cosą
" zmienne od wiatru:
w- = 0
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 21
WIĘyBY DACHOWE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
Obciążenia qj i pj wykorzystywane są do kontroli stanów granicznych elementów
stropu nad przestrzenią poddasza, opartych na jętkach lub kleszczach, a po prze-
kształceniu do postaci reakcji pionowych P obciążają elementy wiązara.
W celu przedstawienia jak wpływa kąt nachylenia połaci dachowej na poszczególne
rodzaje obciążeń przy ich prostopadłym i stycznym do połaci działaniu przedsta-
wiono poniższą tablicę. OczywiScie ma ona charakter wyłącznie informacyjny, a sto-
sowne wielkoSci w projekcie należy przeliczać indywidualnie:
Mnożnik charakterystycznej wartoSci obciążenia
Kąt
pochylenia
siną cosą siną . cosą cos2ą Tgą
30 0,500 0,866 0,433 0,750 0,577
35 0,574 0,819 0,470 0,671 0,700
40 0,643 0,766 0,493 0,587 0,839
45 0,707 0,707 0,500 0,500 1,000
50 0,766 0.643 0,493 0,413 1,192
55 0,819 0,574 0,470 0.329 1,428
60 0,866 0,500 0,433 0,250 1,732
Z tablicy tej widać wyraxnie pozytywny wpływ wzrostu kąta nachylenia połaci
dachowej, zwłaszcza dla obciążeń prostopadłych do połaci podlegających działaniu
grawitacji. JednoczeSnie roSnie wielkoSć oddziaływania podporowego. Jak nietrudno
zauważyć, zjawisko to intensyfikuje się wraz z masą pokrycia dachowego oraz in-
nych elementów stałego obciążenia. W celu obliczeń statycznych elementów wią-
zarów dachowych zachodzi koniecznoSć ustalenia kombinacji wariantów obciążeń.
Kombinacje te okreSla się w zależnoSci od analizowanego stanu granicznego, przy
założeniu wariantu najbardziej niekorzystnego dla konstrukcji z uwzględnieniem
prawdopodobieństwa ich wystąpienia w rzeczywistoSci.
W przypadku więxb dachowych analizę sprowadza się w zasadzie głównie do kom-
binacji obciążeń od wiatru i Sniegu przy trwałym działaniu obciążeń stałych. Kombi-
nacja obciążeń od Sniegu i wiatru wymaga zastosowania współczynnika jednoczes-
noSci obciążeń zmiennych , którego wartoSć wg [6] waha się od 0,70 do 1,00 i
najczęSciej przyjmowana jest w stosunku do obciążenia wiatrem na poziomie = 0,9.
Warto zaznaczyć, że wg niemieckiej normy DIN 1055 cz. 5 kombinacje obciążeń od
wiatru i Sniegu rozpatruje się dla dwóch przypadków: s + 0,5 w oraz w + 0,5 s i do
dalszej analizy wybiera się wynik bardziej niekorzystny.
" Podczas zestawiania występujących obciążeń zachodzi często koniecznoSć
okreSlenia dodatkowych. Ich identyfikacja pod względem jakoSciowym i iloS-
ciowym oraz usytuowania ma niejednokrotnie pierwszorzędne znaczenie i może
w sposób istotny wpłynąć na trwałoSć, noSnoSć i statykę okreSlonych elementów.
Do przykładowych tego typu obciążeń należą obciążenia od konstrukcji lukarn, zwła-
szcza jeżeli oparta jest (lub oparte są) na elementach więxby, najczęSciej krokwiach,
ponadto obciążenia wymianami, usztywnieniami połaciowymi, wieżyczkami i wielo-
ma innymi elementami pełniącymi okreSlone funkcje użytkowe lub dekoracyjne.
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 22
WIĘyBY DACHOWE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
" Niezwykle ważna i ciekawa, głównie ze statycznego punktu widzenia, jest
właSciwa identyfikacja obciążeń krokwi narożnych lub koszowych w dachach
wielospadowych. Zasadę ustalania obciążeń dla tego typu elementów przedsta-
wiono na poniższym rysunku przy założeniu, że mamy do czynienia z dachem
o jednakowym nachyleniu połaci.
Rys. 3.8. Schemat obciążenia krokwi narożnych dla dachu o jednakowym nachyleniu
połaci
Poniżej podano metodykę obliczenia obciążenia krokwi narożnej dla przedstawionych
na rys. 3.3. oznaczeń.
l1 l2
; oraz
ld = lg =
'
;
l1' = l1 " 2 l2 = l2 " 2
cosą cosą
0,5 " l1
H
= 0,5 ą2
tgą1 =
, zatem:
' '
;
l1 ą3 = 45o -ą2
(l1 + l2) ą1 , z kolei tgą2 =
' '
l1 l2
' '
ld = lg =
dalej: oraz
cosą1 cosą1
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 23
WIĘyBY DACHOWE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
2
'
l1 5
ł ł l11
'
'
l11 = l12 + " cosą3 = l1 " " cosą3
ł ł ld1 =
, zatem: ,
2 2
cosą1
ł łł
'
'
' '
ld1 lg1
lg " ld1
'
=
lg1 =
wychodząc z proporcji: ' ' otrzymujemy: .
'
ld lg
ld
5 5
Z analizy wynika że: oraz .
hd1 = l1 " " siną3 hg 2 = l2 " " siną3
2 2
Zatem obciążenie prostopadłe do krokwi i zebrane z dwóch połaci wyniesie
odpowiednio:
Ą" Ą"
gd1 = 2 " qd " hd1
Ą" Ą"
gg 2 = 2 " qd " hg 2
Nietrudno zauważyć, iż dla krokwi koszowych obowiązuje ta sama zasada.
Dodatkowego komentarza wymaga obciążenie wiatrem. Wprawdzie norma [10] sto-
sunkowo dokładnie precyzuje zasady ustalania tego typu obciążeń, jednak w prakty-
ce napotyka się na szereg trudnoSci w ich okreSlaniu. WielkoSć tego obciążenia
zależy oczywiScie od strefy wiatrowej i geometrii dachu opisanej odpowiednim
współczynnikiem aerodynamicznym, którego wartoSć roSnie wraz z kątem pochyle-
nia połaci, osiągając maksymalną wartoSć na poziomie 0,70. Jego okreSlenie nie nas-
tręcza trudnoSci.
Więxby dachowe nie należą do elementów podatnych na dynamiczne działanie wia-
tru. Sprawdzenia tego faktu w sposób uproszczony dokonuje się, okreSlając wartoSć
logarytmicznego dekrementu tłumienia drgań " (dla konstrukcji drewnianych wg
tabl. 1 normy [10] wartoSć " = 0,15) oraz obliczenia okresu drgań własnych budynku
T, który zgodnie z tą samą normą (tabl. Z2-1) wynosi T = 0,015 H. Uzyskane w ten
sposób wartoSci nanosi się na wykres podziału budowli na podatne i niepodatne
(rys. 1), a uzyskany punkt przecięcia praktycznie zawsze znajduje się w obszarze B,
czyli budowli niepodatnych. Współczynnik porywów wiatru przyjmuje zatem
wartoSć 1,80. Brakujący współczynnik ekspozycji Ce zależny jest od rodzaju terenu
oraz wysokoSci obiektu nad jego poziom i dla budynków jednorodzinnych waha się
w zasadzie od 0,70 do 1,0 (najczęSciej 1,0). Oprócz niejako standardowego zestawu
obciążeń połaci dachowej wiatrem w postaci parcia i ssania może zajSć koniecznoSć
okreSlenia obciążeń krawędziowych. Dotyczy to w zasadzie przypadków krycia
dachu blachą, zwłaszcza fałdową lub systemową, dla których zachodzi koniecznoSć
obliczenia łączników na efekt podrywania. Należy również wziąć pod uwagę frag-
menty połaci znacznie wysuniętych poza lico budynku, szczególnie na Scianach
szczytowych, osłaniających balkony lub tarasy. Szereg awarii polegających na zer-
waniu podczas wichury dachu, począwszy od tego miejsca, skłania do SciSlejszej
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 24
WIĘyBY DACHOWE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
analizy tego miejsca. Wystające znacznie poza lico budynku połacie dachowe, poza
obciążaniem ich standardowo jak dla całej połaci, należy obliczać i stosownie kotwić
na odrywanie.
OkreSlanie obciążeń przypadających na elementy składowe więxby jest w rzeczywis-
toSci znalezieniem wzajemnych oddziaływań prętów układu głównie przez węzły ich
wzajemnych połączeń.
Obciążenia działające na dach przykładać można w postaci równomiernie
rozłożonych, obciążających dach symetrycznie lub asymetrycznie. Czynnikiem wy-
wołującym w rzeczywistoSci asymetrię jest wiatr działający jako parcie po stronie
nawietrznej i jako ssanie po stronie zawietrznej. Oba te obciążenia różnią się od siebie
zarówno jakoSciowo (+, -), jak i iloSciowo. Sumując zatem odpowiednie wartoSci od
obciążeń stałych oraz zmiennych Sniegu i wiatru dla połaci nawietrznej i zawietrznej,
uzyskuje się różniące się od siebie wielkoSci, czyli asymetrię. Z porównania z kolei
obu wielkoSci uzyskuje się obciążenie symetryczne i dodatkowe (najczęSciej po
stronie nawietrznej) obciążenie jednostronne. Schemat obliczeniowy takiego
postępowania przedstawiono poniżej:
" łączne obciążenie połaci po stronie nawietrznej:
,
gn = q + s + wn
" łączne obciążenie połaci po stronie zawietrznej:
,
gz = q + s + (-wz )
z reguły gn > gz zatem obciążenie jednostronne uzyskuje się jako: gj = gn - gz .
Odpowiednie zestawienie obciążeń i ich kombinacja pozwalają uzyskać obwiednie
uogólnionych sił a tym samym okreSlić modularne wartoSci ich maksimów.
Zasadę postępowania wyjaSniają poniższe rysunki: 3.9., 3.10. i 3.11.
Rys. 3.9. Efekty obciążenia symetrycznego i asymetrycznego wiązara krokwiowego
(przypadek C rzadki lecz teoretycznie możliwy).
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 25
WIĘyBY DACHOWE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
Rys 3.10. Efekty obciążenia jednostronnego, symetrycznego i asymetrycznego dla
wiązara jętkowego (przypadek C dla obciążenia asymetrycznego możliwy,
gdy strop jętkowy tworzy sztywną i nieprzesuwną tarczę)
Rys 3.11. Efekt obciążenia jednostronnego, asymetrycznego i symetrycznego dla
wiązara krokwiowo-płatwiowo-kleszczowego (obciążenie jednostronne
wywołuje skutek wyłącznie po stronie jego przyłożenia)
Interesujące może być również przeprowadzenie podobnej analizy dla wiązarów
pustych układów krokwiowo-jętkowych i krokwiowo-kleszczowych.
3.4. ANALIZA STATYCZNO-WYTRZYMAŁORCIOWA
Analizę statyczno-wytrzymałoSciową elementów więxby dachowej przeprowadza się,
podobnie jak elementów innych konstrukcji, według tradycyjnie przyjętego schematu:
" wyodrębnienie elementu z ustroju konstrukcyjnego,
" przyjęcie teoretycznego schematu statycznego elementu wraz z teoretycznym
sposobem podparcia lub utwierdzenia,
" okreSlenie schematu obciążeń,
" wyliczenie uogólnionych sił wewnętrznych (obwiedni uogólnionych sił wew-
nętrznych dla kombinacji obciążeń),
" wyznaczenie w elemencie przekroju lub przekrojów najbardziej wytężonych,
" wyznaczenie uogólnionych sił wewnętrznych w przekrojach najbardziej wytę-
żonych,
" skonstruowanie elementu (przyjęcie klasy drewna, geometrii przekroju
poprzecznego),
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 26
WIĘyBY DACHOWE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
" dla przyjętej konstrukcji elementu sprawdzenie stanów granicznych noSnoSci
i użytkowania,
" skonstruowanie podparć lub utwierdzeń (węzłów) elementu lub powiązania z
innymi,
" sprawdzenie głównie stanu granicznego noSnoSci w ważnych konstrukcyjnie
przekrojach węzła.
Podstawą poprawnie wykonanej analizy jest wykonanie starannego zestawienia ob-
ciążeń oraz występujących w konstrukcji ich kombinacji. Kryterium wyboru kombi-
nacji obciążeń, jak to już wczeSniej wspomniano, jest uzyskanie najbardziej nieko-
rzystnych obwiedni uogólnionych sił wewnętrznych przy uwzględnieniu zastosowa-
nego typu konstrukcji i specyfiki drewna. Wstępnym kryterium, umożliwiającym uni-
knięcie pracochłonnych obliczeń, jest analiza efektów, jakie wyodrębnione grupy ob-
ciążeń wywołują w przyjętym systemie konstrukcji (rys. 3.9. 3.11.) W niniejszym
artykule rozważania ograniczamy do trzech rodzajów więxb, a SciSlej mówiąc wiąza-
rów: wiązara krokwiowego, krokwiowo-jętkowego i krokwiowo-kleszczowego z pła-
twiami i stolcami.
W wiązarze krokwiowym (rys. 3.9.) każda para krokwi stanowi samodzielny,
trójkątny i statycznie wyznaczalny układ noSny. Układ jest prosty do rozwiązania, ale
należy z racji charakteru wzajemnego oddziaływania na siebie krokwi rozróżnić trzy
przypadki pochylenia połaci dachowej:
1. ą < 45
2. ą = 45
3. ą > 45
W konsekwencji kąt wierzchołkowy w kalenicy jest dla pierwszego przypadku więk-
szy od kąta prostego, dla drugiego równy kątowi prostemu, a dla trzeciego mniejszy.
Powoduje to różne wzajemne oddziaływania reakcji od krokwi w wierzchołku.
W pierwszym przypadku reakcje naciskają krokwie do wewnątrz, w drugim są siłami
osiowymi, a w trzecim występują jako siły unoszące krokwie. Reakcje te mają wpływ
na wielkoSć sił poprzecznych i osiowych. JednoczeSnie momenty krokwi obliczamy
jak dla belki wolnopodpartej, obciążonej obciążeniem równomiernie rozłożonym
i prostopadłym do jej osi. Rozważać tu należy przypadki od obciążeń stałych plus
Snieg jako symetryczne oraz odrębnie dla parcia i ssania wiatru jako jednostronne.
W przypadku wiązarów dwóch pozostałych typów analizę prowadzi się dla wiązara
pełnego, posiłkując się tradycyjnie tablicami do obliczeń wielkoSci wewnętrznych.
W tablicy 3.1. przedstawiono schematy obciążeń i wielkoSci wewnętrznych dla tych
układów.
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 27
WIĘyBY DACHOWE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
Do przedstawionych w tablicy schematów opracowano tablice mnożników umożli-
wiających wyliczenie zaznaczonych na rysunkach wielkoSci wewnętrznych i reakcji
[2]. Obliczenia te nie powinny nastręczać trudnoSci. Należy w tym miejscu pod-
kreSlić, że dla systemu krokwiowo-kleszczowego z płatwiami i stolcami nie rozpa-
truje się obciążenia jednostronnego. Starannie opracowane przykłady obliczeń zna-
jdzie czytelnik w podręczniku [2] oraz współczesnym [3].
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 28
WIĘyBY DACHOWE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
Na wielkoSć sił wewnętrznych a także reakcji istotny wpływ ma stosunek rozpiętoS-
ci przęseł = ld/lg lub stosunek przęseł do długoSci całkowitej krokwi. Zagadnienie to
ilustruje rys. 3.12.
Rys. 3.12. Wpływ rozpiętoSci przęseł na wielkoSci sił wewnętrznych
A. dla belki jednoprzęsłowej,
B. dla belki dwuprzęsłowej, gdy ld/l < 75%,
C. jak w B lecz ld/l > 75%
Widać, że jeżeli MAC = 100% dla belki wolnopodpartej, to w zależnoSci od ld/l otrzy-
mujemy:
" gdy: ld/l = 65%, to MD = ok. 230% MAD, a z kolei MAD = ok. 49% MAC,
" z kolei gdy ld/l = 70%, to MAD = MD = ok. 36% MAC, jednoczeSnie reakcja
w punkcie C jest praktycznie zerowa, a przebieg momentu obrazuje szkic C,
" ponadto gdy: ld/l = 75%, to MAD = ok. 177% MD, przy czym MD = ok. 44% MAD,
a jednoczeSnie reakcja w punkcie C przyjmuje wartoSć ujemną w stosunku
reakcji w punktach A i D,
W tradycyjnie projektowanych więxbach ld/l waha się w granicach 60 65 %.
Warto również podkreSlić, że wprawdzie krokiew występuje w tych układach jako
belka dwuprzęsłowa obciążona obciążeniem równomiernie rozłożonym, jednak roz-
wiązywanie jej metodą np. Crossa lub w oparciu o znane tablice Winklera daje
wartoSci zawyżone i różniące się od tablic mnożników do tablicy 3.1.
I tak dla przykładu wg rys. 3.13. mamy:
Rys. 3.13. krokiew jako belka dwuprzęsłowa
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 29
WIĘyBY DACHOWE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
" przykładowo dla a/b = 1 stosowne mnożniki do obliczenia reakcji i wielkoSci
wewnętrznych wg tablic Winklera wyniosą odpowiednio dla obliczenia: VA
0,375, VB 1,250, MAB = 0,070 oraz MB = - 0,125, z kolei te same wartoSci
okreSlone w oparciu o schematy zawarte w tablicy 3.1. wyniosą: VA 0,188,
VB 0,625, MAB = 0,0176 oraz MB = - 0,0313.
Jest to oczywiScie efekt sprężystoSci podparcia.
Na uwagę zasługuje również krokiew narożna. Jest ona belką dwuprzęsłową z obcią-
żeniem trójkątnym (rys. 3.8.). Można ją obliczać jako jednoprzęsłową obciążoną ob-
ciążeniem trójkątnym.
Współczesne obliczenia statyczno-wytrzymałoSciowe wykonuje się najczęSciej przy
zastosowaniu metod komputerowych. Programy do analizy statycznej oparte są prze-
ważnie na metodzie elementów skończonych, co umożliwia bardzo staranną analizę
sił wewnętrznych.
Do sprawdzania konstrukcji używa się oczywiScie programów w oparciu o metodę
stanów granicznych, co znakomicie upraszcza i skraca pracę. Przed zakupem
stosownych programów warto je przetestować, wykonując obliczenia na piechotę ;
a następnie sprawdzając je programem. JednoczeSnie praktyka wskazuje, że im
bardziej rozbudowany program, tym większa możliwoSć pomyłki tę prawidłowoSć
warto uwzględnić przy zakupie.
3.5. WYTYCZNE KONSTRUKCYJNE
W tak krótkim opracowaniu nie sposób podać nawet najważniejszych wytycznych
dotyczących zarówno projektowania jak i techologii wykonywania drewnianych
więxb dachowych. Z tego powodu temat ten potraktowany zostanie wybiórczo.
Wytyczne te zostaną podane w postaci punktów, przy czym niektóre zilustrowane
będą odpowiednimi rysunkami. W trakcie projektowania i wykonawstwa należy
przede wszystkim:
" stosować drewno wysuszone do poziomu 15%,
" stosować drewno impregnowane tartacznie,
" stosować drewno o klasie zgodnej z projektem, przy czym jeżeli drewno nie
jest klasyfikowane mechanicznie i dla przeciętnych warunków wykonawstwa
stosować drewno o klasie nie wyższej niż C30,
" projektować elementy o długoSci w miarę możliwoSci nieprzekraczającej
6 m (nie jest to wymóg konieczny), w przypadku długich elementów stosować
ustroje wieloczęSciowe (rys. 3.14.).
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 30
WIĘyBY DACHOWE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
Rys. 3.14. Dwuelementowa krokiew w wiązarze jętkowym
" unikać silnie rozbudowanych i skomplikowanych węzłów,
" stosować krokwie o wysokoSci ok. 18 cm, co umożliwi wykonanie między
nimi termomodernizacji, ich rozstaw nie powinien przekraczać 90 cm,
" węzły łączyć należy za pomocą prostych łączników, np. blach perforowanych
i gwoxdzi (rys. 3.15.).
Rys. 3.15. Różne sposoby tworzenia węzła kalenicowego krokwi
A. Węzeł tradycyjny
B. Węzeł z blachą perforowaną
gdzie:
S Sruba
K krokiew
P blacha perforowana jako nakładka
lc linia przycinania blachy
lg linia gięcia blachy
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 31
WIĘyBY DACHOWE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
" nie stosować wrębów na krokwiach w miejscu ich podparcia na płatwiach lub
murłatach (zmniejszając h do h1, w sposób istotny wpływa się na zmniejszenie
wskaxnika zginania), w takich przypadkach należałoby w zasadzie projektować
krokwie na moment przęsłowy jak dla belki wolnopodpartej), w miejsce wrę-
bów stosować siodełka (rys. 3.16.).
Rys. 3.16. Oparcie krokwi na płatwi za pomocą siodełka bez wrębów
A. Schemat podparcia z siodełkiem
B. Efekt podcięcia krokwi
gdzie:
K krokiew
P płatew
S siodełko
Kl kleszcz
St stolec
Po podkłdki
" dla wiązarów krokwiowych i krokwiowo-jętkowych starannie kotwić murłaty
i krokwie do nich, należy unikać ukoSnego przybijania krokwi gwoxdziami
(rys. 3.17.).
Rys. 3.17. Kotwienie murłaty i krokwi na murłacie
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 32
WIĘyBY DACHOWE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
gdzie:
K krokiew
S siodełko
M murłata
Km kotew murłaty
Kk kotew krokwi
" stosować łączniki stalowe zabezpieczone przed korozją
" nie stosować nacięć na jętki w krokwiach, zastąpić je nakładkami drewnianymi
lub stalowymi blachami perforowanymi oraz siodełkami wsporczymi (rys. 3.17.).
Rys. 3.18. Montaż jętek i krokwi
A. Połączenie jętki z krokwią z nacięciem krokwi
B. Połączenie jętki i krokwi z nakładkami
gdzie:
K krokiew
J jętka
N nakładka
S siodełko
3.6. CZĘSTE WADY I BŁĘDY
Mimo bogatych doSwiadczeń zarówno w projektowaniu, jak i we wznoszeniu drew-
nianych więxb dachowych iloSć popełnianych błędów jest znacząca.
Tradycyjnie wady i popełniane błędy należy podzielić na:
" błędy projektowe,
" błędy wykonawcze.
Błędy projektowe wynikają, jak się wydaje, z pewnej nonszalancji projektantów,
którzy drewniane więxby o znanej i tradycyjnej konstrukcji traktują trochę po
macoszemu, przekazując częSć swoich obowiązków w ręce wykonawcy.
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 33
WIĘyBY DACHOWE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
Do najczęSciej popełnianych błędów projektowych należą:
" niedokładnie wykonana i nadmiernie uproszczona dokumentacja projektowa,
o zbyt niskim stopniu uszczegółowienia,
" nadmiernie uproszczone obliczenia statyczno-wytrzymałoSciowe, będące efek-
tem obiegowej opinii, że konstrukcje drewniane więxb są niejako z definicji
bezpieczne i rzadko zdarzają się ich awarie,
" brak rozwiązań projektowych węzłów i połączeń oraz cedowanie tego zadania
na cieSlę,
" najczęSciej przewymiarowanie poszczególnych elementów,
" brak nadzoru autorskiego i niskie wymagania stawiane wykonawcy więxby.
Lista błędów popełnianych przez wykonawcę jest oczywiScie znacznie dłuższa, co
wynika na ogół z nieprzestrzegania elementarnych zasad sztuki budowlanej.
Do najczęSciej popełnianych błędów należą:
" stosowanie drewna o nadmiernej wilgotnoSci lub wręcz wilgotnego (u częSci cieSli
pokutuje z gruntu fałszywa opinia, że drewno wilgotne łatwiej się montuje),
" nieprzestrzeganie założonych w projekcie klas drewna,
" brak kontroli i eliminacji tarcicy z wadami drewna,
" brak lub niestarannie wykonana impregnacja,
" niestaranne lub niefachowe wykonawstwo elementów połączone z tzw.
montażem wymuszonym ,
" niestaranne wykonanie węzłów,
" niestaranny montaż,
" zmiany i odstępstwa od projektu,
" niezgodne z projektem stosowanie łączników (niewłaSciwe gwoxdzie, brak
nawiertów przy Srednicach powyżej 4,5 mm, wbijanie gwoxdzi niezgodnie
z siatką projektową często z ich nadmierną iloScią, zastępowanie jednych
łączników innymi, pękanie drewna przy niewłaSciwym stosowaniu łączników,
brak zabezpieczeń łączników przed korozją itp.),
" stosowanie nadmiernych wrębów, głównie w krokwiach w miejscu oparć na
płatwiach lub murłatach,
" stosowanie drewna rozbiórkowego bez wczeSniejszej jego kontroli, często
zagrzybionego lub uszkodzonego,
" samowolne usuwanie niektórych elementów np. mieczy,
" nieprzestrzeganie technologii montażu elementów, więxby.
Oprócz wymienionych błędów oczywiScie może wystąpić jeszcze wiele innych.
Wydaje się, że w celu ich wyeliminowania lub przynajmniej zmniejszenia ich iloSci
niezbędny jest stały nadzór projektanta.
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 34
WIĘyBY DACHOWE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
3.7. OCHRONA I ZABEZPIECZENIA DREWNA WIĘyBY
Drewno ma w zasadzie dwie podstawowe wady:
" podlega biologicznej deprecjacji,
" jest palne.
Drewno jest biologicznie martwym organizmem i jako takie podlega jednemu z na-
czelnych praw przyrody, czyli utylizacji. Jest to proces nieunikniony, który można
wprawdzie spowolnić, jednak wyeliminować go całkowicie nie sposób. Proces utyli-
zacji przyroda realizuje za pomocą licznych czynników biotycznych, dla których sub-
stancje zawarte w drewnie są po prostu pokarmem lub składnikami pokarmu. Do pod-
stawowych czynników biologicznej destrukcji drewna należą:
" owady,
" grzyby i grzyby pleSniowe,
" glony i algi,
" bakterie,
" wirusy.
W przypadku elementów więxb dachowych dwie pierwsze grupy czynników mają
pierwszorzędne znaczenie, pozostałe mniejsze lub nieistotne. Czynniki te, podobnie
jak i mechanizm ich działania, są stosunkowo dobrze rozpoznane i scharakte-
ryzowane w licznych pozycjach książkowych i nie będą przedmiotem analizy w tym
opracowaniu.
Należy zwrócić uwagę na fakt, że drewno może się znajdować w jednym z dwóch
stanów:
" w stanie nieporażonym przez czynniki biotyczne,
" w stanie porażonym przez czynniki biotyczne.
Stan pierwszy dotyczy w zasadzie wyłącznie owadów, które w okreSlonych okoli-
cznoSciach mogły nie zdążyć porazić, a w praktyce złożyć jaj. Ze względu na specy-
ficzne właSciwoSci zarodników pozostałych czynników biotycznych porażenie drew-
na następuje praktycznie natychmiast po obróbce tartacznej, a czasami jeszcze przed
nią (np. sinica). W tym kontekScie elementy drewniane znajdują się w drugim stanie
praktycznie od momentu ich wyprodukowania, to znaczy są obsadzone zarodnikami
grzybów, pleSni, glonów itp. Sam fakt obsadzenia nie jest dla drewna groxny, jeSli nie
zaistnieją okolicznoSci sprzyjające dalszemu biologicznemu rozwojowi zarodników.
Jeżeli zatem mówimy o drugim stanie, czyli stanie porażenia, to zawsze rozumiemy
przez to stan drewna z aktywnymi biologicznie czynnikami, np. żerującymi.
W konsekwencji mamy dwa kierunki postępowania:
" profilaktyka,
" interwencja.
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 35
WIĘyBY DACHOWE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
Profilaktyka polega na stworzeniu warunków i okolicznoSci uniemożliwiających,
a przynajmniej ograniczających możliwoSć porażenia (owady) lub biologiczny
rozwój czynnika (jaj owadów, zarodników grzybów, pleSni itp.). Interwencja nato-
miast jest procesem polegającym na biologicznym unicestwieniu czynnika bioty-
cznego. Zachodzi ona zatem w okolicznoSciach biologicznej aktywnoSci czynnika,
czyli np. żerowania larw owadów lub rozwijania się grzybni. Proces interwencji
zdublowany jest na ogół zabiegami profilaktycznymi przed powtórnym porażeniem.
Ponieważ zabiegi interwencji odbywają się najczęSciej (choć nie tylko) przy użyciu
odpowiednich, przeważnie kompleksowych Srodków chemicznych, to na ogół Srodki
te pełnią również funkcję profilaktyczną. Różnica między obiema formami
postępowania jest zasadnicza: w przypadku profilaktyki nie musimy stosować
toksyn, czyli Srodków biologicznej agresji, natomiast w przypadku interwencji jest to
najczęSciej koniecznoSć.
Praktyka dowodzi, że zabiegi profilaktyczne są o wiele prostsze w realizacji, mniej
niebezpieczne dla Srodowiska i co najważniejsze o wiele tańsze. Zabiegi profilakty-
czne okreSlane również mianem impregnacji przeprowadzać można zarówno w tar-
taku, jak i na budowie. Impregnacja tartaczna jest profesjonalna i skuteczniejsza od
wykonywanej na budowie. Może ona być wykonywana metodą kąpieli w impregna-
cie, na ogół przed procesem suszenia, lub metodą impregnacji ciSnieniowej w auto-
klawach. Ta druga metoda jest oczywiScie bardziej skuteczna, ale wykonywana jest
w niewielu tartakach ze względu na koniecznoSć posiadania odpowiednich linii tech-
nologicznych. W przypadku kąpieli impregnacja ma charakter w zasadzie powierzch-
niowy, natomiast podczas autoklawizacji drewno nasycane jest impregnatem
skroSnie. W warunkach budowy stosuje się w zasadzie dwie metody impregnacji
drewna konstrukcyjnego, metodę wymalowań lub natrysku oraz metodę kąpieli anty-
septycznej. Obie metody mają charakter impregnacji powierzchniowej.
Ponadto elementy mogą być impregnowane przed ich wykonaniem i wbudowaniem,
czyli impregnacja tarcicy konstrukcyjnej, lub po wbudowaniu, czyli impregnacja
konstrukcji. Bez względu jednak na etap, w którym na budowie wykonuje się zabie-
gi impregnacyjne zachodzi koniecznoSć wykonania uzupełniających wymalowań lub
natrysków w miejscach cięć, dłutowań, nawierceń itp. Obowiązuje żelazna zasada,
że jeżeli impregnacja ma być skuteczna, to oprócz odpowiedniej, przewidzianej
instrukcją iloSci impregnatu należy wykonać ją ze szczególną dokładnoScią i staran-
noScią. Na rynku krajowym jest aktualnie duża iloSć różnego rodzaju preparatów
do profilaktycznej impregnacji drewna. Ich stosowanie uzależnione jest od wielu
różnych czynników, które powinny być uwzględnione na etapie projektowania.
Warunkiem podstawowym jest stosownie preparatów dopuszczonych do stosowania
w budownictwie w rozumieniu art. 10 Prawa Budowlanego. Należy podkreSlić,
iż jeSli preparat dostępny w handlu zwłaszcza detalicznym, posiada tylko opinię
higieniczną wydaną przez Państwowy Zakład Higieny, nie jest to wystarczające.
Preparaty powinny posiadać aprobatę techniczną, wydaną przez Instytut Techniki
Budowlanej, w której opinia PZH jest tylko jedną ze składowych.
JeSli do impregnacji stosowane są Srodki kompleksowe, zapewniają one również na
poziomie minimalnym ochronę drewna przed ogniem, głównie do poziomu trud-
nozapalnego i nierozprzestrzeniającego oginia. Jest to najniższy stopień zabez-
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 36
WIĘyBY DACHOWE
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
pieczenia. Powszechnie stosowanym do tego celu preparatem w budownictwie jed-
norodzinnym jest wodorozcieńczalny, mineralny preparat FOBOS. Jest on jedno-
czeSnie preparatem zabezpieczającym przed porażeniem czynnikami biotycznymi.
Jak już wspomniano, drewno jest materiałem palnym i łatwozapalnym. Na obecnym
etapie poziomu technicznego całkowite zabezpieczenie drewna przed ogniem nie jest
możliwe. Zabezpieczenia przeciwpożarowe budynków powinny spełniać aktualne
wymagania zawarte w Warunkach Technicznych.
Podobnie jak w przypadku impregnatów biotycznych, także i tego typu preparaty lub
zabezpieczenia muszą spełniać wymagania wspomnianego już art. 10 Prawa
Budowlanego. Zabezpieczenia więxb dachowych w budynkach jednorodzinnych,
chociaż nie ma takiego wymogu, zaleca się wykonywać na podstawie wytycznych
rzeczoznawcy ds. ochrony przeciwpożarowej.
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 37
WADY I ZALETY DREWNIANYCH WIĘyB DACHOWYCH
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
4. WADY I ZALETY DREWNIANYCH WIĘyB
DACHOWYCH
Dyskusja na temat wad i zalet drewnianych więxb dachowych jest trudna i po częSci
obarczona swoistą demagogią chociażby dlatego, że dachy strome, a w konsekwencji
więxby dachowe, mają zagorzałych przeciwników i oczywiScie wiernych zwolen-
ników. Zarówno przeciwnicy, jak i zwolennicy mają swoje racje i argumenty
potwierdzające ich tezy. Faktem jest, iż u dużej częSci inwestorów, którzy głównie
decydują o typie przekrycia dachowego, strome dachy cieszą się zainteresowaniem.
Poniżej podano najważniejsze zalety i wady drewnianych więxb, biorąc pod uwagę
porównanie z innymi przykryciami, chociaż porównania bezpoSrednie nie będą doko-
nywane.
" Do podstawowych zalet drewnianych więxb dachowych zaliczyć można:
" możliwoSć tworzenia niepowtarzalnych dachów, o wyszukanej estetyce,
historycznie wpisanych w polski krajobraz,
" praktycznie nieograniczona możliwoSć kształtowania geometrii dachów,
" możliwoSć zastosowania wielu pokryć dachowych,
" łatwoSć wykonania (zwłaszcza typowych więxb),
" wielowiekowa tradycja i bogate doSwiadczenie w wykonawstwie,
" sprawdzone rozwiązania konstrukcyjne,
" bogate doSwiadczenie w projektowaniu więxb,
" odpornoSć typowych konstrukcji na błędy i niedociągnięcia wykonawcze,
" niska awaryjnoSć konstrukcji więxb,
" potencjalnie wysoka trwałoSć (dla poprawnie wykonanych, zabezpieczonych
i kontrolowanych na bieżąco więxb trwałoSć można rozważać na poziomie
100-150 lat),
" dla przeciętnych warunków stosunkowo prosta konstrukcja,
" powszechna dostępnoSć surowca drzewnego,
" łatwoSć obróbki surowca drzewnego i stosunkowo proste narzędzia do niej,
" stosunkowo mała masa elementów, umożliwiająca montaż bez koniecznoSci
stosowania ciężkiego sprzętu montażowego,
" łatwoSć utylizacji materiału rozbiórkowego bez szkody dla Srodowiska,
" łatwoSć naprawy, wzmacniania, remontu i wymiany elementów,
" szeroka gama łączników mechanicznych i akcesoriów montażowych,
" wysoka technologicznoSć,
" możliwoSć powtórnego wykorzystania częSci drewna rozbiorkowego,
" możliwoSć specjalnego kształtowania elementów, np. klejenia, gięcia,
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 38
WADY I ZALETY DREWNIANYCH WIĘyB DACHOWYCH
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
" możliwoSć tworzenia elementów hybrydowych i współpracy z innymi tworzy-
wami konstrukcyjnymi,
" stosunkowo niska cena typowych więxb (różnice w cenie w zależnoSci od re-
gionu mogą dochodzić do 50 i więcej procent, podyktowane jest to dostępnoS-
cią surowca drzewnego i zmiennym kosztem robocizny).
Konstrukcje drewnianych więxb dachowych podobnie jak i samo drewno ma i swoje
wady. Do najważniejszych można zaliczyć:
" palnoSć i zapalnoSć drewna (wymaga impregnacji p.poż.),
" podatnoSć na korozję biologiczną (wymaga impregnacji biotycznej),
" higroskopijnoSć i negatywny wpływ wilgoci,
" niska trwałoSć przy braku stosownych zabezpieczeń, kontroli oraz przy nad-
miernej wilgotnoSci,
" wysoka anizotropia drewna,
" skurcz, pęcznienie i paczenie się w Srodowisku wilgotnym,
" deformacja w wilgotnym Srodowisku i pod obciążeniami bliskimi stanom
granicznym,
" mała odpornoSć na uszkodzenia mechaniczne,
" korozyjnoSć w stosunku do stali niezabezpieczonej, głównie w Srodowisku
wilgotnym.
Wymienione wady nie umniejszają jednak niewątpliwej atrakcyjnoSci drewna jako
materiału konstrukcyjnego.
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 39
WADY I ZALETY DREWNIANYCH WIĘyB DACHOWYCH
DREWNIANE WIĘyBY DACHOWE W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYM
5. LITERATURA
1. Bryl St. i J. (red.), Tablice inżynierskie, T.1 i 3, PWN, Poznań 1958.
2. Michniewicz W., Konstrukcje drewniane, Arkady, Warszawa, 1958.
3. Nożyński Wł., Przykłady obliczeń konstrukcji budowlanych z drewna, WSiP,
Warszawa, 1994 (wyd. II).
4. Żeńczykowski W., Budownictwo ogólne, Arkady, Warszawa, XXXX.
5. PN-B-03150:200 Konstrukcje drewniane. Obliczenia statyczne i projektowanie.
6. PN-82/B-02000 Obciążenia budowli. Zasady ustalania wartoSci.
7. PN-82/B-02001 Obciążenia budowli. Obciążenia stałe.
8. PN-82/B-02003 Obciążenia budowli. Obciążenia zmienne technologiczne.
Podstawowe obciążenia technologiczne i montażowe.
9. PN-82/B-02010 Obciążenia w obliczeniach statycznych. Obciążenie Sniegiem.
10. PN-77/B-02011 Obciążenia w obliczeniach statycznych. Obciążenie wiatrem.
www.dashofer.pl Copyright 2003 by Dashfer Holding, Ltd. 40
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Drewniane wiezby dachowe w budownictwie jednorodzinnym Poradnik inzynieradrewniane wiezby?chowe w budownictwie verlag?shofer demobudownictwo ogolne obliczenia więźby dachowejKonstrukcja więźby dachowej nawy głównej kościoła ss wizytek w Warszawie, cz 2tabele do obliczeń więźby dachowejKonstrukcja więźby dachowej nawy głównej kościoła ss wizytek w Warszawie, cz 4TRENDY W BUDOWNICTWIE JEDNORODZINNYMWIĘŹBY DACHOWEDrewniane konstrukcje dachoweKotwienie murów do więźby dachowej jako zabezpieczenie przed rozporem sklepieńKonstrukcja więźby dachowej nawy głównej kościoła ss wizytek w Warszawie, cz 3rzut więźby dachowejZasady projektowania więźby dachowejwięcej podobnych podstron