Trudne miejsca w dachu. Część 1.
Każdy dach składa się z konstrukcji nośnej pokrycia, podkładu usztywniającego i podtrzymującego pokrycie oraz systemu odwodnienia dachu a także z odpowiedniej warstwy izolacji termicznej i przeciwwilgociowej. Błędy mogą powstać w każdym momencie realizacji inwestycji, od projektu po przez dobór materiałów konstrukcji do wykonawstwa. Najczęściej wykonywanymi konstrukcjami dachowymi, szczególnie w budownictwie domów jednorodzinnych są więźby drewniane. Na etapie projektowania ważne jest aby wszystkie elementy współgrały ze sobą.
Dachu z urozmaiconymi powierzchniami oraz bogatą ilością detali tworzą ciekawą bryłę budynku i są wyzwaniem realizacyjnym dla wykonawców.
Pochylenie połaci dachowych zależy od warunków klimatycznych, rodzaju pokrycia, zastosowanej konstrukcji dachowej, przeznaczenia poddasza i wymagań architektonicznych występujących w danym regionie. Właściwie dobrane pochylenie połaci dachowej decyduje w dużej mierze o kształcie i wykończeniu dachu, a tym samym o poprawnym wykonaniu całości. Im powierzchnia dachu jest o bardziej skomplikowanych kształtach to od wykonawcy wymagane jest większe doświadczenie, gdyż jest trudny do wykonania i zwiększa się prawdopodobieństwo występowania przecieków (szczególnie po kliku latach eksploatacji).
Od prawidłowej pracy dachu zależy praca całego budynku. W trakcie montażu istotne jest zapewnienie stateczności konstrukcji, czyli zabezpieczenie głównych elementów dachu przed przewróceniem pod działaniem silnego wiatru. Głównymi elementami więźby są wiązary.
Elementy konstrukcyjne więźby dachowej
Podstawowymi elementami tworzącymi konstrukcję wiązarów dachowych są krokwie, płatwie, jętki, kleszcze, słupy i murłaty.
Krokwie są zasadniczymi elementami każdej więźby dachowej. Najprymitywniejsze konstrukcje dachowe składały się właśnie z krokwi wkopanych końcami w ziemię i związanych u góry. Krokwie podlegają zginaniu i ściskaniu, dźwigają pokrycia dachu i przekazują obciążenia zewnętrzne na inne elementy więźby. W najprostszym układzie krokwie pracuje jak belka jednoprzęsłowa. Zmniejszenie elementów zginających i ugięć krokwi osiąga się przez zastosowanie jętki lub kleszczy. W konstrukcji krokwiowo-jętkowej jętka powoduje, że siły parcia wiatru przenoszą się w połowie na krokwie przeciwległych połaci. Jętka pracuje jak rozpora, stanowi sprężystą podporę dla krokwi. Newralgicznym miejscem w dachu krokwiowo-jętkowym jest oparcie dolnego końca krokwi. Krokwie należy opierać na stopach i ścianach za pomocą murłaty. Niewłaściwe oparcie krokwi, niewłaściwie zakotwienie murłat spowoduje, że jętka będzie rozciągana i będzie pracowała niezgodnie ze swoim przeznaczeniem.
Kolejnym istotnym elementem więźby dachowej są płatwie, tj. poziome belki przejmujące obciążenie z krokwi. W przypadku braku krokwi, płatwie przenoszą bezpośrednio ciężar pokrycia dachowego. Płatwie opierają się na słupach, zastrzałach lub innych belkach. Oparcie krokwi na płatwie pośredniej, powoduje przekazywanie większości obciążenia poprzez ściany stolcowe na konstrukcję stropu poddasza. Zmniejsza się w ten sposób wielkość sił rozpierających przekazywanych przez krokwie na budynek. Takie rozwiązanie umożliwia opieranie konstrukcji dachu na drewnianych lub murowanych ściankach kolankowych. Należy w tym miejscu wspomnieć o konieczności umieszczania ścianek stolcowych w pobliżu ścian nośnych lub podciągów. Ze względu na ograniczenie długości handlowych konieczne bywa łączenie płatwi na każdym słupie. W celu zmniejszenia rozpiętości obliczeniowej płatwi wprowadza się do konstrukcji miecze oparte dołem na słupach, a górnym końcem podpierające płatwie, co zapewnia usztywnienie dachu w kierunku podłużnym. Głównym zadaniem słupów to podpieranie płatwi i przenoszenie obciążenia na belki stropowe lub stropy. Wraz z płatwami górnymi i dolnymi tworzą szkielet zwany ścianą stolcową, który może być konstrukcją ścian wewnętrznych poddasza.
Słabe miejsca w więźbie
Aby ustrzec się błędów współpracy poszczególnych elementów konstrukcyjnych, należy zwrócić szczególną uwagę na prawidłowe wykonanie wszystkich połączeń konstrukcji dachowej. W dachu drewnianym siły powstające w składowych elementach konstrukcyjnych przekazywane są z jednych elementów na drugie za pomocą złącz i wrębów. Najczęściej występującymi połączeniami są połączenia ciesielskie, dodatkowo wzmocnione łącznikami: gwoździami i śrubami. Zadaniem łączników jest usztywnienie połączenia, a także częściowe przejęcie sił w węźle przy mniej dokładnym wykonaniu płaszczyzny oparcia. Drewno nie zabezpieczone przed deszczem i wiatrem lub wbudowane o nieodpowiedniej wilgoci (drewno winno zawierać max. 18-23% wilgoci) jest mniej odporne na gnicie i pęcznienie, a połączenie z takiego drewna w miarę wysychania znacznie się rozluźnia. Efekt ten często można zaobserwować w starym budownictwie. Dla prawidłowej pracy układu wymagane jest, aby złącza były trwałem i sztywne, a wykonanie ich było możliwie proste.
Ze względu na oszczędność drewna należy stosować elementy jednolite, ale w przypadku długości handlowej drewna równej 6 m już przy szerokości budynku około 10 m nieuniknione jest sztukowanie elementów drewnianych. Połączenie powinno wystąpić nad elementami konstrukcyjnymi.
Należy pamiętać aby złącza wykonywać tak aby nie osłabiać konstrukcji w miejscu połączenia elementów więźby, gdyż wskaźnik wytrzymałości danego elementu zmniejsza się o 25-30% w miejscu połączeń. Wykonując połączenia na śruby, należy pamiętać o stosowaniu podkładek z obydwu stron łączonych elementów, gdyż inaczej drewno w złączach może ulec zmiażdżeniu podczas dokręcania łącznika.
W często spotykanych układach konstrukcji drewnianych całe obciążenie z dachu jest przekazywane za pośrednictwem murłaty na ściany zewnętrzne. Węzeł podporowy jaki stanowi oparcie krokwi na murłacie powinien zapewnić przeniesienie sił zarówno ściskających jak i rozciągających na mur. Murłatę łączy się na długości tak, aby połączenie mogło pracować na rozciąganie. W celu prawidłowego przekazywania sił rozpierających na mur, murłata powinna być odpowiednio połączona murem, a ściany zewnętrzne powinny być zabezpieczone przed rozsunięciem za pomocą wieńców. Murłatę kotwi się w murze prętami ф 18 mm lub płaskownikami 4/40 mm, długość kotwi zależy od wielkości przewidywanego ssania wywołanego wiatrem. Odległość między miejscami zakotwienia, nie powinny być większe niż 2,5 m , tj. co 3 lub 4 krokwie. Brak połączenia murłaty z murem nośnym, w wyniku gwałtownego wiatru może spowodować katastrofę budowlaną, osunięcie się całego dachu.
- dachy na ściankach kolankowych
Wiązary drewniane oparte na ściankach kolankowych murowanych, przekazują za pośrednictwem murłat znaczne siły ściskające i rozciągające. Mury szczególnie z betonu komórkowego powinny być wzmocnione przez zastosowanie słupków żelbetowych gdyż w przeciwnym wypadku mogą ulec zarysowaniu lub rozkruszeniu.
Ściana zamykająca dach pulpitowy jest wysoka i o niewielkiej grubości, dlatego nie może stanowić właściwego oparcia dla krokwi. Wskazane jest aby dach jednospadowy opierał się na osobnej konstrukcji. Jednym z najtrudniejszych szczegółów konstrukcyjnych jest miejsce styku połaci dachowej ze ścianą pulpitową. Niewłaściwe wykonanie tego elementu objawia się uszkodzeniem: pokrycia i ściany zamykającej co prowadzi do przeciekania dachu. W przypadku gdy dach pulpitowy ma niewielką rozpiętość i małe pochylenie, to krokwie można opierać na ścianie zamykającej budynek. Najbardziej wskazane jest oparcie krokwi za pośrednictwem płatwi na wypuszczonych ze ścian wspornikach. Bezpośrednie oparcie konstrukcji dachu na ścianie zamykającej – nawet jeśli to ściana zewnętrzna budynku głównego – nie jest poprawnym rozwiązaniem. Drgania i odkształcenia połaci dachowej prowadzą do osłabienia połączenia ze ścianą i uszkodzenia pokrycia dachowego.
Podsumowanie
Trudnych miejsc w dachu jest wiele. Konstrukcje dachowe mają za zadanie przenoszenie obciążenia z dachu na mury, a także w przypadku słupów na stropy. Błędne rozwiązanie każdego elementu w dachy może prowadzić do uszkodzenia i w efekcie do awarii budowlanej. Złe ukształtowanie złącz nie zapewnia prawidłowej pracy całej więźby.
W razie nie dość starannego wykonania połączenia elementów konstrukcyjnych, mogą one pracować jako inne układy niż były zaprojektowane, co prowadzi do powstania znacznych sił (rozporu) i odkształcenia całego wiązara.
Aby dach pulpitowy był szczelny i trwały, jego konstrukcję należy uniezależnić od ściany zamykającej. W budynkach wolnostojących oparcie krokwi powinno się znajdować na ściance stolcowej i nie przekazywać obciążeń na ścianę pulpitową. W dachach nad przybudówkami można wykorzystać zarówno wytrzymałość ściany, jak i sztywność budynku głównego i krokwie oprzeć na wypuszczonych ze ścian wspornikach.
Aby zapobiec kłopotom z konstrukcją drewnianą dachu należy na każdym etapie realizacji przestrzegać zasad prawidłowego wykonawstwa. Poprawne i staranne wykonanie poszczególnych elementów daje gwarancję, że dach będzie prawidłowo spełniał swoją funkcję.
dr. inż. Barbara Ksit
mgr. inż. Bartosz Chorążyczewski
Politechnika Poznańska
|
