SlideShare a Scribd company logo
1 of 67
Download to read offline
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Andrzej Żak
Wykonywanie dokumentacji konstrukcji
wielkowymiarowych z drewna
311[32].Z6.03
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2006
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
1
Recenzenci:
mgr inż. Mirosława Łukawska
mgr inż. Leszek Jaszczyk
Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Andrzej Żak
Konsultacja:
mgr Małgorzata Sołtysiak
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 311[32].Z6.03
Wykonywanie dokumentacji konstrukcji wielkowymiarowych z drewna zawartego
w modułowym programie nauczania dla zawodu technik technologii drewna.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
2
SPIS TREŚCI
1. Wprowadzenie 3
2. Wymagania wstępne 5
3. Cele kształcenia 6
4. Materiał nauczania 7
4.1. Ogólna charakterystyka konstrukcji nośnych wielkowymiarowych 7
4.1.1. Materiał nauczania 7
4.1.2. Pytania sprawdzające 14
4.1.3. Ćwiczenia 14
4.1.4. Sprawdzian postępów 16
4.2. Wiązary i dźwigary – kratowe, płaskie 17
4.2.1. Materiał nauczania 17
4.2.2. Pytania sprawdzające 24
4.2.3. Ćwiczenia 24
4.2.4. Sprawdzian postępów 25
4.3. Konstrukcje klejone 26
4.3.1. Materiał nauczania 26
4.3.2. Pytania sprawdzające 31
4.3.3. Ćwiczenia 31
4.3.4. Sprawdzian postępów 32
4.4. Konstrukcje ciesielskie 33
4.4.1. Materiał nauczania 33
4.4.2. Pytania sprawdzające 38
4.4.3. Ćwiczenia 38
4.4.4. Sprawdzian postępów 40
4.5. Elementy składowe dachu 41
4.5.1. Materiał nauczania 41
4.5.2. Pytania sprawdzające 48
4.5.3. Ćwiczenia 49
4.5.4. Sprawdzian postępów 50
4.6. Połączenia elementów drewnianych w konstrukcjach ciesielskich 51
4.6.1. Materiał nauczania 51
4.6.2. Pytania sprawdzające 57
4.6.3. Ćwiczenia 58
4.6.4. Sprawdzian postępów 59
5. Sprawdzian osiągnięć 60
6. Literatura 66
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
3
1. WPROWADZENIE
Poradnik ten będzie Ci pomocny w nabywaniu umiejętności z zakresu wykonywania
dokumentacji konstrukcji wielkowymiarowych z drewna.
Jednostka modułowa: Wykonywania dokumentacji konstrukcji wielkowymiarowych
z drewna jest jedną z podstawowych jednostek dotyczących technologii projektowania
wyrobów drewna.
W poradniku zamieszczono:
1. Wymagania wstępne, czyli wykaz niezbędnych umiejętności, które powinieneś posiadać,
aby przystąpić do realizacji tej jednostki modułowej.
2. Cele kształcenia jednostki modułowej, które określają umiejętności, jakie opanujesz
w wyniku procesu kształcenia.
3. Materiał nauczania, który zawiera informacje niezbędne do realizacji zaplanowanych
szczegółowych celów kształcenia, umożliwia samodzielne przygotowanie się do ćwiczeń
i zaliczenia sprawdzianów. Wykorzystaj do poszerzenia wiedzy wskazaną literaturę oraz
inne źródła informacji. Obejmuje on również:
− pytania sprawdzające wiedzę niezbędną do wykonania ćwiczeń,
− ćwiczenia z opisem sposobu ich wykonania oraz wyposażenia stanowiska pracy,
− sprawdzian postępów, który umożliwi sprawdzenie poziomu Twojej wiedzy po
wykonaniu ćwiczeń.
4. Sprawdzian osiągnięć w postaci zestawu pytań sprawdzających opanowanie umiejętności
z zakresu całej jednostki. Zaliczenie jest dowodem nabytych umiejętności określonych
w tej jednostce modułowej.
5. Wykaz literatury dotyczącej programu jednostki modułowej.
Jeżeli masz trudności ze zrozumieniem tematu lub ćwiczenia, poproś nauczyciela lub
instruktora o wyjaśnienie i ewentualne sprawdzenie, czy dobrze wykonujesz daną czynność.
Po przyswojeniu materiału spróbuj zaliczyć sprawdzian z zakresu jednostki modułowej.
Wykonując sprawdzian postępów powinieneś odpowiadać na pytania tak lub nie, co oznacza,
że opanowałeś materiał lub nie.
Bezpieczeństwo i higiena pracy
W czasie wykonywania ćwiczeń praktycznych musisz przestrzegać regulaminów,
przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy oraz szczegółowych instrukcji opracowanych dla
każdego stanowiska. Przepisy te poznasz podczas trwania nauki.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
4
Schemat układu jednostek modułowych
311[32].Z6.07
Wykonywanie
dokumentacji techniczno-
technologicznej wyrobu
311[32].Z6.06
Określanie trwałości
i wytrzymałości
konstrukcji z drewna litego
i tworzyw drzewnych
311[32].Z6.03
Wykonywanie
dokumentacji
konstrukcji
wielkowymiarowych
z drewna
311[32].Z6.05
Projektowanie wyrobów
stolarki budowlanej
Moduł 311[32].Z6
Technologia projektowania
wyrobów z drewna
311[32].Z6.01
Klasyfikowanie wyrobów
z drewna
311[32].Z6.04
Projektowanie mebli
311[32].Z6.02
Wykonywanie połączeń
elementów
w konstrukcjach z drewna
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
5
2. WYMAGANIA WSTĘPNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
− stosować narzędzia pomiarowe zgodnie z ich przeznaczeniem,
− rozpoznawać gatunki drewna,
− rozróżniać tworzywa drzewne i ich właściwości,
− rozpoznawać połączenia stolarskie,
− organizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp,
− posługiwać się normami,
− wykonywać i odczytywać szkice, schematy i rysunki,
− wykorzystywać techniki komputerowe,
− posługiwać się dokumentacją techniczną.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
6
3. CELE KSZTAŁCENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
− odróżnić konstrukcje nośne wielkowymiarowe z drewna i tworzyw drzewnych,
− określić przeznaczenie i warunki pracy konstrukcji nośnych,
− naszkicować i zwymiarować konstrukcje nośne,
− dobrać połączenia do typu i warunków pracy konstrukcji nośnej,
− odczytać rysunki wykonawcze konstrukcji ciesielskich,
− dobrać rozwiązania konstrukcyjne ścian, stropów i dachów,
− wykonać szkice połączeń elementów ścian i dachu.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
7
4. MATERIAŁ NAUCZANIA
4.1. Ogólna charakterystyka konstrukcji nośnych
wielkowymiarowych
4.1.1. Materiał nauczania
Konstrukcje drewniane należą do najstarszych realizacji budowlanych. Były one przez
długie lata niezastąpione, a i obecnie – mimo wysokiej ceny drewna w większości krajów –
stały się w wielu przypadkach ponownie konkurencyjne w stosunku do konstrukcji stalowych
i żelbetowych. Zawdzięcza się to głównie szeroko rozwiniętym badaniom nad
właściwościami drewna i materiałów drewnopochodnych, jak również badaniom nad samymi
konstrukcjami drewnianymi. Dzięki temu nastąpił znaczny postęp techniczny
w kształtowaniu, konstruowaniu i technologii wykonawstwa.
Nowoczesny rozwój konstrukcji drewnianych datuje się od końca XIX wieku, kiedy to
zastosowano do połączeń elementów łączniki stalowe o dużej nośności (pierścienie
Tuchscherera). Punkt kulminacyjny rozwoju tych konstrukcji przypada na okres pierwszej
wojny światowej. Potrzeby budownictwa wojennego oraz konieczność szybkiej odbudowy
zniszczonych obiektów o dużej rozpiętości, jak hangary, zajezdnie tramwajowe,
parowozownie, hale fabryczne i inne, zmusiły inżynierów do udoskonalenia projektowanych
konstrukcji drewnianych, polegającego na stosowaniu złączy inżynierskich zamiast dotąd
wykonywanych tradycyjnych połączeń ciesielskich. Równocześnie zwiększono znacznie
sortyment nowoczesnych łączników. Przestano także projektować konstrukcje o niewyraźnym
układzie statycznym, przechodząc bądź do elementów statycznie wyznaczalnych, bądź też do
układów takich, jak łuki i ramy dwuprzegubowe oraz inne konstrukcje przeważnie z jednym
stopniem statycznej niewyznaczalności. Jednocześnie uznano, że z powodu ograniczonych
zasobów drewna i braku drewna o dużych przekrojach, należy dążyć przede wszystkim do
stosowania konstrukcji całkowicie klejonych lub wykonywanych z elementów klejonych
łączonych na łączniki metalowe. W warunkach polskich uważa się poza tym za celowe
stosowanie konstrukcji mieszanych z drewna i materiałów drewnopochodnych, jak sklejka
wodoodporna oraz płyty pilśniowe twarde (do konstrukcji mniej odpowiedzialnych).
Zapewnienie długotrwałości konstrukcjom drewnianym jest możliwe, jeżeli otrzymają
one zabezpieczenie właściwe dla środowiska, w którym będą się znajdowały. Dzięki
podkreślonemu wyżej postępowi technicznemu oraz uprzemysłowieniu wykonawstwa
konstrukcji drewnianych stworzone zostały obecnie odpowiednie warunki do racjonalnego ich
projektowania i stosowania. [1, s. 11]
Ogólna charakterystyka drewna
Drewno jest bardzo dobrym materiałem budowlanym, ale ciągle zmniejszające się jego
zasoby narzucają konieczność racjonalnego i umiejętnego posługiwania się tym tworzywem,
a jednocześnie stosowania go w obiektach, w których jest ono bądź niezbędne, bądź też
konkuruje z rozwiązaniami w materiałach szerzej dostępnych (stal, żelbet).
Jedną z cennych zalet drewna jest jego duża wytrzymałość na ściskanie i rozciąganie przy
stosunkowo niewielkim ciężarze właściwym. Porównując wskaźniki określające wielkość
podstawowych naprężeń na ściskanie i rozciąganie na jednostkę objętości drewna i stali
stwierdzono, że ciężar własny konstrukcji drewnianej przy tej samej rozpiętości i obciążeniu
jest zbliżony do ciężaru konstrukcji stalowej. Wobec dużego współczynnika rozszerzalności
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
8
liniowej stali i żelbetu, istnieje często potrzeba stosowania – przy projektowaniu konstrukcji
z tych materiałów – specjalnych łożysk podporowych i szwów dylatacyjnych. Wartość tego
współczynnika dla drewna jest natomiast tak mała, że w praktyce można wykonywać
konstrukcje drewniane nawet o dużych rozpiętościach na nieskomplikowanych stałych
podporach.
Ze względu na odporność drewna na dymy i gazy chemiczne można je stosować do
konstrukcji dachowych dużych kuźni, zakładów chemicznych, składów nawozów sztucznych
itp. Konstrukcje drewniane są w tych przypadkach bardziej odpowiednie niż stalowe lub
żelbetowe. [1, s. 12]
Uzyskanie odpowiedniego surowca drzewnego wymaga dużo czasu. Drzewa iglaste
używane do otrzymania materiału na elementy konstrukcji mają największą wartość dla celów
technicznych dopiero w wieku 80 ÷ 100 lat i nie istnieją, dotychczas możliwości skrócenia
czasu dojrzewania surowca. Drewno ma dużo wad wzrostu, ponadto jest materiałem
niejednorodnym i anizotropowym, dla którego własności mechaniczno-fizyczne są funkcją
miejsca i kierunku. Wyżej wymienione mankamenty stwarzają potrzebę starannego
sortowania drewna przed jego użyciem do konstrukcji oraz takiej formy projektowania
połączeń, która uwzględniałaby specyficzne właściwości drewna.
Ogólna charakterystyka konstrukcji drewnianych
W obecnym okresie szybkiego postępu technicznego i związanej z tym konieczności
modernizacji zakładów przemysłowych, często nawet po 10 ÷ 15 letnim okresie ich
eksploatacji, powstaje potrzeba przebudowy hal przemysłowych w kierunku podwyższenia
ich wysokości lub zwiększenia rozpiętości.
Rys.1. Montaż konstrukcji [22]
Konstrukcje drewniane są łatwo rozbieralne, materiał przy rozbiórce mało się niszczy
i może być ponownie użyty, co jest dużą zaletą. Z tego względu szczególnie hale wystaw
i targów, obiekty sportowe i inne o zmiennej lokalizacji celowo jest w wielu przypadkach
wykonywać z drewna. [1, s. 12]
Rys.2. Sala koncertowe (Finlandia) [22]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
9
Rys.4. Restauracja parkowa [22] Rys.5. Wieża obserwacyjna [22]
Rys.6. Biblioteka [22]
Wśród dalszych zalet konstrukcji drewnianych wymienić należy: łatwość obróbki,
możliwość przemysłowej produkcji, małe prawdopodobieństwo uszkodzeń przy transporcie
oraz możliwość wykonania montażu w dowolnej porze roku bez specjalnych zabiegów.
Nowoczesne łączniki inżynierskie, a w szczególności kleje, stwarzają możliwość wykonania
przekryć hal o rozpiętości do 100 m.
Rys.7. Sala koncertowa [22]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
10
Dla zmniejszenia przekrojów klejonych elementów bez obniżania ich nośności można
obecnie stosować wzmacnianie ich prętami stalowymi przyklejonymi do drewna specjalnymi
klejami i w sposób gwarantujący wzajemną współpracę obu materiałów. Należy podkreślić,
że obecnie za najbardziej postępowe rozwiązania konstrukcji drewnianych, szczególnie
nadających się do wykonywania w zakładach przemysłowych, uważa się konstrukcje klejone
składające się z elementów o przekroju prostokątnym wykonywanych desek. Montaż tych
konstrukcji na budowie sprowadza się do scalania prefabrykowanych elementów za pomocą
mechanicznych łączników. Belki klejone pełne wykonuje się dla rozpiętości 10 ÷ 25,0 m,
wyjątkowo 30 m, belki zaś o przekroju dwuteowym z desek lub znacznie rzadziej ze sklejki.
Konstrukcje wspornikowe, szczególnie z odciągami w zadaszeniach trybun sportowych mają
wysięg dochodzący nawet do 30,0 m, zwykle jednak 10 ÷ 15 m.
Rys.8. Trybuny widowiskowe [22]
Do przekryć hal przemysłowych i sportowych stosuje się łuki klejone, których rozpiętość
waha się w granicach 10 ÷ 80 m
Rys. 9. Konstrukcja przykrycia w postaci łuków trójprzegubowych strzelistych [1, s. 18]
Na rysunku 9 pokazano konstrukcję drewnianą nad halą fosfatu w postaci łuków
trójprzegubowych strzelistych o rozpiętościach 48,0 m; wykonuje się je nawet do rozpiętości
60 m. Przekrycie trójnawowej hali przemysłowej dźwigarami łukowymi trójprzegubowymi
pokazano na rysunku 10 ; stosuje się je również do rozpiętości 60,0 m.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
11
Rys.10. Konstrukcja przykrycia hali przemysłowej trójnawowej składającej się z łuków trójprzegubowych
[1, s. 19]
W konstrukcjach drewnianych klejonych można wykonywać przejścia dla pieszych np.
nad ulicą. Taki rodzaj konstrukcji jest szczególnie ważny, jeżeli po niedługim czasie zachodzi
potrzeba zmiany jej lokalizacji.
Rys.11. Most Leonardo (Szwecja) [22]
Konstrukcje drewniane belkowe, kratowe, łukowe i ramowe oraz różnego rodzaju kopuły
wykonywane z elementów łączonych na łączniki mechaniczne opisano w dalszych
rozdziałach poradnika. Są one traktowane jako nadające się do stosowania w drugiej
kolejności, biorąc pod uwagę mniejszy stopień ich uprzemysłowienia. Konstrukcje drewniane
mogą być dostosowane i do indywidualnych projektów, ale to pociągać będzie znacznie
wyższe koszty. [1, s. 15]
Zmiany w zawartości wilgoci w drewnie powodują jego pęcznienie i kurczenie się
związane z pękaniem, które to zjawiska – szczególnie w konstrukcjach nie zabezpieczonych
od opadów atmosferycznych – wpływają destrukcyjnie na pracę złączy i stwarzają
jednocześnie możliwość zagrzybienia. Z tych względów przy budowie obiektów narażonych
na większe zawilgocenie należy unikać konstrukcji drewnianych nie zabezpieczonych.
Wypada w ogóle podkreślić, że stosowanie na elementy budowlane drewna bez
zabezpieczenia go przed nawilgoceniem i bez stworzenia warunków przewiewu dla
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
12
konstrukcji, łatwo może doprowadzić do zagrzybienia drewna, szczególnie na podporach
i w pobliżu okapów, co spowodować może nawet zawalenie konstrukcji. Nie należy stosować
przekryć drewnianych nad pomieszczeniami, w których temperatura powietrza przekracza
55˚C oraz wszędzie tam, gdzie istnieje zagrożenie pożarowe, gdyż drewno jest materiałem
łatwo zapalnym. Przez odpowiednią impregnację drewno można uczynić trudno zapalnym,
ale środki przeciwogniowe w naszych warunkach są stosunkowo kosztowne.
Wypada jeszcze zwrócić uwagę, że konstrukcje drewniane wymagają dość starannej
okresowej konserwacji, analogicznej jak np. konstrukcje stalowe.
Rys. 12. Konstrukcja kładki dla pieszych składająca się z łuków dwuprzegubowych klejonych pełnych
(Szwecja) [1, s. 19]
Rodzaje konstrukcji prefabrykatów budowlanych z drewna i tworzyw drzewnych
Ściany płytowe
Ściany płytowe stosuje się w budynkach składanych, z gotowych (prefabrykowanych)
elementów ściennych, podłogowych, dachowych i stropowych. Elementy budynków
wykonuje się masowo w postaci płyt w wytwórniach wyposażonych w urządzenia
mechaniczne (piły tarczowe, wahadłowe, taśmowe, strugarki, dłutarki, frezarki itp.),
z drewna impregnowanego w celu zabezpieczenia przed wpływami atmosferycznymi.
Przy składaniu budynków z elementów prefabrykowanych uzyskuje się wiele korzyści
natury gospodarczej, a przede wszystkim:
− znaczną oszczędność drewna dzięki masowej produkcji i lepszemu wykorzystaniu
materiału;
− dużą trwałość elementów i możliwość wielokrotnego ich używania;
− szybkość ustawienia i rozbiórki budynku;
− łatwość magazynowania i transportu elementów.
Ze względu na wymienione korzyści konstrukcje z gotowych elementów są stosowane
przede wszystkim do budynków tymczasowych, jak hotele robotnicze, stołówki, świetlice na
budowlach, do przenośnych magazynów itp. Po spełnieniu swego zadania konstrukcje te
rozbiera się i ustawia w innych miejscach.
Rozróżnia się 3 typy ściennych płyt zewnętrznych: pełne, okienne i drzwiowe; płyty te
mogą być niskie lub wysokie.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
13
Rys.12. Płyty ścienne zewnętrzne: a) pełna niska; b) okienna wysoka; c) drzwiowa niska. 1 – ramiaki, 2 – listwy
usztywniające, 3 – łaty dodatkowe, ograniczające otwory, 4 – deskowanie, 5 – płyta pilśniowa twarda, 6 – karton
falisty, 7 – izolacja ciepłochronna [1, s. 345]
W budownictwie, szczególnie przemysłowym, zaczęto stosować do przekryć
prefabrykowane płyty dachowe wykonane z materiałów drewnopochodnych i drewna, a do
przegród – podobne płyty ścienne. Są to płyty trójwarstwowe składające się z okładzin
i rdzenia zespolone ze sobą klejem wodoodpornym. Rdzeń może być w postaci szkieletu
drewnianego lub innego (tzw. płyty żebrowe), jak również może być wykonany jako pełny,
z materiału o małej przewodności cieplnej, np. styropianu lub paździerzy. Okładziny
wykonuje się z różnych tworzyw.
Produkowane płyty żebrowe stosuje się do lekkich przekryć i do ścian osłonowych. Żebra
zaprojektowano o przekroju skrzynkowym, okładzinę zaś jako płytę warstwową. Płyty żebrowe
mają także żebra o przekroju skrzynkowym; okładzinę górną (ściskaną) zaprojektowano ze
sklejki wodoodpornej, grubości 6 mm, a dolną o grubości 5 mm. [1, s. 346]
Rys.13. Płyty dachowe: a), b), c) żebrowo-warstwowe, d) e), f) warstwowe [1, s. 346]
1 - płyta warstwowa, 2 - żebro o przekroju skrzynkowym, 3 - sklejka, 4 - żebro z drewna litego, 5 - izolacja,
6 - płyta paździerzowa, 7 - płyta paździerzowa γ2, 8 — płyta paździerzowa γ3, 9 - papa izolacyjna
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
14
Płyty dachowe z paździerzy wykonuje się przeważnie jako trójwarstwowe, stosując na
okładziny płyty paździerzowe o większym ciężarze objętościowym (o większej
wytrzymałości), a na rdzeń płytę paździerzową lżejszą, spełniającą rolę izolacji termicznej.
W płytach produkcji krajowej okładziny przykleja się do żeber lub rdzenia klejem fenolowo-
formaldehydowym.
Rys.14. Montaż ściany z elementów prefabrykowanych [22]
Rys.15. Osiedle domów z elementów prefabrykowanych [22]
4.1.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie konstrukcje nazywamy wielkowymiarowymi?
2. Jaki jest zastosowanie konstrukcji wielkowymiarowych?
3. Jakie zalety i wady maja konstrukcje wielkowymiarowe z drewna?
4. Jakie kształty maja konstrukcje wielkowymiarowe?
5. Jak nazywają się elementy konstrukcji nośnych?
6. W jakich miejscach konstrukcje drewniane maja przewagę nad stalowymi?
7. Jakie są zalety stosowania elementów prefabrykowanych z drewna?
8. Jakie znasz rodzaje elementów prefabrykowanych?
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Określ zastosowanie drewnianych konstrukcji nośnych.
Sposób wykonania ćwiczenia
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
15
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) zapoznać się z literaturą dotyczącą tego tematu,
2) dokonać analizy zastosowania konstrukcji,
3) wskazać przykłady zastosowania,
4) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
5) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.
Wyposażenie stanowiska pracy:
– katalogi, prospekty,
– dokumentacja techniczno-technologiczna,
– zestaw norm,
– literatura z rozdziału 6.
Ćwiczenie 2
Wskaż możliwość zastosowania drewnianych konstrukcji nośnych.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) zapoznać się z literaturą dotyczącą tego tematu,
2) określić warunki pracy konstrukcji,
3) wskazać wady i zalety drewna w określonych warunkach otoczenia,
4) określić wpływ kształtu na wytrzymałość konstrukcji,
5) określić wytrzymałości drewna,
6) dokonać analizy możliwości zastosowania konstrukcji,
7) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
8) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.
Wyposażenie stanowiska pracy:
– katalogi, prospekty,
– dokumentacja techniczno-technologiczna,
– zestaw norm,
– literatura z rozdziału 6.
Ćwiczenie 3
Dokonaj analizy dokumentacji konstrukcyjnej wybranej konstrukcji nośnej.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) dokonać analizy konstrukcji nośnej na podstawie dokumentacji,
2) przeprowadzić analizę rozpoznania typu konstrukcji,
3) dokonać analizy kształtu i wymiarów elementów,
4) przeprowadzić analizę sposobu łączenia elementów,
5) zanotować wnioski,
6) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
7) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
16
Wyposażenie stanowiska pracy:
– dokumentacja techniczno-technologiczna,
– literatura z rozdziału 6.
4.1.4. Sprawdzian postępów
Tak Nie
Czy potrafisz:
1) zdefiniować pojecie konstrukcji wielkowymiarowej? ¨ ¨
2) wskazać zastosowanie konstrukcji wielkowymiarowych? ¨ ¨
3) określić zalety i wady konstrukcji z drewna? ¨ ¨
4) scharakteryzować kształty konstrukcji wielkowymiarowych? ¨ ¨
5) określić nazwy elementów konstrukcji? ¨ ¨
6) scharakteryzować jaką mają przewagę konstrukcji drewniane
nad stalowymi? ¨ ¨
7) określić zalety konstrukcji prefabrykowanych? ¨ ¨
8) określić rodzaje elementów konstrukcji prefabrykowanych? ¨ ¨
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
17
4.2. Wiązary i dźwigary – kratowe, płaskie
4.2.1. Materiał nauczania
Wiązary
Konstrukcje kratowe, których głównym zadaniem jest przenoszenie obciążenia z dachu,
świetlików itp. na podpory, nazywamy wiązarami; konstrukcje kratowe płaskie spełniające
zadanie podciągów lub belek nadbramowych – dźwigarami kratowymi. Konstrukcje te
składają się z pasów i łączących je elementów kraty. Elementy pionowe kraty nazywamy
słupkami, elementy zaś pochyłe krzyżulcami. Odległości między sąsiednimi węzłami pasa
wiązara nazywamy długością przedziału. W dalszym ciągu poradnika stosowany termin
wiązar oznaczać będzie zarówno właściwe wiązary, jak i dźwigary kratowe.
Podstawowymi elementami nośnymi wiązarów są pasy, pozostałe elementy – kraty
odgrywają role drugorzędną. Połączenie prętów w węzłach traktuje się jako przegubowe,
wskutek czego przy obciążeniu węzłowym wiązarów we wszystkich prętach kraty powstają
wyłącznie siły osiowe. Przy obciążeniu pasów między węzłami powstaje w pasach
dodatkowo zginanie. Połączenia węzłowe i stykowe wiązarów konstruuje się dotychczas albo
na podatnych złączach, przy zastosowaniu łączników w postaci gwoździ, pierścieni itp., albo
na wręby. Przy podatnych złączach łatwo jest o powstanie wstępnych przesunięć w węzłach
i stykach powodujących trwałe, trudno uchwytne w obliczeniach, odkształcenia wiązarów.
Jest to szczególnie niebezpieczne dla konstrukcji statycznie niewyznaczalnych, w których
wskutek tego może łatwo powstać przeciążenie niektórych elementów. Z tego powodu
wiązary kratowe belkowe należy projektować przeważnie jako ustroje statycznie
wyznaczalne. [1, s. 198]
Rys.16. Schematy wiązarów kratowych: a) ÷ f) trójkątnych, g) ÷ k) dwutrapezowych, l) z górnym pasem
łukowym, m), n) kratowych z drugorzędnym podparciem [1, s. 197]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
18
Geometryczny kształt wiązarów - wpływ kształtu na pracę elementów konstrukcji
Na wybór kształtu wiązarów wpływają przede wszystkim: rodzaj pokrycia, kąt
pochylenia połaci dachowej, rozpiętość, rodzaj świetlików itp.
Praca wiązarów kratowych podobna jest do pracy wysokich dźwigarów dwuteowych
gwoździowanych, w których głównymi elementami pracującymi są pasy, i z tego względu
w przybliżeniu można przyjąć, że siły w pasach wiązarów kratowych określa stosunek Mx/hx.
W związku z powyższym można stwierdzić, że w wiązarach o pasach równoległych lub
o zbliżonym kształcie siły rozciągające i ściskające zmniejszają się od środka ku podporom.
W wiązarach trójkątnych ramię momentu zmniejsza się szybciej niż same momenty, wskutek
czego siły podłużne w pasach zwiększają się od środka rozpiętości ku podporom. Jeżeli
w wiązarach pas górny ma kształt paraboli, to przy obciążeniu równomiernie rozłożonym na
całej rozpiętości wiązara w pasach będzie działać siła stała na całej linii długości. [1, s. 198]
Rys.17. Schematy wiązarów kratowych z pokazaniem rozkładu sił w prętach: a) trójkątnego, b) dwutrapezowego
o małym spadku połaci dachowej, c) dwutrapezowego z dużym spadkiem połaci dachowej, d) o pasach
równoległych [1, s. 199]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
19
Kształt geometryczny wiązarów wpływa również na wielkość sił w elementach kraty,
lecz odwrotnie niż w pasach, tzn. jeśli siły w pasach zmniejszają się, to w odpowiednich
przedziałach siły w elementach kraty wzrastają. W wiązarach z górnym pasem parabolicznym
pracujących pod obciążeniem równomiernie rozłożonym na całej długości, elementy kraty
udziału w pracy nie biorą. Siły powstają w nich dopiero przy obciążeniu wiązara ciężarem
jednostronnym lub nierównomiernym.
Nachylenie do poziomu krzyżulców jest przeważnie zmienne, ponieważ przedziały
stosuje się również przeważnie o jednakowych długościach w celu ujednolicenia wymiarów
płatwi i krokwi. W wiązarach trójkątnych i w wiązarach z górnym pasem łukowym odstępuje
się czasami od tej zasady, dając wszystkie krzyżulce na połowie rozpiętości o jednakowym
pochyleniu. Przy takim układzie prętów kraty występuje zagęszczenie krzyżulców i słupków
w pobliżu podpór, co dodatnio wpływa na sztywność wiązarów i przyczynia się do
zmniejszenia ich ugięcia. Ujemną stroną jednakowego pochylenia krzyżulców jest
zwiększenie długości wyboczeniowej pasa ściskanego w przedziałach środkowych oraz
dodatkowe ich zginanie od obciążenia płatwiami umieszczonymi w pasie między węzłami.
Wszystkie krzyżulce kraty płaskiej na połowie rozpiętości mogą mieć kierunek albo
opadający, albo wznoszący się ku środkowi wiązara. Mogą one też być na tej długości
o zmiennym pochyleniu. W wiązarach trójkątnych krzyżulce wznoszące się są rozciągane,
a słupki ściskane. Przy zmianie kierunku krzyżulców w tych wiązarach krzyżulce będą
ściskane, a słupki rozciągane. W wiązarach o pasach równoległych lub trapezowych
trapezowych małym spadku krzyżulce opadające ku środkowi wiązara są rozciągane, a słupki
ściskane. Przy pochyleniu krzyżulców od środka wiązara ku podporom krzyżulce będą
ściskane, a słupki rozciągane. W przypadku gdy krzyżulce przystosowane są tylko do
przenoszenia sił rozciągających, przy możliwości powstawania w prętach naprężeń
zmiennego znaku stosuje się w tych przedziałach dodatkowe krzyżulce o przeciwnym
pochyleniu. Pracującym w przedziale będzie jednak zawsze tylko jeden krzyżulec,
a w drugim zaś krzyżulcu siła będzie równa zeru. W celu zmniejszenia długości
wyboczeniowej krzyżulców stosuje się niekiedy kratę dwukrzyżulcową bez słupów, łącząc
krzyżulce w miejscu skrzyżowania. [1, s. 199]
Dźwigary kratowe
Dźwigar kratowy (kratownica) jest to zespół prętów (krata), połączonych z sobą
w miejscach zwanych węzłami. Pręty kratownic wykonane są z krawędziaków, desek lub bali.
Połączenie prętów w węzłach wykonuje się na gwoździe, sworznie gładkie, pierścienie,
a niekiedy nawet na wręby, podobnie jak w konstrukcjach ciesielskich.
Pręty dolne i górne kratownic (poziome lub pochyłe) nazywamy pasami, pręty pionowe
ściskane – słupkami, rozciągane – wieszakami, pręty ukośne – krzyżulcami. Wszystkie
elementy prócz pasów nazywamy prętami kraty.
Kratownice stosuje się niemal wyłącznie jako wiązary dachowe, jedynie w nielicznych
przypadkach stanowią one inne elementy konstrukcji dachowych.
Pas dolny kratownic projektuje się zawsze poziomy, przy wykonywaniu jednak dźwigarów
węzły dolne podnosi się nieco do góry po linii paraboli, aby przy pełnym obciążeniu dźwigara
uniknąć widocznego ugięcia pasa dolnego. Wielkość odwrotnej strzałki wynosi zwykle
1/200 ÷ 1/250 rozpiętości.
Rozróżnia się 2 zasadnicze typy dźwigarów kratowych:
− trójkątne; (pasach równoległych lub pochyłych)
− mansardowe.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
20
Rys.18. Schematy dźwigarów kratowych trójkątnych: a) z krzyżulcami pochylonymi w kierunku podpór,
b) z krzyżulcami pochylonymi w kierunku środka dźwigara [1, s. 206]
Rys. 19. Dźwigar mansandrowy [1, s. 221]
Wiązary łukowe
Przy rozpiętościach większych od 24÷25 m kratowe wiązary belkowe stają się mniej
ekonomiczne i trudniejsze w konstruowaniu i wykonawstwie od konstrukcji rozporowych
takich, jak łuki lub układy trójkątne trójprzegubowe. Wiązary łukowe trójprzegubowe
wykonuje się przeważnie z dwóch wiązarów segmentowych kratowych lub ze ścianką pełną
krzyżulcową oraz rzadziej z wiązarów kratowych łukowych o pasach równoległych. Wiązary
łukowe dwuprzegubowe wykonuje się jako kratowe lub ze ścianką krzyżulcową pełną.
Trójkątne układy trójprzegubowe kratowe lub pełne stosuje się w celu uzyskania płaskich
połaci dachowych oraz otrzymania – w pewnych przypadkach – łatwiejszych do wykonania
rozwiązań konstrukcyjnych przekryć. Ponieważ zarówno kratowa jak i pełna konstrukcja
elementów składowych wiązarów łukowych bądź układów trójkątnych jest podobna do
konstrukcji wiązarów kratowych lub pełnych. [1, s. 253]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
21
Rys.20. Rodzaje łuków: a) łuk trój-przegubowy ze ścianką pełną (kratową), b) łuk dwuprzegubowy pełny
(kratowy), c) łuk dwuprzegubowy krążynowy [1, s. 253]
Wytyczne obliczania łuków
Wiązary łukowe wykonuje się wg osi parabolicznej lub kołowej. Pomimo korzyści, jakie
wynikają z zastosowania łuków parabolicznych (momenty od obciążenia równomiernie
rozłożonego na całej rozpiętości są równe zeru), najczęściej wykonuje się łuki kołowe jako
prostsze w wykonaniu (promień łuku stały).
Strzałka wiązarów łukowych (w osiach pasów) powinna wynosić:
− dla łuków krążynowych z króciaków na rąb – f/L ≥ 1/6
− dla łuków o przekroju dwuteowym ze ścianką kratową lub pełną – f/L ≥ 1/8
gdzie f strzałki mierzone w osi wiązara. [1, s. 254]
Podciągi
Nośność belek i podciągów w tradycyjnym wykonaniu można powiększyć przez
zastosowanie:
− siodełek na słupkami ,
− podparcia w przęsłach zastrzałami (mieczami),
− podparcia zastrzałami z siodełkami,
− podparcia o układzie trójkątno-zastrzałowym,
− podparcia o układzie trapezowo-zastrzałowym.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
22
Rys.21. Podparcie podciągów: a) zastrzałami, b) siodełkami, c) siodełkami i zastrzałami, d) zastrzałami
w układzie trójkątnym, e) zastrzałami w układzie trapezowym; 1 – zastrzał, 2 – siodełko, 3 – ściąg [1, s. 168]
Zaletą tych konstrukcji jest prostota ich wykonania przy niedużym użyciu stali na klamry
i inne łączniki pomocnicze. Rozwiązania takie stosuje się w konstrukcjach stałych
i tymczasowych przy rozstawie podpór drewnianych 4 ÷ 8 m oraz przy użyciu na nie drewna
okrągłego lub tarcicy. Jako najbardziej odpowiedni kąt pochylenia zastrzałów przyjmuje się
α = 45º. Przy mniejszym kącie pochylenia zwiększa się rozpór, przy większym zaś – znacznie
obniżają się podpory zastrzałów, zmniejszające w ten sposób użytkową wysokość
pomieszczenia. Zastrzały wychylają się zazwyczaj poza słup na odległość 0,20 – 0,33 L,
a w układach trójkątno-zastrzałowych – 1/2 L. W układach z siodełkami długość ich mieści
się w granicach 0,4 – 0,5 L. [1, s. 169]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
23
Więźby (wiązania) dachowe
Konstrukcje drewniane, na których spoczywa podkład dachowy pokrycia (łaty,
deskowania), mają za zadanie przeniesienie obciążenia z dachu na mury i ewentualnie,
w określonych miejscach, na stropy. Konstrukcje te, składające się z elementów połączonych
ze sobą na wręby lub inne złącza ciesielskie, noszą nazwę więźby dachowej lub wiązania
dachowego. Głównymi częściami więźby są wiązary. Rozróżnia się wiązary pełne i puste.
Najprostszy wiązar musi składać się co najmniej z dwóch krokwi. Wiązary puste przenoszą
większą część obciążenia z dachu na ściany i na ogół nie bezpośrednio na nie, lecz za
pośrednictwem płatwi przez wiązary pełne. Podpory krokwi na płatwiach w wiązarach
pustych lub na jętkach w wiązarach jętkowych (bez usztywnień) są podporami sprężystymi
Rys.22. Schematy najczęściej spotykanych typów wiązarów: a) wiązar płatwiowo-kleszczowy pełny, b) wiązar
płatwiowo-kleszczowy pusty, c) wiązar jętkowy
1 – krokiew, 2 – płatew, 3 – jętka, 4 – kleszcze, 5 – zastrzał, 6 – mlecz, 7 – ścianka kolankowa, 8 – murłata,
9 – podwalina, 10 – słupek [1, s. 151]
Projektowana konstrukcja powinna być przejrzysta pod względem pracy statycznej.
Połączenia ciesielskie jako przegubowe i podatne ograniczają zakres projektowanych
konstrukcji do układów statycznie wyznaczalnych, rzadziej do co najwyżej jedno- lub
dwukrotnie statycznie niewyznaczalnych. Połączenia muszą być zaprojektowane w sposób
zapewniający celowość wykonywanej przez nie pracy, a wykonanie ich powinno być
możliwie proste.
W budownictwie mamy do czynienia z dwoma charakterystycznymi typami wiązarów:
− bezrozporowe – jakimi są różnego rodzaju wiązary płatwiowo-kleszczowe,
− rozporowe – jak np. wiązary jętkowe. [1, s. 151]
Wybór konstrukcji więźby dachowej uzależniony jest od wielu czynników, jak szerokość
i długość budynku, nachylenie połaci dachowej, wielkość obciążeń, rozstaw krokwi
i wiązarów pełnych, rozmieszczenie płatwi na długości połaci, rodzaj podparcia płatwi,
istnienie lub brak ścianki kolankowej na poddaszu, obciążenie stropu nad mieszkalnym
poddaszem, rozczłonkowanie obudowy poddaszy i szereg innych.
Rozstawienie krokwi uzależnione jest od rodzaju podkładu pod pokrycie. Na podkład
najmniej zużywa się drewna, jeżeli rozstawienie krokwi wynosi 0,8 – 1,0 m. Oszczędność na
drewnie wiązania dachowego uzyskuje się głównie przez właściwe wymiarowanie krokwi
i płatwi. Krokwie należy projektować o stosunku boków l:3 ÷ l:4 i dążyć do stosowania,
w większości typów dachów, bali o grubości 50 mm. Jest to praktycznie najmniejsza grubość,
która pozwala na wykonanie na krokwiach styku desek lub łat podkładu. W niektórych
przypadkach można by grubość krokwi obniżyć do 38 mm, ale pociąga to za sobą
konieczność zastosowania w miejscach stykowania elementów podkładu poszerzenia oparcia
przez przybicie do krokwi łaty. Obniżenie stosunku oparcia w miejscu krokwi poniżej l:4
wymaga zastosowania między nimi usztywnień ze względu na możliwość zwichrzenia dolnej
krawędzi nie chronionej przez podkład z łat lub desek umieszczonych od góry.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
24
4.2.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Co to jest wiązar?
2. Jakie obciążenia przenosi wiązary a jakie dźwigary?
3. Jaki element konstrukcji nazywamy dźwigarem?
4. Jakie czynniki wpływają na wybór kształtów wiązarów?
5. Jakie są typy dźwigarów kratowych?
6. Jakie znasz rodzaje przekrojów dźwigarów belkowych?
7. W jakich przypadkach maja zastosowanie wiązary łukowe?
8. W jaki sposób można zwiększyć nośność podciągów?
9. Jakie znasz typy wiązarów stosowanych w budownictwie?
10. Nazwij poszczególne elementy składowe konstrukcji nośnej.
4.2.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Rozpoznawanie rodzaju konstrukcji nośnej.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) dokonać analizy literatury na ten temat,
2) dokonać analizy rysunków konstrukcji nośnej,
3) zanotować wnioski,
4) zaprezentować efekty swojej pracy,
5) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.
Wyposażenie stanowiska pracy:
– przybory do pisania,
– rysunki konstrukcji nośnych,
– literatura z rozdziału 6.
Ćwiczenie 2
Wykonaj projekt dźwigara belkowego.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) przyswoić wiadomości dotyczące projektowania dźwigarów,
3) określić materiał i konstrukcje dźwigara,
4) narysować rysunek wykorzystując program komputerowy,
5) zwymiarować i wykonać przekroje,
6) zaprezentować efekty swojej pracy,
7) dokonać oceny ćwiczenia.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
25
Wyposażenie stanowiska pracy:
– zestaw komputerowy z oprogramowaniem,
– literatura z rozdziału 6.
Ćwiczenie 3
Wykonaj rysunek kratowego dźwigara deskowego.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) przyswoić wiadomości dotyczące projektowania dźwigarów,
3) określić materiał i konstrukcje dźwigara,
4) narysować rysunek wykorzystując program komputerowy,
5) zwymiarować i wykonać przekroje,
6) zaprezentować efekty swojej pracy,
7) dokonać oceny ćwiczenia.
Wyposażenie stanowiska pracy:
– zestaw komputerowy z oprogramowaniem,
– literatura z rozdziału 6.
4.2.4. Sprawdzian postępów
Tak Nie
Czy potrafisz:
1) wyjaśnić jaki element konstrukcji nazywamy wiązarem? ¨ ¨
2) wyjaśnić jaki rodzaj obciążeń przenoszą wiązary a jaki dźwigary? ¨ ¨
3) scharakteryzować czynniki wpływające na wybór kształtu wiązarów? ¨ ¨
4) określić typy dźwigarów kratowych? ¨ ¨
5) scharakteryzować przekroje dźwigarów belkowych? ¨ ¨
6) określić zastosowanie wiązarów łukowych? ¨ ¨
7) przedstawić sposoby zwiększania nośności podciągów? ¨ ¨
8) określić typy wiązarów stosowanych w budownictwie? ¨ ¨
9) nazwać poszczególne elementy składowe konstrukcji nośnej? ¨ ¨
10) wykorzystać zdobyte wiadomości w praktycznym działaniu? ¨ ¨
11) dokonać prezentacji wykonanego ćwiczenia? ¨ ¨
12) wykorzystać program komputerowy do narysowania rysunku? ¨ ¨
13) zorganizować stanowisko do wykonania ćwiczeń? ¨ ¨
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
26
4.3. Konstrukcje klejone
4.3.1. Materiał nauczania
Łączenie małowymiarowej tarcicy na klej umożliwia wykonanie elementów o dużych
przekrojach, jakich z naturalnego drewna nie da się otrzymać. Przez zastosowanie
odpowiednich klejów uzyskuje się monolityczne elementy o takiej samej sztywności jak
jednolite. Jest to wynikiem łączenia elementów na całej powierzchni, a nie w poszczególnych
punktach, jak to ma miejsce przy innych łącznikach mechanicznych, nie wyłączając gwoździ.
Jedną z ważnych zalet konstrukcji klejonych jest możliwość zastosowania w jednym
przekroju różnych gatunków (liściastych, iglastych) i klas drewna, co pozwala na racjonalne
wykorzystanie materiału pod względem wytrzymałościowym. Poza tym konstrukcje
o połączeniach tylko na klej dają duże oszczędności drewna, w granicach 25 – 50%
w porównaniu z konstrukcjami z łącznikami mechanicznymi, które osłabiają łączone
elementy. Konstrukcje klejone znajdują zastosowanie w budynkach mieszkalnych,
użyteczności publicznej oraz w budownictwie przemysłowym i wiejskim.
Rozwój prac naukowo badawczych nad konstrukcjami klejonymi oraz postęp techniczny
pod względem technologicznym zarówno w odniesieniu do nowoczesnych klejów, jak
i metod klejenia, przyczyniły się do rozpowszechnienia tych konstrukcji.
W celu umożliwienia właściwego projektowania i wykonania konstrukcji klejonych
konieczna jest znajomość suszenia drewna, obróbki mechanicznej, klejenia, montażu oraz
warunków wykonawstwa i transportu we wszystkich stadiach produkcji.
Materiały do konstrukcji
Do konstrukcji drewnianych klejonych stosuje się tarcicę klasy III - V w zasadzie iglastą,
sosnową i świerkową oraz materiały drewnopochodne, jak: wodoodporna sklejka, płyty
pilśniowe twarde i bardzo twarde, płyty wiórowe prasowane na klejach wodoodpornych lub
częściowo wodoodpornych, w konstrukcjach zabezpieczonych od wpływów
atmosferycznych.
Tarcica
Ze względu na możliwość użycia do wykonania konstrukcji tarcicy gorszych klas jakości
(do stref i miejsc mniej naprężonych) stosuje się jej klasyfikację wg cech
wytrzymałościowych związanych ściśle z ilością dopuszczalnych wad. W tym sensie np.
w konstrukcjach z drewna litego istnieją trzy kategorie elementów, z drewna zaś klejonego
(warstwowego) - cztery kategorie: A, B, B', C z uwagi na warunki pracy - głównie elementów
zginanych. [1, s. 299]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
27
Rys.23. Zestawienie elementów klejonych z pokazaniem kategorii składowych części: a) elementy rozciągane
sklejane na płask, b) elementy rozciągane klejone na rąb, c) elementy ściskane osiowo i mimośrodowo,
d) elementy o wysokości do 50 cm, e) elementy o wysokości powyżej 50 cm, f) dźwigary o przekroju
dwuteowym lub skrzynkowym ze średnikiem ze sklejki lub twardych płyt pilśniowych, g) belki dwuteowe ze
średnikiem z desek na rąb [1, s. 300]
Rozróżniamy klejenie w warstwach poziomych i warstwach pionowych. Na rys. 23
pokazano schematy elementów konstrukcji klejonych z podaniem stref rozmieszczenia
różnych klas jakości drewna wzdłuż i na wysokości belki w zależności od rodzaju pracy i od
wielkości panujących w tych elementach naprężeń.
Na elementy sklejane należy stosować tarcicę nie grubszą niż 50 mm ze względu na
trudności techniczne sklejania. Grubość desek nie powinna być większa niż 40 mm, jeżeli
wysokość elementów warstwowych jest powyżej 35 cm i o ile konstrukcja nie będzie
narażona na wpływy atmosferyczne. W warunkach zmiennego zawilgocenia przy braku
impregnacji przeciwwilgociowej sklejane elementy konstrukcyjne powinny być wykonywane
z desek nie grubszych od 25 - 30 mm.
Grubość wyginanej deski nie powinna być większa niż 30 mm przy promieniu krzywizny
≤1/200 i nie większa niż 40 mm przy r ≤ 1/300.
Deski z sękami o ograniczonych wymiarach mogą być dopuszczone do stosowania tylko
w elementach łukowych o dużym promieniu. Drewno z dużą ilością żywicy nie nadaje się do
klejenia (obfitość żywicy przeszkadza klejeniu).
Sklejka i inne materiały drewnopochodne
Do konstrukcji drewnianych stosuje się sklejkę wodoodporną, płyty pilśniowe twarde,
płyty wiórowe i paździerzowe.
Wytyczne konstrukcyjne
Łączenie elementów na klej powinno być wykonywane w zasadzie wzdłuż włókien.
Połączenia pod kątem dotychczas nie są zbyt pewne i budzą zastrzeżenia co do swej
wytrzymałości. Niepewność połączeń skrzyżowanych elementów jest wynikiem różnego
stopnia pęcznienia lub kurczenia się drewna w zależności od kierunku włókien: wzdłuż,
w poprzek, stycznego i promieniowego. Z tego tytułu w zasadzie nie zaleca się stosowania
tych połączeń w konstrukcjach nośnych. Jeżeli w konstrukcjach mniejszej rozpiętości stosuje
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
28
się połączenia pod kątem 90°, to szerokość desek nie powinna być większa od 10 cm, zaś pod
kątem 45° - nie większa od 15 cm przy stosowaniu klejów syntetycznych i odpowiednio 8
i 12 cm przy stosowaniu klejów (polioctanowinylowych).
Łączenie desek w kierunku długości w strefach skrajnych elementów nośnych pracujących na
ściskanie osiowe, ściskanie mimośrodowe i zginanie wykonuje się na styk skośny
o nachyleniu 1:10 lub na styk klinowy, w którym pochylenie klinów nie może być większe
niż l :10. W strefie środkowej przekroju elementów prostoliniowych stosuje się styk desek do
czoła. Styki skośne o pochyłemu 1:10 i styki klinowe mają prawie taką samą wytrzymałość
jak deski jednolite. Zwraca się przy tym uwagę, że skośny przebieg włókien wpływa na
obniżenie nośności połączenia.
Styki klinowe powinny być oddalone od najbliższego sęka nie mniej niż 15 cm.
Odległość osiowa styków skośnych lub klinowych sąsiadujących warstw nie powinna być
mniejsza niż 20 grubości grubszej deski, a przy stykach do czoła nadto nie mniej niż 50 cm.
Styki na długości nie powinny mieć pochylenia tylko w jedną stronę. W przekroju
poprzecznym elementu warstwowego nie powinno być więcej styków niż 25% wszystkich
desek, przy czym w strefie najbardziej naprężonej nie powinien znajdować się więcej niż
jeden styk. Styki skośne lub klinowe znajdujące się w jednym przekroju powinny być
przedzielone co najmniej dwiema niestykowanymi deskami. [1, s. 305]
Rys.24. Styk tarcicy na długości w elementach klejonych warstwowych: a) styk skośny o nachyleniu 1:10,
b) styk skośny o nachyleniu 1:5, c) styki do czoła, d) styki klinowe o wymiarach wg tabl. 15-4, e) rozstaw osiowy styków
w przylegających warstwach, f) odległości styków w przekroju poprzecznym, g) układ styków skośnych w jednym przekroju,
h) strefy styków skośnych lub klinowych w elementach rozciąganych lub zginanych (por. rys. 15-1), i) strefy styków
skośnych i czołowych w elementach ściskanych, j) styki sklejki do czoła z nakładkami
l - styki skośne lub klinowe, 2 - strefa styków do czoła, 3 – nakładki [1, s. 305]
Rodzaje klejonych konstrukcji
Najbardziej rozpowszechnionymi rodzajami konstrukcji klejonych są belki stropowe,
podciągi, dźwigary dachowe pełne, łuki dwu- i trójprzegubowe, układy trójkątne
trójprzegubowe, wiązary kratowe z górnym pasem łukowym klejonym, ramy dwu-
i trójprzegubowe i wiązary kratowe.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
29
Rys.25. Podstawowe typy drewnianych konstrukcji klejonych: a) belki dwuteowe ze średnikiem z desek na rąb,
belki teowe, b) belki warstwowe, c) dźwigar dwutrapezowy warstwowy, d) belka o przekroju dwuteowyrn albo
skrzynkowym ze średnikiem lub ściankami ze sklejki lub płyt pilśniowych twardych, e) dźwigar dwutrapezowy,
f), g) ramy trój przegubowe, h) rama dwuprzegubowa, i) łuk płaski, j) łuk strzelisty, k) rama trójprzegubowa
o przekroju dwuteowym lub skrzynkowym ze ściankami ze sklejki (z twardych płyt pilśniowych), 1) rama
dwuprzegubowa o przekroju jak w p. k), m) wiązary o połączeniach w węzłach na płyty ze sklejki, n), o) ramy
kratowe o połączeniach w węzłach na płyty ze sklejki, p), r) belki kratowe specjalne [1, s. 307]
Przekroje poprzeczne elementów klejonych stosuje się jako prostokątne dwuteowe lub
rzadziej – skrzynkowe.
Belki stropowe najczęściej wykonuje się jako dwuteowe, ze środnikiem z desek. Jednak
najbardziej typowe przekroje prostokątne i dwuteowe konstrukcji klejonych wykonuje się
z elementów warstwowych jak na rysunku 27.
Spotyka się również konstrukcje o przekroju dwuteowym belkowe i ramowe ze
środnikiem ze sklejki. Pasy tych konstrukcji mogą być z elementów jednolitych lub
warstwowych. [1, s. 306]
Rys.26. Typowe przekroje belek i dźwigarów klejonych: a) dwuteowy ze środnikiem z desek na rąb,
b) prostokątny, c) dwuteowy warstwowy, d), e) dwuteowe ze środnikiem ze sklejki (twardych płyt pilśniowych)
lub desek, f), g) belki o przekroju skrzynkowym ze ściankami ze sklejki (twardych płyt pilśniowych), h), i)
elementy warstwowe zbrojone stalą [1, s. 307]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
30
Dźwigary (belki) stropowe i dachowe
Belki stropowe o przekroju dwuteowym ze środnikiem na rąb stosuje się przy rozpiętości
od 3 do 7 m. Wysokość belek H wynosi 1/16 – 1/22 rozpiętości.
Sztukowanie pasów dolnych belki w kierunku długości wykonuje się na styk skośny lub
klinowy. Styk górnej półki można wykonać do czoła wzmacniając go jednostronnymi
nakładkami o długości 25 cm lub bez nakładek jako styk skośny klinowy.
Deski środnika o podwójnym przekroju skleja się ze sobą tylko na podporze i w miejscach
styku. Wszystkie styki należy rozmieszczać w skrajnych strefach, których długość wynosi 1/3
rozpiętości.
W celu nadania belce większej sztywności należy zastosować przy podporach obustronne
boczne nakładki usztywniające. Beli stropowe o przekroju skrzynkowym stosowane są
rzadko. Belki o większych rozpiętościach wykonuje się jako elementy warstwowe.
Rys.27. Dźwigary warstwowe: a) rozmieszczenie styków w dźwigarze dwutrapezowym, b), c) dźwigary
warstwowe [1, s. 309]
Rys.28. Szczegóły naroży klejonych ram: a) naroże łukowe ramy, b) sposób obcinania naroża ramy dla
uzyskania wymaganego kształtu, c) płatew oparta na wsporniku wciętym w dźwigar
1 – ucinane końce desek, 3 – wspornik [1, s. 315]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
31
4.3.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jaki jest cel produkowania konstrukcji klejonych?
2. Jakie są zalety konstrukcji klejonych?
3. Z jakich materiałów wytwarzane są konstrukcje klejone?
4. Jakie są wytyczne podczas produkowania konstrukcji klejonych?
5. Jakie są sposoby łączenia desek?
6. Określ rodzaje konstrukcji klejonych.
7. Jaki są przekroje poprzecznych elementów klejonych?
8. Wskaż zastosowanie konstrukcji klejonych.
4.3.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Scharakteryzuj materiały używane do produkcji konstrukcji klejonych.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) zapoznać się z literaturą dotyczącą konstrukcji klejonych,
2) scharakteryzować rodzaj stosowanych materiałów,
3) dokonać analizy wymagań stawianych materiałom,
4) zanotować wnioski,
5) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.
Wyposażenie stanowiska pracy:
– przybory do pisania,
– literatura z rozdziału 6.
Ćwiczenie 2
Wykonaj projekt konstrukcji klejonej.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) zapoznać się z literaturą na ten temat,
2) dokonać analizy dokumentacji budowlanej,
3) ustalić wymiary konstrukcji i kształt,
4) ustalić materiały konstrukcyjne,
5) wykonać rysunek,
6) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.
Wyposażenie stanowiska pracy:
– zestaw komputerowy z oprogramowaniem,
– plany budowlane,
– zestaw norm,
– literatura z rozdziału 6.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
32
Ćwiczenie 3
Wykonaj projekt belki stropowej klejonej.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) zapoznać się z literaturą na ten temat,
2) dokonać analizy dokumentacji budowlanej,
3) ustalić wymiary belki i kształt,
4) określić wymiary poszczególnych elementów,
5) wykonać rysunek,
6) zwymiarować rysunek,
7) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.
Wyposażenie stanowiska pracy:
– zestaw komputerowy z oprogramowaniem,
– plany budowlane,
– zestaw norm,
– literatura z rozdziału 6.
4.3.4. Sprawdzian postępów
Tak Nie
Czy potrafisz:
1) określić cel produkowania konstrukcji klejonych? ¨ ¨
2) scharakteryzować zalety konstrukcji klejonych ¨ ¨
3) określić materiały stosowane do produkcji konstrukcji klejonych? ¨ ¨
4) scharakteryzować wytyczne podczas produkowania konstrukcji klejonych? ¨ ¨
5) określić sposoby łączenia desek w konstrukcjach? ¨ ¨
6) określić jakie są rodzaje konstrukcji klejonych? ¨ ¨
7) scharakteryzować przekroje poprzeczne elementów klejonych? ¨ ¨
8) określić zastosowanie konstrukcji klejonych? ¨ ¨
9) scharakteryzować warunki pracy konstrukcji klejonych? ¨ ¨
10) dokonać prezentacji wykonanego ćwiczenia? ¨ ¨
11) wykorzystać zdobyte wiadomości w praktycznym działaniu? ¨ ¨
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
33
4.4. Konstrukcje ciesielskie
4.4.1. Materiał nauczania
Konstrukcje ścian
Do drewnianych ścian litych zalicza się ściany wieńcowe i ściany z elementów
pionowych.
Ściany wieńcowe ze względu na oszczędność drewna stosuje się obecnie prawie wyłącznie
w budynkach o charakterze zabytkowym.
Ściany z elementów pionowych nie wykonuje się, ponieważ wskutek skurczu drewna
powstają w nich szczeliny pionowe, które powodują zamakanie i gnicie.
Ściany szkieletowe są oszczędniejsze pod względem zużycia drewna od ścian litych. Obecnie
często składa się je z gotowych płyt wykonywanych z odeskowanych obustronnie ramek.
W budynkach o szkieletach metalowych wykonuje się ściany osłonowe o ramce drewnianej,
wypełnionej izolacją ze spienionych tworzyw sztucznych, wełny mineralnej lub tp. i obitej od
zewnątrz blachą aluminiową lub stalową malowaną, od wewnątrz zaś płytami kartonowo-
gipsowymi, z tworzyw drzewnych itp.
W nowo wznoszonych budynkach mieszkalnych stosowane są prawie wyłącznie ściany
z lekkim szkieletem drewnianym z bali, wypełnionym materiałem izolacyjnym (najczęściej
wełną mineralną) i poszytym różnego rodzaju płytami.
Konstrukcja ściany drewnianej przenosi na fundament obciążenia: ciężar własny,
obciążenia wiatrem oraz ciężar dachu i jego obciążenia wiatrem i śniegiem. [6, s. 220]
Ściany wieńcowe
Ściany wieńcowe wykonuje się z okrąglaków połowizn, bali lub belek. Elementy te
układa się poziomo jedne na drugich i łączy w narożach na złącza ciesielskie. W ten sposób
tworzą się wieńce poziome, od których pochodzi nazwa ścian. Spośród różnych rodzajów
ścian wieńcowych najczęściej stosuje się u nas ściany słowiańskie i podhalańskie oraz
w niektórych południowo-wschodnich rejonach ściany zrębowe.
Rys.29. Przekroje ścian wieńcowych: a) słowiańskiej, b) podhalańskiej, c) zrębowej [6, s. 222]
Ściany ustawia się na podmurówce ciągłej, wykonanej z cegieł lub kamieni, albo na
słupkach fundamentowych. Fundament wznosi się nie niżej niż 40 cm ponad teren w celu
ochrony ściany drewnianej od zamakania wskutek topnienia śniegu. W rejonach górskich,
gdzie opady śniegu są duże, stosuje się podmurówki wysokości nawet ponad 1,0 m.
Na wyrównanej i powleczonej smołą lub lepikiem powierzchni podmurówki lub na
słupkach fundamentowych – tak samo zabezpieczonych przed wilgocią – układa się izolację
wodochronną z dwu warstw papy izolacyjnej. [6, s. 223]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
34
Rys.30. Naroża ścian wieńcowych: a) na zamek węgłowy prosty, b) na zamek w jaskółczy ogon [6, s. 186]
Ściany szkieletowe
Ściany szkieletowe składają się ze szkieletu i odeskowania oraz wypełnienia izolującego.
Szkielet złożony ze słupków, podwalin, oczepów, rygli i mieczy lub zastrzałów stanowi
konstrukcję nośną.
Odeskowanie chroni pomieszczenia budynków od wpływów zewnętrznych i przenosi parcie
wiatru na szkielet.
Wypełnienie izoluje do zimna, hałasów itp.
Rozróżnia się następujące rodzaje ścian szkieletowych: sumikowo-łątkowe, mur pruski,
ryglowe i deskowe. [6, s. 223]
Ściany sumikowo-łątkowe
Konstrukcja ścian sumikowo-łątkowych, oprócz podwaliny i oczepu, składa się ze
słupków, nazywanych w niektórych okolicach łątkami lub sumików, tj. bali drewnianych
stanowiących wypełnienie pół szkieletu. Ściana stoi na fundamencie z cegły lub kamienia.
Poszczególne jej elementy są połączone na złącza wrębowe. Ścian tych już się nie wykonuje.
Spotkać je można w skansenach, w budynkach gospodarczych (szopach, stodołach) lub
inwentarskich (stajniach, oborach itp.).
Mur pruski
Ściany z muru pruskiego składają się ze szkieletu drewnianego z krawędziaków
wypełnionego cegłą. Wypełnienie wykonuje się na pół grubości cegły, rzadko na grubość
1 cegły.
Ściany z muru pruskiego grubości ½ cegły nie są odpowiednie w naszym klimacie nawet
przy zastosowaniu ocieplenia przez odeskowanie i otynkowanie; zużywa się bowiem na nie
dużo drewna. Dlatego też inne bardziej racjonalne konstrukcje ścian wyparły z naszego
budownictwa mur pruski. [6, s. 223]
Ściany ryglowe
Ściany ryglowe są obecnie stosowane w budynkach tymczasowych i rekreacyjnych. Na
ściany ryglowe zużywa się znacznie mniej drewna niż na ściany wieńcowe. Nie osiadają one
wskutek wysychania drewna i można je izolować dobrymi materiałami izolacyjnymi.
Szkielet ściany składa się z podwaliny, słupów, rygli, zastrzałów stężających w razie
bocznego działania wiatru, oczepu i belek stropu.
Wszystkie te elementy są łączone na złącza wrębowe. Konstrukcje te pochłaniają znaczne
ilości drewna, co spowodowało ich zaniechanie w powszechnym użytku. Można je spotkać
przy rekonstrukcji budynków zabytkowych lub stylizowanych na zabytkowe. [6, s. 224]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
35
Rys.31. Szkielet ściany ryglowej: a) przekrój poprzeczny, b) widok z przodu. 1 – podwalina, 2 – słupy,
3 – rozwory, 4 – czop. [6, s. 229]
Stropy
Strop nagi
Strop nagi jest najprostszym rodzajem stropu drewnianego. Składa się on z belek
stropowych i ułożonych na nich desek, zwanych powałą. Wymiary belek, niezależnie od
rozpiętości i obciążenia użytkowego, przyjmuje się 14 × 20 ÷ 20 × 26 cm; rozstaw belek
wynosi 1 ÷ 1,5 m. Na powałę używa się desek grubości 25, 28, 32, 38 mm. Deski łączy się do
czoła, na wpust i na przylgę, na styk z listwowaniem lub na nakładkę polską. Sposób
deskowania zależy od przeznaczenia pomieszczeń nad stropem. Strop tego typu może mieć
zastosowanie w budynkach gospodarskich (stajnie, spichlerze, obory itp.) i w magazynach.
[6, s. 241]
Rys.32. Strop nagi [6, s. 241]
Strop z pułapem i podsufitką.
Strop z pułapem i podsufitką składa się z belek o wymiarach jak w stropie nagim, pułapu
z desek grubości 25 ÷ 32 mm, polepy i podsufitki z desek grubości 19 ÷ 25 mm. Deski pułapu
są ułożone przeważnie na styk (do czoła). Na pułapie układa się warstwę papy i na niej
polepę. Polepa stanowi warstwę izolacyjną, która chroni pomieszczenie przed zimnem.
Materiał użyty na polepę powinien być porowaty, lekki, nie chłonący wilgoci oraz tani.
Polepa powinna być ognioochronna i wolna od zanieczyszczeń sprzyjających zagrzybieniu.
Dawniej stosowano polepę z gliny, tanią, lecz ciężką i mało ciepłochronną.
Podsufitkę, inaczej zwaną podsiębitką, wykonuje się z desek przybijanych do belek.
Podsufitki osłaniają belkowanie stropu i tworzą równą powierzchnię sufitu. Strop taki może
mieć zastosowanie jako strychowy.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
36
Obecnie często podsufitki wykonuje się z płyt pilśniowych twardych, przybijanych do
desek 25 mm, rozstawionych co 50 cm. Płyty te jednak wchłaniają wilgoć z powietrza
i z czasem się fałdują. Aby tego uniknąć, płyty od strony stropu powleka się pokostem.
Lepsze od tego celu są płyty paździerzowe. [6, s. 242]
Strop ze ślepym pułapem
`Oprócz poznanych dotychczas elementów strop ze ślepym pułapem ma dodatkowy
pułap, ułożony w środku stropu, z desek grubości 19 ÷ 25 mm lub płyt paździerzowych
opartych na łatach przybitych do belek stropowych. Listwy przekroju 4 × 4 cm i 4 × 6 cm
przybija się do belki gwoździami w odstępach około 50 cm. Ślepy pułap może również
opierać się na wrębach wykonanych w belkach. Na ślepym pułapie i górnych częściach belek
rozkłada się papę, która zabezpiecza przed przesypywaniem się polepy przez szczeliny
między deskami ślepego pułapu oraz przed zawilgoceniem.
Bezpośrednio do belek stropowych lub do legarów jest przybita u góry podłoga z desek.
Legary układa się równolegle do belek; stosuje się je w celu polepszenia izolacyjności
akustycznej stropu lub gdy podłoga składa się z jednej warstwy cienkich (25 mm) desek.
Posadzkę z deszczułek układa się na ślepej podłodze. Do spodu belek przybija się podsufitkę,
której deski, po przybiciu do nich siatki, można otynkować. Podsufitkę tynkowaną można też
wykonać z płyt wiórowo-cementowych, a nie tynkowaną – z płyt kartonowo-gipsowych,
pilśniowych lub paździerzowych. Tego typu stropy stosuje się jako stropy między
kondygnacyjne. [6, s. 243]
Rys.33. Strop ze ślepym pułapem: a) przekrój podłużny, b) przekrój poprzeczny, c)ślepy pułap wsunięty
w wyżłobienie, d) podłoga na legarach [6, s. 242]
Stropy, w których nawierzchnia podłogi spoczywa bezpośrednio na belkach stropowych,
mają tę wadę, że wszystkie uderzenia lub drgania przenoszą się na znajdujące się pod stropem
pomieszczenia. W celu zmniejszenia przenoszenia uderzeń i wstrząsów do pomieszczeń
znajdujących się pod stropem, nie przybija się podłogi wprost do belek stropowych, lecz
układa się na legarach, które spoczywają na polepie i są ułożone równolegle do belek
stropowych.
Odmianę stropu ze ślepym pułapem stanowi też strop podwójny zwany cichym.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
37
Rys.34. Strop cichy [6, s. 243]
Strop ten uniemożliwia przenoszenie się wstrząsów na podsufitkę. Składa się on
z właściwego stropu zwykłego ze ślepym pułapem oraz podsufitki przybitej do oddzielnego
belkowania nie związanego ze stropem. Konstrukcja taka znacznie pogrubia strop i jest
kosztowna. Może mieć zastosowanie w pomieszczeniach, gdzie przewiduje się duże wstrząsy,
jak np. w salach gimnastycznych, w świetlicach lub nad pomieszczeniami, których sufity są
zdobione malowanymi freskami lub sztukaterią. [6, s. 244]
Inną odmianą stropu ze ślepym pułapem jest strop z widoczną powałą. Jest on stosowany
jako dekoracyjny i dlatego deski ślepego pułapu, belki i listwy są ostrugane i profilowane oraz
lakierowane lub malowane.
Strop deskowy
Strop deskowy, stosowany zwykle w technologii kanadyjskiej, rzadziej w budynkach
murowanych, różni się tym od omówionych wyżej, że zamiast belek stropowych elementem
dźwigającym są bale ustawione na rąb. Jeśli nie ma ślepego pułapu, to bale powinny być
usztywnione poprzecznie przez przybicie między nimi łat na krzyż. Bale mają wymiary
5 × 17,5 lub 5 × 20 cm, listwy rozpierające – 5 × 2,5 cm. Rozstaw bali wynosi 40 ÷ 60 cm.
Do bali jest przybita podłoga z desek grubości 2,5 cm, często na ukos pod kątek 45˚ do osi
belek w celu usztywnienia stropu. W domach jednorodzinnych lub pomieszczeniach
gospodarczych u dołu zamiast podsufitki można przybić wprost do bali płyty kartonowo-
gipsowe lub wiórowe albo boazerię. W stropach międzypiętrowych budynków mieszkalnych
dla przytłumienia wstrząsów przenoszących się przez strop stosuje się izolację z filcu
grubości 5 mm, ułożonego u góry na belkach i luźno między nimi zwisającego. Można też
wykonać ślepy pułap i wówczas zbędne są usztywnienia. Strop ten nadaje się do drewnianych
domków jednorodzinnych, rekreacyjnych i na poddasza. Ognioodporność stropu z elementów
nie zaimpregnowanych przeciwpożarowo jest znikoma, gdyż cienkie elementy nośne są łatwo
palne. [6, s. 245]
Rys.35. Strop deskowy [6, s. 244]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
38
4.4.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jaka jest podział ścian litych z drewna?
2. Z jakich elementów wykonuje się ściany wieńcowe?
3. Jakie znasz rodzaje ścian wieńcowych?
4. Jakie są sposoby łączenia ścian wieńcowych?
5. Jaki jest podział ścian szkieletowych?
6. W jakich obiektach stosuje się ściany ryglowe?
7. Z jakich elementów zbudowana jest ściana ryglowa?
8. Określ rodzaje stropów.
9. Z jakich elementów składają się stropy?
10. Wyjaśnij sposoby łączenia desek stosowanych na powałę.
11. Czy potrafisz wykonać szkic stropu?
12. Jakie są ogólne wytyczne odnośnie projektowania ścian i stropów?
4.4.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj sposoby łączenia naroża ścian wieńcowych.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) zapoznać się z wiadomościami dotyczącą konstrukcji ścian,
2) odczytać rodzaj stosowanych połączeń,
3) ustalić proporcje wymiarowe połączeń
4) wykonać rysunek szczegółu połączenia,
5) zwymiarować połączenie,
6) zaprezentować efekty swojej pracy,
7) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.
Wyposażenie stanowiska pracy:
– zestaw komputerowy z oprogramowaniem,
– literatura z rozdziału 6.
Ćwiczenie 2
Wykonaj rysunek szkieletu ściany ryglowej.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) zapoznać się z wiadomościami dotyczącą konstrukcji ścian,
2) określić elementy budowy ściany,
3) odczytać rodzaj stosowanych złączy,
4) wykonać rysunek widoku,
5) wykonać rysunek przekroju,
6) zwymiarować elementy i połączenie,
7) zaprezentować efekty swojej pracy,
8) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
39
Wyposażenie stanowiska pracy:
– zestaw komputerowy z oprogramowaniem,
– literatura z rozdziału 6.
Ćwiczenie 3
Wykonaj projekt stropu do domku letniskowego.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) przyswoić wiadomości dotyczące wymagań podczas konstruowania stropów,
2) ustalić wymiary stropu,
3) ustalić rodzaj obciążeń przenoszonych przez strop,
4) dobrać wymiary elementów konstrukcyjnych,
5) wykonać rysunek stropu,
6) zwymiarować elementy konstrukcyjne,
7) zaprezentować efekty swojej pracy,
8) dokonać oceny ćwiczenia.
Wyposażenie stanowiska pracy:
– zestaw komputerowy z oprogramowaniem,
– literatura z rozdziału 6.
Ćwiczenie 4
Określ rodzaj konstrukcji ścian i stropu na podstawie dokumentacji budowlanej.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) zapoznać się z literaturą na ten temat,
2) dokonać analizy dokumentacji,
3) określić rodzaj konstrukcji,
4) zanotować wnioski,
5) zaprezentować efekty swojej pracy,
6) dokonać oceny ćwiczenia.
Wyposażenie stanowiska pracy:
– przybory do pisania,
– literatura z rozdziału 6.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
40
4.4.4. Sprawdzian postępów
Tak Nie
Czy potrafisz:
1) dokonać podziału ścian litych z drewna? ¨ ¨
2) scharakteryzować materiał stosowany na ściany wieńcowe? ¨ ¨
3) określić rodzaje ścian wieńcowych? ¨ ¨
4) scharakteryzować podział ścian szkieletowych? ¨ ¨
5) wskazać zastosowanie ścian ryglowych? ¨ ¨
6) scharakteryzować elementy budowy ściany ryglowej? ¨ ¨
7) określić rodzaje stropów? ¨ ¨
8) scharakteryzować elementy budowy stropu? ¨ ¨
9) określić sposoby łączenia desek na stropie? ¨ ¨
10) wykonać szkic stropu? ¨ ¨
11) określić wytyczne podczas projektowania ścian i stropów? ¨ ¨
12) wykorzystać zdobyte wiadomości w praktycznym działaniu? ¨ ¨
13) dokonać prezentacji wykonanego ćwiczenia? ¨ ¨
14) wykorzystać program komputerowy do narysowania rysunku? ¨ ¨
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
41
4.5. Elementy składowe dachu
4.5.1. Materiał nauczania
Dach składa się z konstrukcji nośnej i pokrycia. Wykończenie i uzupełnienie dachu
stanowią rynny i rury spustowe do odprowadzania wody opadowej oraz świetliki, włazy
dachowe, wywietrzniki, ławy kominiarskie i obróbki ścian ogniowych, attyk, kominów itp.
Kształt dachu wyznaczają połacie dachowe. Połacią dachową nazywa się płaszczyznę lub
powierzchnię krzywą (np. w dachach walcowych lub kopułach) nachyloną do poziomu pod
kątem mniejszym niż 90˚.
Nachylenie, czyli spadek połaci dachowej, można określić trojako: procentowo, kątem
nachylenia połaci do poziomu lub też stosunkiem wysokości dachu do szerokości połaci
dachowej w rzucie poziomym.
Konstrukcja nośna dachu dźwiga pokrycie dachowe i obciążenie śniegiem, wiatrem lub
ludźmi z narzędziami, wykonującymi lub naprawiającymi pokrycie dachowe.
Drewniane konstrukcje dachowe dzieli się na więźby dachowe, tj. konstrukcje ciesielskie,
oraz na konstrukcje inżynierskie.
Konstrukcja ciesielska, czyli więźba dachowa, składa się z połączonych (związanych) ze
sobą elementów z odpowiednio przygotowanego drewna. Zasadniczym elementem więźby
dachowej jest wiązar dachowy. Może on być pełny, tzn. zawierać elementy przenoszące
ciężar dachu na ściany lub strop budynku, albo pusty, tj. złożony z samych krokwi. Odstępy
między wiązarami dachowymi zależą od typu wiązara i rodzaju pokrycia. [6, s. 254]
Rys.36. Więźba dachowa [6, s. 254]
Rodzaje wiązarów
Rozróżnia się następujące rodzaje wiązarów dachowych: rozporowe z prętów
pojedynczych, płatwiowe i wieszarowe.
Najprostszym typem rozporowej więźby dachowej jest więźba krokwiowa. Wszystkie
wiązary są w niej pełne; każdy składa się z dwóch krokwi i belki stropowej.
W wiązarach rozporowych krokwie pod wpływem ciężaru własnego, ciężaru podkładu
i pokrycia oraz obciążenia śniegiem i wiatrem wywierają rozpór, tj. rozciągają belkę poziomą
łączącą je dołem. Od tego rozporu pochodzi nazwa wiązarów rozporowych.
Do wiązarów rozporowych zalicza się również, oprócz krokwiowych, wiązary jętkowe
i wiązary z jętką podpartą.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
42
Więźby płatwiowe są bardziej złożone niż rozporowe. Wiązar pełny tworzą w nich: belka
lub tram, para krokwi, stolce, kleszcze i czasem jeszcze zastrzały. Krokwie wiązarów pustych
opierają się na płatwiach. Wiązary pełne powinny być tak rozwiązywane, aby pola zawarte
między poszczególnymi elementami tworzyły co najmniej parę trójkątów. Trójkąt jest
bowiem figurą geometrycznie niezmienną, tzn. nie zmieniającą kształtu pod wpływem
działania sił, natomiast prostokąt czy kwadrat odkształcają się pod wpływem działania
obciążenia, tzn. kąty zawarte między ich bokami zmieniają wielkość. Wiązary pełne
rozstawia się w odstępach 3 ÷ 4 m w kierunku długości dachu. Poszczególne wiązary pełne są
połączone ze sobą płatwiami stopowymi i czasem również płatwiami kalenicowymi.
W więźbie wieszakowej obciążenie przenosi się z dachu na ściany zewnętrzne za
pośrednictwem zastrzałów, a nie słupów. [6, s. 259]
Ustrój krokwiowy
Ustrój krokwiowy jest więźbą dachową, która może być stosowana w budynkach
o rozstawie ścian zewnętrznych nie przekraczającym 6 m i nachyleniu połaci dachowej
wynoszącym 40 ÷ 60º.
Rys.37. Konstrukcja więźby dachowej: a) krokwiowa, b) jętkowa [6, s. 259]
Wiązar składa się z dwu krokwi długości 4,5 m opartych o belkę. Obciążenia przenoszą
się na mur bezpośrednio przez belkę lub, za pośrednictwem murłat. W tym układzie krokwie
pracują jednocześnie na zginanie i ściskanie. Pod wpływem obciążenia pokryciem, śniegiem
i parciem wiatru krokwie się zginają. Parcie wiatru na połać dachu wywołuje nacisk na
krokwie połaci leżącej po stronie zawietrznej (osłoniętej od wiatru) i stąd powstają siły
osiowe w krokwiach. Belki są rozciągane przez nacisk krokwi, zwany rozporem, i zginane
przez obciążenie stropu strychowego.
Krokwie grubsze łączy się na zwidłowanie, cieńsze zaś na zakładkę prostą. Połączenie
wzmacnia się gwoździami lub śrubą. Połączenie krokwi z wystającymi belkami stropu
wykonuje się na wrąb czołowy przedni z zaciosem na belce wzdłuż dwusiecznej kąta
zawartego między krokwią i belką. Krokiew przybija się ponadto gwoździami długości
12 ÷ 15 cm. W belkach uciętych równo z krokwią stosuje się połączenie na wrąb. [6, s. 260]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
43
Rys.38. Oparcie krokwi o płatew stopową [6, s. 261]
We wszystkich tych połączeniach głębokość wrębu wynosi co najmniej 2 ÷ 3 cm lub
1/6 ÷ 1/3 wysokości belki h, a odległość l od końca belki nie powinna być mniejsza niż
6 głębokości wrębu.
Krokwie cieńsze wchodzące w okap łączy się z belkami na zakładkę z wrębem, przy
czym belka nie powinna wystawać poza połączenie, a krokwie grubsze – na zwidłowanie
ukośne z wrębem. Połączenie belek z murłatami wykonywano dawniej na wrąb jednostronny,
wrąb pełny wzajemny, a niekiedy również na wrąb krzyżowy lub zapłetwiony (w jaskółczy
ogon).
Wiązary puste składają się z dwóch krokwi rozstawionych w odstępach 0,8 ÷ 1,20 m
i opartych o płatwie stopowe. Połączenia w wiązarze pustym są takie same jak omówione
poprzednio.
Oparcie krokwi o płatew stopową wykonuje się na wrąb krawędziowy z zębem. Wobec
braku belek pośrednich między belkami głównymi przypustnice opiera się na podpłatewce
w sposób podobny jak krokwie na płatwi stopowej Rys. Płatew stopową i podpłatewkę łączy
się z belką stropu na wrąb pełny wzajemny lub krzyżowy, przy czym połączenie z płatwią
wzmacnia się śrubą. Dachy krokwiowe są niekorzystne ze względu na duże nachylenie połaci
dachowej (40 ÷ 60˚). Chcąc ustrój ten zastosować do mniejszych spadków (poniżej 40˚),
należy wzmocnić połączenie krokwi z belką lub płatwią stopową.
Jeżeli spadek połaci dachowej wynosi 30 ÷ 40˚, połączenie krokwi wykonuje się na styk,
ze wzmocnieniem obustronnymi nakładkami lub też na dotyk do ciągłej deski kalenicowej.
Dla jeszcze mniejszych spadków (20 ÷ 30˚) oraz większych niż 6 m rozpiętości krokwie łączy
się w kalenicy deską kalenicową oraz dwiema nakładkami. Deska kalenicowa wyrównuje
i usztywnia wiązary w płaszczyźnie prostopadłej.
Połączenie krokwi z belką i płatwią stopową w wiązarach pełnych wzmacnia się
w razie małych spadków śrubą średnicy 12 mm. Ponadto w wiązarach z płatwią stopową,
oprócz przybicia krokwi do płatwi stopowej przymocowuje się krokwie dodatkowo drutem
średnicy 4 mm do śruby kotwiącej. [6, s. 262]
Rys.39. Połączenie krokwi z belką i pławią stopową [6, s. 262]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
44
Rys.40. Połączenie kalenicowe krokwi: a) na nakładki, b) na deskę kalenicową, c) na deskę i nakładki [6, s. 262]
Ustrój jętkowy
Jeżeli rozpiętość między ścianami zewnętrznymi wynosi ponad 6 m, to krokwie
wzmacnia się, ponieważ ich długość przekracza 4,50 m. Wystarczy wówczas każdą parę
krokwi połączyć jętką. Otrzymuje się wiązary jętkowe.
Jętka dzieli krokiew na dwa odcinki: dolny, zawsze dłuższy, wynoszący 4 ÷ 4,50 m
i górny krótszy, długości 2,50 m. W tym układzie jętka jest pośrednio podporą krokwi, przez
co zmniejsza jej rozpiętość; przekrój krokwi może być więc oszczędniejszy. Oprócz tego
jętka wiąże obie krokwie, nie dopuszczając do rozsunięcia się dolnych końców krokwi pod
wpływem obciążenia. Długość jętki w tym ustroju nie może przekraczać 3,50 m. Jeżeli
poddasze ma być użytkowane, to spadki połaci powinny być większe od 45˚. Na jętce można
w tym wypadku oprzeć lekki strop. Połączenie jętki z krokwią wykonuje się na wrąb, na
jaskółczy ogon ze śrubą, rzadziej na czop ukośny i gniazdo lub na czop i gniazdo z wrębem
czołowym przednim.
W wiązarach rozpiętości 7 ÷ 10 m jętki są dłuższe niż 3,5 m i dlatego, aby zmniejszyć ich
ugięcie i zapobiec wyboczeniu, podpiera się je w środku ramką stolcową składającą się ze
stolców, płatwi i mieczy. Jest to ustrój odpowiedni do dachów rozpiętości 9,0 m. [6, s. 263]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
45
Rys.41. Wiązar z jętką podpartą: a) przekrój poprzeczny więźby dachowej, b) przekrój podłużny I-I, c)
podparcie jętki [6, s. 264]
W wiązarach rozpiętości 9 ÷ 12 m jętki podpiera się dwiema ramkami stolcowymi.
Połączenie krokwi z jętkami, belkami stropu i płatwiami stopowymi wykonuje się tak samo,
jak wyżej omówionym ustroju jętkowym. Jętki łączy się z płatwiami na wrąb jednostronny
(w jętkach) lub wrąb dwustronny. Słupy łączy się z płatwiami i belkami stropu na czopy
zwyczajne, miecze zaś ze słupami i płatwiami łączy się na zacios prosty z czopem lub na czop
ukośny. Ustrój jest usztywniony mieczami w kierunku poprzecznym i podłużnym dachu.
Wiązary takie można stosować tylko wtedy, gdy budynek ma zewnętrzne ściany nośne.
Wobec dużej rozpiętości belki stropu albo tramy powinny być podparte jedną lub dwiema
ścianami wewnętrznymi bądź leżeć na podciągach. W razie braku belek odpowiedniej
długości krótsze ich odcinki łączy się nad podporami za pomocą klamer.
Wiązary jętkowe stosuje się tylko w razie urządzenia poddasza użytkowego; wówczas
jętki służą jako belki stropu. Jeśli na poddaszu nie wykonuje się stropu, ustroju tego się nie
stosuje, gdyż jest on nieekonomiczny ze względu na duże zużycie drewna (jętka łączy każdą
parę krokwi) i wówczas zaleca się więźbę krokwiowo-płatwiową. [6, s. 264]
Ustrój krokwiowo-płatwiowy
Więźby krokwiowo-płatwiowe są stosowane w budynkach z dachami płaskimi
o spadku poniżej 30% lub w budynkach o rozstawie ścian zewnętrznych przekraczających
6 m, jeżeli nie wykorzystuje się jętek jako belek stropu poddasza.
Przekroje krawędziaków na krokwie i ciężary pokryć powodują, że krokwie nie mogą
mieć większej rozpiętości od 4,5 m.
W więźbach krokwiowo-płatwiowych skrajnymi podporami krokwi są płatwie stopowe
lub murłaty leżące na ścianach zewnętrznych.
W dachach o małym spadku krokwie u dołu opierają się często na murłacie. W tym
przypadku należy zakotwić ją w murze, wbijając co kilka metrów na jej odległość pręt
stalowy, który zamocowuje się w murze. [6, s. 265]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
46
Rys.42. Wieszar krokwiowo-płatwiowy ze stolcem pojedynczym: a) konstrukcja o spadku 1:3 lub 1:4,
b) o spadku mniejszym niż 1:4, c) węzeł pierwszy, d) oparcie krokwi, e) węzeł drugi [6, s. 266]
Dolne końce krokwi są przybite do murłat zakotwiczonych w murze w odstępach ok. 4,0
m. Górne końce krokwi opierają się na wrębach płatwi kalenicowej , do której są przybite
gwoździami. Ponadto każda para krokwi wiązara pełnego jest połączona ze sobą klamrą
ciesielską.
Kleszcze poziome są połączone z krokwiami, słupem i płatwiami na wręby i śruby.
Krokwie cienkie łączy się z płatwią na wrąb, z kleszczami – na śruby.
Kleszcze ukośne przybija się do krokwi gwoździami, a ze słupami łączy się je na wrąb
oraz na gwoździe. [6, s. 267]
Złącze kalenicowe krokwi jako podpora występuje w więźbach krokwiowo-płatwiowych
ze stolcem podwójnym. Taką więźbę wykonuje się bez zastrzałów, jeśli rozstaw murów
zewnętrznych jest równy 8 ÷ 10 m. Jeśli rozstaw murów zewnętrznych wynosi
10 ÷ 12 m, to stosuje się więźbę z zastrzałami. Rozpiętość taką ma większość budynków.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
47
Rys.43. Wiązar płatwiowy ze stolcem podwójnym i ścianką kolankową: a) przekrój poprzeczny b) przekrój
podłużny, c) szczegół rozwiązania z kleszczami pod płatwią [6, s. 268]
Wiązar pełny składa się z krokwi, słupów stolcowych i kleszczy. Krokwie opierają się
dolnymi końcami na murłatach lub na płatwiach stopowych. Płatwie stolcowe podpierają
krokwie w punktach pośrednich, przejmując od nich obciążenie od pokrycia dachowego,
śniegu i wiatru i przenoszą je przez słupy stolcowe na strop. Słupy stolcowe opierają się na
stropie za pośrednictwem podwaliny. Kleszcze obejmują słupy, z którymi są połączone na
wrąb wzajemny i śrubę, oraz krokwie. Kleszcze przybija się do krokwi gwoździami, łączy
śrubą lub (jeżeli krokwie są grube) na wrąb wzajemny w kształcie jaskółczego ogona,
wzmocniony śrubą lub gwoździami. Ponadto połączenie kleszczy z płatwiami stolcowymi
wykonuje się również na wrąb w kleszczach. Tego rodzaju połączenie kleszczy ze słupami,
krokwiami i płatwiami stolcowymi zapewnia wiązarowi pełnemu dużą wytrzymałość
i potrzebną sztywność. [6, s. 267]
Wiązary wieszarowe
Jeżeli budynek nie ma wewnętrznych ścian nośnych, na których można oprzeć ramki
stolcowe, to co przy rozpiętości powyżej 6 m stosuje się wiązary wieszarowe.
Konstrukcja wieszarowa tym różni się od konstrukcji wiązarów opisanych poprzednio, że
obciążenie dachu przenosi się w niej za pośrednictwem słupów, lecz zastrzałów, na ściany
zewnętrzne budynku. Konstrukcja wiązarów wieszakowych składa się:
− z zastrzałów pracujących na ściskanie i prawie równoległych do krokwi;
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
48
− z wieszaków, pracujących na rozciąganie, a nie jak słupki stolcowe – na ściskanie;
− z ściągów odpowiadających belkom lub tramom, pracujących na rozciąganie, a w razie
podwieszenia lub oparcia na nich stropu również na zginanie;
− z rozpór o podobnym położeniu jak kleszcze; występują one tylko w ustrojach
dwuwieszakowych i są ściskane.
W wiązarach jednowieszakowych zastrzały zbiegają się na wieszaku. Na konstrukcji
wiązara są oparte płatwie, a na płatwiach – krokwie. Pełne wiązary wieszarowe ustawia się co
trzy, cztery lub pięć krokwi. Niekiedy do wieszarów podwiesza się podciągi podtrzymujące
belki stropowe. Podciągi wystają z konstrukcji stropu. Belki mogą być również podwieszone
do podciągu, który wówczas układa się na ściągach. Podwieszenie belek do podciągów
wykonuje się za pomocą chomąt z płaskownika stalowego, wygiętego w kształcie litery U.
Podwieszenie podciągu wykonuje sięga pomocą śrub za podkładkami metalowymi. Wiązary
wywierają duży nacisk na ściany, dlatego ściągi układa się na murłatach. [6, s. 272]
Rys.44. Więźby wieszarowe: a) dwuwieszakowa, b) jednowieszakowa [6, s. 271]
4.5.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Z jakich elementów składa się dach?
2. Jakie obciążenia przenosi konstrukcja dachowa?
3. Co nazywamy konstrukcją ciesielską?
4. Jakie znasz rodzaje wiązarów dachowych?
5. W jakich obiektach ma zastosowanie ustrój krokwiowy
6. Scharakteryzuj ustrój jętkowy.
7. W jakich obiektach ma zastosowanie ustrój krokwiowo-płatwiowy?
8. Czym charakteryzuje się konstrukcja wieszarowa?
9. Nazwij poszczególne elementy składowe więźby dachowej.
10. Jakie są ogólne wytyczne odnośnie projektowania dachów?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
49
4.5.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Określ rodzaj więźby dachowej.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) zapoznać się z literaturą dotyczącą więźby dachowej,
2) dokonać analizy katalogów wyrobów więźby,
3) zanotować wnioski,
4) zaprezentować efekty swojej pracy,
5) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.
Wyposażenie stanowiska pracy:
– przybory do pisania,
– katalogi wyrobów,
– literatura z rozdziału 6.
Ćwiczenie 2
Wykonaj rysunek więźby dachowej - krokwiowej.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) przyswoić wiadomości dotyczące wymagań projektowania więźby,
3) otworzyć program komputerowy do wspomagania projektowania,
4) narysować rysunek wykorzystując program komputerowy,
5) zapisać rysunek na dyskietce,
6) zaprezentować efekty swojej pracy,
7) dokonać oceny ćwiczenia.
Wyposażenie stanowiska pracy:
– zestaw komputerowy z oprogramowaniem,
– literatura z rozdziału 6.
Ćwiczenie 3
Wykonaj rysunek połączenia kalenicowego krokwi.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) ustalić wymiary poszczególnych elementów,
3) ustalić sposób łączenia krokwi,
4) wykonać rysunek,
5) zaprezentować efekty swojej pracy,
6) dokonać oceny ćwiczenia.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
50
Wyposażenie stanowiska pracy:
– zestaw komputerowy z oprogramowaniem,
– literatura z rozdziału 6.
Ćwiczenie 4
Wykonaj rysunek wiązara płatwiowego.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) ustalić wymiary dachu,
3) otworzyć program komputerowy do wspomagania projektowania,
4) narysować rysunek wiązara,
5) wykonać rysunek w przekrojach poprzecznym i podłużnym,
6) zaprezentować efekty swojej pracy,
7) dokonać oceny ćwiczenia.
Wyposażenie stanowiska pracy:
– zestaw komputerowy z oprogramowaniem,
– literatura z rozdziału 6.
4.5.4. Sprawdzian postępów
Tak Nie
Czy potrafisz:
1) scharakteryzować elementy składowe dachu? ¨ ¨
2) wyjaśnić jakie obciążenia przenosi konstrukcja dachu? ¨ ¨
3) wyjaśnić pojęcie konstrukcji ciesielskiej? ¨ ¨
4) scharakteryzować rodzaje wiązarów dachowych? ¨ ¨
5) wskazać zastosowanie ustrojów krokwiowych? ¨ ¨
6) scharakteryzować ustroje jętkowe? ¨ ¨
7) określić zastosowanie ustroju krokwiowo-płatwiowego? ¨ ¨
8) scharakteryzować budowę i zastosowanie konstrukcji wieszarowej? ¨ ¨
9) nazwać poszczególne elementy składowe więźby dachowej? ¨ ¨
10) określić wytyczne podczas projektowania więźby dachowej? ¨ ¨
11) wykorzystać zdobyte wiadomości w praktycznym działaniu? ¨ ¨
12) dokonać prezentacji wykonanego ćwiczenia? ¨ ¨
13) wykorzystać program komputerowy do narysowania rysunku? ¨ ¨
14) zorganizować stanowisko do wykonania ćwiczeń? ¨ ¨
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
51
4.6. Połączenia elementów drewnianych w konstrukcjach
ciesielskich
4.6.1. Materiał nauczania
Podział złączy
Złącza umożliwiają wykonywanie z prostych elementów drewnianych nawet bardzo
złożonych budowli. Zadaniem złączy jest przenoszenie z jednego elementu na drugi sił
powstałych w wyniku działania obciążeń.
Złącza elementów z drewna dzieli się na łącznikowe, klejowe i wrębowe. W złączach
łącznikowych elementy łączy się łącznikami
mechanicznymi, w klejowych - na klej, a we wrębowych - dzięki odpowiednio wykonanym
zaciosom ciesielskim.
Złącza łącznikowe dzieli się ze względu na rodzaj łączników na trzy rodzaje:
− sworzniowe,
− wkładkowe,
− na skowy.
Sworzniowymi nazywa się złącza na gwoździe, wkręty, kołki drewniane oraz sworznie
stalowe pełne i rurowe.
Jako wkładek łącznikowych używa się obecnie pierścieni zębatych lub płytek kolczastych,
wciskanych w łączone elementy.
Skowy są to odpowiednio wyprofilowane blachy połączeniowe, które mocuje się gwoździami
lub wkrętami do elementów z drewna. Stosowane są też skowy z płaskowników stalowych,
zabezpieczonych przed korozją przez ocynkowanie lub inną powłoką metaliczną i blachy
z kolcami (podobne do płytek kolczastych).
Wszystkie złącza powinny być tak wykonane, aby stykające się płaszczyzny łączonych
elementów ściśle do siebie przylegały. Niedopasowanie pogarsza jakość i wytrzymałość
wykonywanych złączy i czyni konstrukcję niedostatecznie bezpieczną.
Konstrukcje złączy są znormalizowane. [6, s. 163]
Złącza łącznikowe
Sworznie (np.: gwoździe, pręty, kołki z drewna lub rury) są zagłębiane w łączonych
elementach i przenoszą siły występujące w tych elementach dzięki tarciu o ścianki otworów.
Sworznie wyciągane utrzymują się tylko wskutek tarcia powstającego przy nacisku drewna
wgniecionego podczas ich wbijania; Sworznie ścinane wywierają nacisk na ścianki otworu,
co zwiększa siłę tarcia. Sworznie powinny być tak dobrane, aby nacisk nie miażdżył drewna.
Wkładki są wpuszczane w łączone elementy i podobnie jak sworznie pracują dzięki siłom
tarcia. Złącza z wkładkami pierścieniowymi wzmacnia się ześrubowując je, ponieważ samo
tarcie nie utrzymałoby wkładki. Wkładka jest ścinana siłą występującą w złączu; siła ta jest
przekazywana przez docisk jednego z elementów na wkładkę, a z wkładki również przez
docisk - na drugi element.
W złączach na skowy siły są przekazywane z elementu na łącznik za pośrednictwem
gwoździ, wkrętów lub kolców łączących drewno z blachą połączeniową.
Złącza na gwoździe i wkręty
Gwoździe są najbardziej znanymi łącznikami elementów cienkich, tj. desek i bali.
Pojedynczy gwóźdź przenosi stosunkowo małą siłę, dlatego złącza elementów silnie
obciążonych zbija się wieloma gwoździami. Należy przy tym pamiętać, że gwoździe
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
52
rozszczepiają włókna drewna, a więc miejscowo osłabiają materiał. Zastosowanie zatem zbyt
dużej liczby gwoździ w połączeniu może być równie niekorzystne, jak niedostateczna ich
liczba.
Gwoździe łatwo rdzewieją, co jest wadą tych łączników. Zaletami gwoździ są natomiast:
niewielki koszt, szybkość i łatwość wykonywania połączeń oraz możliwość rozbiórki
konstrukcji i ponownego użycia materiału.
Do połączeń elementów trwałych konstrukcji drewnianych najodpowiedniejsze są gwoździe
o przekroju okrągłym i główce płaskiej, gdyż nie rozszczepiają one drewna i lepiej przylegają
do otworu. Używając gwoździ kwadratowych nie należy ich wbijać przekątną wzdłuż
włókien.
Rys.45. Złącza na gwoździe: a) jednocięte, b) dwucięte [6, s. 166]
W elementy z drewna iglastego gwoździe można wbijać bezpośrednio, jeśli ich
średnica nie jest większa niż 6 mm; jeżeli gwoździe są grubsze, trzeba nawiercać
odpowiednie otwory.
W elementach z drewna twardego, mokrego lub przemarzniętego trzeba wywiercać
otwory na gwoździe niezależnie od ich średnicy. Średnica otworu powinna wynosić 0,95
średnicy gwoździa. W miejscu wbicia gwoździ włókna drewna ulegają miejscowemu
uszkodzeniu; są rozsuwane i zagęszczane. Wiercenie przerywa wprawdzie włókna, a więc
bardziej osłabia przekrój elementów w miejscu połączenia, ale zapobiega rozszczepianiu
włókien. [6, s. 166]
Rys.46. Rozmieszczenie gwoździ w złączach: a) prostokątne, b) przestawione, c) w zakosy, d), e) przestawione
w złączu pod kątem, f) prostokątne w złączu zginanym, M – moment zginający, Q – siła poprzeczna, N – siła
podłużna [6, s. 167]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
53
W konstrukcjach, w których występuje odrywanie elementów, zaleca się zamiast gwoździ
stosować inne łączniki: wkręty przystosowane do klucza lub wkręty z łbem do śrubokręta.
Wkręty osadza się w uprzednio nawierconych otworach średnicy o 2 mm niniejszej od
wkręta. Głębokość otworu powinna wynosić 0,8 długości wkręta. Rozmieszczenie i liczba
wkrętów w złączu są takie same jak gwoździ.
Złącza na gwoździe stosuje się zazwyczaj we wszystkich konstrukcjach tymczasowych,
takich jak rusztowania i deskowania. Połączenia te wykonuje się też w dźwigarach,
kratownicach dachowych, ramach itp.
Złącza na gwoździe można podzielić na zwiększające wymiary elementów lub wiążące
elementy.
Rys.47. Złącza elementów konstrukcyjnych z desek zwiększające: a) długość, b) przekrój [6, s. 169]
Rys.48. Złącza elementów w konstrukcjach z bali: a) skrzyżowanie, b) skrzyżowanie z podpórką,
c) skrzyżowanie z desek z wycięciem, d) naroże, e) złącze na nakładki [6, s. 169]
Złącza na kołki drewniane i sworznie stalowe
Złącza na kolki drewniane są bardzo pracochłonne, gdyż wymagają starannego
dopasowania. Otwory na kołki znacznie osłabiają element ze względu na swą dużą średnicę.
Z tych powodów połączenia na kołki wyszły już z użycia; spotyka się je tylko w elementach
budowli na terenie skansenów.
Zamiast dawniej stosowanych kołków drewnianych stosuje się obecnie sworznie stalowe.
Sworznie stalowe pełne wykonuje się z prętów stalowych o przekroju okrągłym i średnicy 10-
24 mm. Sworznie powinny dokładnie przylegać do ścianek otworu. W celu zabezpieczenia
złącza przed rozdzieleniem się stosuje się w co najmniej piątej części otworów śruby
z podkładkami stalowymi. W każdym złączu musi być co najmniej jedna taka śruba. [6, s. 170]
Złącza na pierścienie i płytki kolczaste
W konstrukcjach drewnianych, w których występują duże siły w prętach
(np. w dźwigarach dachowych dużej rozpiętości) połączenia sworzniowe nie wystarczają |
i zastępuje sieje połączeniami na wkładki, które w punktach połączeń rozkładają siły na
większe powierzchnie.
Połączenia takie nadają się tylko do drewna wysokiej jakości i dostatecznie suchego,
powinno być też zapewnione odpowiednio dokładne ich wykonanie.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
54
Najczęściej stosowanymi wkładkami są pierścienie zębate wciskane.
Rys.49. Wkładki łącznikowe: a) pierścień typu Geka, b) pierścień typu Bistyp, c) płytka kolczasta, d) przekrój
złącza na płytki kolczaste [6, s. 171]
Zamiast pierścieni stosuje się też płytki kolczaste. Złączy nie trzeba wzmacniać śrubami, bo
płytki utrzymują łączone elementy siłą tarcia.
Złącza na skowy
Złącza na skowy, wypierają złącza wrębowe bo są dużo mniej pracochłonne. Służą do
łączenia elementów konstrukcji drewnianych w płaszczyźnie pionowej lub poziomej oraz
elementów stykających się pod kątem. Są też stosowane podpórki słupów, stawianych na
podwalinie lub kotwiące słup w ścianie betonowej. Inne skowy służą do łączenia elementów
drewnianych z metalowymi. Taśmy perforowane są używane do wzmacniania złączy
elementów lub jako ściągi konstrukcji rozporowych. Ściągi mają złączki ze śrubą rzymską do
napinania.
Skowy są mocowane do drewna za pomocą gwoździ lub wkrętów, wbijanych lub
wkręcanych zaczepiaczem. Są też skowy z kolcami. Wciska się je w drewno prasą lub wbija
na budowie. [6, s. 172]
Rys.50. Skowy: a) połączenie stolca z płatwią, b) połączenie stolca z podwaliną, stolca z mieczem, c) złącze
belek w stropie, d) wzmocnione złącza elementów poziomych, e) złącze kalenicowe, f) połączenie stolca
z podwaliną, g) podpórka stolca zakotwiona w ścianie betonowej [6, s. 173]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
55
Złącza wrębowe
Złącza wrębowe są najbardziej typowe dla prac ciesielskich. Jeszcze kilkadziesiąt lat
temu dobry cieśla chlubił się tym, że postawił dom nie używając ani jednego gwoździa.
Złącza wrębowe nazywa się też ciesielskimi. Obecnie wykonywane połączenia wrębowe
zazwyczaj wzmacnia się kolkami drewnianymi, a także śrubami, klamrami, chomątami,
strzemionami, opaskami itp., aby zabezpieczyć je przed rozluźnieniem.
Wykonywanie złączy wrębowych jest bardzo pracochłonne i wymaga dużej staranności,
aby na stykach elementów nie powstawały szczeliny, w które wnika wilgoć sprzyjająca
korozji biologicznej. Złącza te wykonuje się jeszcze przy rekonstrukcjach i remontach
zabytkowych budowli drewnianych. Proste połączenia, wzmacniane gwoździami lub
okuciami stalowymi są jeszcze stosowane w budownictwie drewnianym, bo ceny na skowy są
wysokie.
Połączenia na wręby wykonuje się w celu zwiększenia wymiarów elementu lub zespolenia
elementów konstrukcji.
Do pierwszej grupy należą połączenia przedłużające elementy poziome i pionowe oraz
powiększające ich szerokość i wysokość. Do drugiej grupy zalicza się złącza:
− elementów leżących w płaszczyźnie poziomej,
− elementów leżących w płaszczyźnie pionowej, przy czym ze względu na zróżnicowanie
technologii rozróżnia się złącza pod kątem prostym i złącza pod kątem ostrym,
− elementów leżących w płaszczyźnie ukośnej. [6, s. 178]
Przedłużanie elementów poziomych
W celu przedłużenia elementów poziomych wykonuje się najczęściej następujące rodzaje
styków: proste, ukośne, wcięte pojedynczo i podwójnie, w nakładkę prostą i ukośną oraz ujęte
w łubki.
Do wzmocnienia styków na rozciąganie stosuje się nakładki proste lub ukośne, albo też
ujmuje styk w łubki; nakładki i łubki ściąga się śrubami. Najprostszym wzmocnieniem styku
jest przybicie z góry lub z obu stron klamer ciesielskich.
Rys.51. Styki poziome: a) prosty, b) ukośny, c) z wcięciem pojedynczym, d) z wcięciem podwójnym,
e) z nakładka prostą, f) z nakładką ukośną, g) z łubkami [6, s. 179]
Zakładki stasuje się częściej od zamków ze względu na łatwość wykonania. W celu
zabezpieczenia łączonych części przed rozsunięciem się zakładki proste i ukośne wzmacnia
się kołkami z drewna lub śrubami.
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.03_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.03_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.03_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.03_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.03_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.03_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.03_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.03_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.03_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.03_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.03_u

More Related Content

What's hot (20)

9
99
9
 
Technik.weterynarii 13
Technik.weterynarii 13Technik.weterynarii 13
Technik.weterynarii 13
 
17 6.1 pw_ch_zl_tresc
17 6.1 pw_ch_zl_tresc17 6.1 pw_ch_zl_tresc
17 6.1 pw_ch_zl_tresc
 
11 4.1 ppz_tresc
11 4.1 ppz_tresc11 4.1 ppz_tresc
11 4.1 ppz_tresc
 
19
1919
19
 
12
1212
12
 
Murarz- Wykonywanie napraw, remontów i rozbiórek konstrukcji murowych
Murarz- Wykonywanie napraw, remontów i rozbiórek konstrukcji murowychMurarz- Wykonywanie napraw, remontów i rozbiórek konstrukcji murowych
Murarz- Wykonywanie napraw, remontów i rozbiórek konstrukcji murowych
 
7
77
7
 
14
1414
14
 
Technik.weterynarii 18
Technik.weterynarii 18Technik.weterynarii 18
Technik.weterynarii 18
 
Technik.weterynarii 10
Technik.weterynarii 10Technik.weterynarii 10
Technik.weterynarii 10
 
Murarz- Wykonywanie gzymsów i układów rolkowych
Murarz- Wykonywanie gzymsów i układów rolkowychMurarz- Wykonywanie gzymsów i układów rolkowych
Murarz- Wykonywanie gzymsów i układów rolkowych
 
Technik.weterynarii 19
Technik.weterynarii 19Technik.weterynarii 19
Technik.weterynarii 19
 
6
66
6
 
Projektowanie mebli
Projektowanie mebliProjektowanie mebli
Projektowanie mebli
 
Technik.weterynarii 6
Technik.weterynarii 6Technik.weterynarii 6
Technik.weterynarii 6
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.05_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.05_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z6.05_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.05_u
 
Malarz-tapeciarz
Malarz-tapeciarzMalarz-tapeciarz
Malarz-tapeciarz
 
2
22
2
 
16
1616
16
 

Similar to Technik.technologii.drewna 311[32] z6.03_u

Ciesla 712[02] z1.12_u
Ciesla 712[02] z1.12_uCiesla 712[02] z1.12_u
Ciesla 712[02] z1.12_uEmotka
 
Ciesla 712[02] z1.13_u
Ciesla 712[02] z1.13_uCiesla 712[02] z1.13_u
Ciesla 712[02] z1.13_uEmotka
 
Ciesla 712[02] z1.05_u
Ciesla 712[02] z1.05_uCiesla 712[02] z1.05_u
Ciesla 712[02] z1.05_uEmotka
 
Murarz- Wykonywanie tynków zewnętrznych
Murarz- Wykonywanie tynków zewnętrznychMurarz- Wykonywanie tynków zewnętrznych
Murarz- Wykonywanie tynków zewnętrznychFilip Chojnacki
 
Ciesla 712[02] z2.04_u
Ciesla 712[02] z2.04_uCiesla 712[02] z2.04_u
Ciesla 712[02] z2.04_uEmotka
 
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_uGornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_uMuszex
 
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_uGornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_uMuszex
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.02_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.02_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z6.02_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.02_uEmotka
 
Ciesla 712[02] z1.15_u
Ciesla 712[02] z1.15_uCiesla 712[02] z1.15_u
Ciesla 712[02] z1.15_uEmotka
 
Ciesla 712[02] z1.08_u
Ciesla 712[02] z1.08_uCiesla 712[02] z1.08_u
Ciesla 712[02] z1.08_uEmotka
 
Murarz- Wykonywanie ścian działowych z różnych materiałów
Murarz- Wykonywanie ścian działowych z różnych materiałówMurarz- Wykonywanie ścian działowych z różnych materiałów
Murarz- Wykonywanie ścian działowych z różnych materiałówFilip Chojnacki
 
Ciesla 712[02] z1.07_u
Ciesla 712[02] z1.07_uCiesla 712[02] z1.07_u
Ciesla 712[02] z1.07_uEmotka
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z5.01_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z5.01_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z5.01_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z5.01_uEmotka
 

Similar to Technik.technologii.drewna 311[32] z6.03_u (20)

Ciesla 712[02] z1.12_u
Ciesla 712[02] z1.12_uCiesla 712[02] z1.12_u
Ciesla 712[02] z1.12_u
 
Ciesla 712[02] z1.13_u
Ciesla 712[02] z1.13_uCiesla 712[02] z1.13_u
Ciesla 712[02] z1.13_u
 
Ciesla 712[02] z1.05_u
Ciesla 712[02] z1.05_uCiesla 712[02] z1.05_u
Ciesla 712[02] z1.05_u
 
Murarz- Wykonywanie tynków zewnętrznych
Murarz- Wykonywanie tynków zewnętrznychMurarz- Wykonywanie tynków zewnętrznych
Murarz- Wykonywanie tynków zewnętrznych
 
3
33
3
 
Ciesla 712[02] z2.04_u
Ciesla 712[02] z2.04_uCiesla 712[02] z2.04_u
Ciesla 712[02] z2.04_u
 
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_uGornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_u
 
1.01
1.011.01
1.01
 
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_uGornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] z1.01_u
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.02_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.02_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z6.02_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z6.02_u
 
Ciesla 712[02] z1.15_u
Ciesla 712[02] z1.15_uCiesla 712[02] z1.15_u
Ciesla 712[02] z1.15_u
 
20
2020
20
 
4
44
4
 
Ciesla 712[02] z1.08_u
Ciesla 712[02] z1.08_uCiesla 712[02] z1.08_u
Ciesla 712[02] z1.08_u
 
Murarz- Wykonywanie ścian działowych z różnych materiałów
Murarz- Wykonywanie ścian działowych z różnych materiałówMurarz- Wykonywanie ścian działowych z różnych materiałów
Murarz- Wykonywanie ścian działowych z różnych materiałów
 
Ciesla 712[02] z1.07_u
Ciesla 712[02] z1.07_uCiesla 712[02] z1.07_u
Ciesla 712[02] z1.07_u
 
17
1717
17
 
13
1313
13
 
10
1010
10
 
Technik.technologii.drewna 311[32] z5.01_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z5.01_uTechnik.technologii.drewna 311[32] z5.01_u
Technik.technologii.drewna 311[32] z5.01_u
 

More from Emotka

07 2.1 mbewtz_tresc
07 2.1 mbewtz_tresc07 2.1 mbewtz_tresc
07 2.1 mbewtz_trescEmotka
 
06 8.1 pproak_tresc
06 8.1 pproak_tresc06 8.1 pproak_tresc
06 8.1 pproak_trescEmotka
 
06 7.1 pproak_tresc
06 7.1 pproak_tresc06 7.1 pproak_tresc
06 7.1 pproak_trescEmotka
 
06 6.1 pproak_tresc
06 6.1 pproak_tresc06 6.1 pproak_tresc
06 6.1 pproak_trescEmotka
 
06 5.1 pproak_tresc
06 5.1 pproak_tresc06 5.1 pproak_tresc
06 5.1 pproak_trescEmotka
 
06 4.1 pproak_tresc
06 4.1 pproak_tresc06 4.1 pproak_tresc
06 4.1 pproak_trescEmotka
 
06 3.1 pproak_tresc
06 3.1 pproak_tresc06 3.1 pproak_tresc
06 3.1 pproak_trescEmotka
 
06 1.1 pproak_tresc
06 1.1 pproak_tresc06 1.1 pproak_tresc
06 1.1 pproak_trescEmotka
 
06 2.1 pproak_tresc
06 2.1 pproak_tresc06 2.1 pproak_tresc
06 2.1 pproak_trescEmotka
 
05 6.1 pak_tresc
05 6.1 pak_tresc05 6.1 pak_tresc
05 6.1 pak_trescEmotka
 
05 5.1 pak_tresc
05 5.1 pak_tresc05 5.1 pak_tresc
05 5.1 pak_trescEmotka
 
05 3.1 pak_tresc
05 3.1 pak_tresc05 3.1 pak_tresc
05 3.1 pak_trescEmotka
 
05 2.1 pak_tresc
05 2.1 pak_tresc05 2.1 pak_tresc
05 2.1 pak_trescEmotka
 
05 1.1 pak_tresc
05 1.1 pak_tresc05 1.1 pak_tresc
05 1.1 pak_trescEmotka
 
05 4.1 pak_tresc
05 4.1 pak_tresc05 4.1 pak_tresc
05 4.1 pak_trescEmotka
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] o1.03_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] o1.03_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] o1.03_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] o1.03_uEmotka
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.03_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.03_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.03_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.03_uEmotka
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.02_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.02_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.02_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.02_uEmotka
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z3.01_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z3.01_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] z3.01_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z3.01_uEmotka
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z2.04_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z2.04_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] z2.04_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z2.04_uEmotka
 

More from Emotka (20)

07 2.1 mbewtz_tresc
07 2.1 mbewtz_tresc07 2.1 mbewtz_tresc
07 2.1 mbewtz_tresc
 
06 8.1 pproak_tresc
06 8.1 pproak_tresc06 8.1 pproak_tresc
06 8.1 pproak_tresc
 
06 7.1 pproak_tresc
06 7.1 pproak_tresc06 7.1 pproak_tresc
06 7.1 pproak_tresc
 
06 6.1 pproak_tresc
06 6.1 pproak_tresc06 6.1 pproak_tresc
06 6.1 pproak_tresc
 
06 5.1 pproak_tresc
06 5.1 pproak_tresc06 5.1 pproak_tresc
06 5.1 pproak_tresc
 
06 4.1 pproak_tresc
06 4.1 pproak_tresc06 4.1 pproak_tresc
06 4.1 pproak_tresc
 
06 3.1 pproak_tresc
06 3.1 pproak_tresc06 3.1 pproak_tresc
06 3.1 pproak_tresc
 
06 1.1 pproak_tresc
06 1.1 pproak_tresc06 1.1 pproak_tresc
06 1.1 pproak_tresc
 
06 2.1 pproak_tresc
06 2.1 pproak_tresc06 2.1 pproak_tresc
06 2.1 pproak_tresc
 
05 6.1 pak_tresc
05 6.1 pak_tresc05 6.1 pak_tresc
05 6.1 pak_tresc
 
05 5.1 pak_tresc
05 5.1 pak_tresc05 5.1 pak_tresc
05 5.1 pak_tresc
 
05 3.1 pak_tresc
05 3.1 pak_tresc05 3.1 pak_tresc
05 3.1 pak_tresc
 
05 2.1 pak_tresc
05 2.1 pak_tresc05 2.1 pak_tresc
05 2.1 pak_tresc
 
05 1.1 pak_tresc
05 1.1 pak_tresc05 1.1 pak_tresc
05 1.1 pak_tresc
 
05 4.1 pak_tresc
05 4.1 pak_tresc05 4.1 pak_tresc
05 4.1 pak_tresc
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] o1.03_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] o1.03_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] o1.03_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] o1.03_u
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.03_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.03_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.03_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.03_u
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.02_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.02_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.02_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.02_u
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z3.01_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z3.01_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] z3.01_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z3.01_u
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z2.04_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z2.04_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] z2.04_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z2.04_u
 

Technik.technologii.drewna 311[32] z6.03_u

  • 1. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” MINISTERSTWO EDUKACJI NARODOWEJ Andrzej Żak Wykonywanie dokumentacji konstrukcji wielkowymiarowych z drewna 311[32].Z6.03 Poradnik dla ucznia Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy Radom 2006
  • 2. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 1 Recenzenci: mgr inż. Mirosława Łukawska mgr inż. Leszek Jaszczyk Opracowanie redakcyjne: mgr inż. Andrzej Żak Konsultacja: mgr Małgorzata Sołtysiak Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 311[32].Z6.03 Wykonywanie dokumentacji konstrukcji wielkowymiarowych z drewna zawartego w modułowym programie nauczania dla zawodu technik technologii drewna. Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006
  • 3. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 2 SPIS TREŚCI 1. Wprowadzenie 3 2. Wymagania wstępne 5 3. Cele kształcenia 6 4. Materiał nauczania 7 4.1. Ogólna charakterystyka konstrukcji nośnych wielkowymiarowych 7 4.1.1. Materiał nauczania 7 4.1.2. Pytania sprawdzające 14 4.1.3. Ćwiczenia 14 4.1.4. Sprawdzian postępów 16 4.2. Wiązary i dźwigary – kratowe, płaskie 17 4.2.1. Materiał nauczania 17 4.2.2. Pytania sprawdzające 24 4.2.3. Ćwiczenia 24 4.2.4. Sprawdzian postępów 25 4.3. Konstrukcje klejone 26 4.3.1. Materiał nauczania 26 4.3.2. Pytania sprawdzające 31 4.3.3. Ćwiczenia 31 4.3.4. Sprawdzian postępów 32 4.4. Konstrukcje ciesielskie 33 4.4.1. Materiał nauczania 33 4.4.2. Pytania sprawdzające 38 4.4.3. Ćwiczenia 38 4.4.4. Sprawdzian postępów 40 4.5. Elementy składowe dachu 41 4.5.1. Materiał nauczania 41 4.5.2. Pytania sprawdzające 48 4.5.3. Ćwiczenia 49 4.5.4. Sprawdzian postępów 50 4.6. Połączenia elementów drewnianych w konstrukcjach ciesielskich 51 4.6.1. Materiał nauczania 51 4.6.2. Pytania sprawdzające 57 4.6.3. Ćwiczenia 58 4.6.4. Sprawdzian postępów 59 5. Sprawdzian osiągnięć 60 6. Literatura 66
  • 4. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 3 1. WPROWADZENIE Poradnik ten będzie Ci pomocny w nabywaniu umiejętności z zakresu wykonywania dokumentacji konstrukcji wielkowymiarowych z drewna. Jednostka modułowa: Wykonywania dokumentacji konstrukcji wielkowymiarowych z drewna jest jedną z podstawowych jednostek dotyczących technologii projektowania wyrobów drewna. W poradniku zamieszczono: 1. Wymagania wstępne, czyli wykaz niezbędnych umiejętności, które powinieneś posiadać, aby przystąpić do realizacji tej jednostki modułowej. 2. Cele kształcenia jednostki modułowej, które określają umiejętności, jakie opanujesz w wyniku procesu kształcenia. 3. Materiał nauczania, który zawiera informacje niezbędne do realizacji zaplanowanych szczegółowych celów kształcenia, umożliwia samodzielne przygotowanie się do ćwiczeń i zaliczenia sprawdzianów. Wykorzystaj do poszerzenia wiedzy wskazaną literaturę oraz inne źródła informacji. Obejmuje on również: − pytania sprawdzające wiedzę niezbędną do wykonania ćwiczeń, − ćwiczenia z opisem sposobu ich wykonania oraz wyposażenia stanowiska pracy, − sprawdzian postępów, który umożliwi sprawdzenie poziomu Twojej wiedzy po wykonaniu ćwiczeń. 4. Sprawdzian osiągnięć w postaci zestawu pytań sprawdzających opanowanie umiejętności z zakresu całej jednostki. Zaliczenie jest dowodem nabytych umiejętności określonych w tej jednostce modułowej. 5. Wykaz literatury dotyczącej programu jednostki modułowej. Jeżeli masz trudności ze zrozumieniem tematu lub ćwiczenia, poproś nauczyciela lub instruktora o wyjaśnienie i ewentualne sprawdzenie, czy dobrze wykonujesz daną czynność. Po przyswojeniu materiału spróbuj zaliczyć sprawdzian z zakresu jednostki modułowej. Wykonując sprawdzian postępów powinieneś odpowiadać na pytania tak lub nie, co oznacza, że opanowałeś materiał lub nie. Bezpieczeństwo i higiena pracy W czasie wykonywania ćwiczeń praktycznych musisz przestrzegać regulaminów, przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy oraz szczegółowych instrukcji opracowanych dla każdego stanowiska. Przepisy te poznasz podczas trwania nauki.
  • 5. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 4 Schemat układu jednostek modułowych 311[32].Z6.07 Wykonywanie dokumentacji techniczno- technologicznej wyrobu 311[32].Z6.06 Określanie trwałości i wytrzymałości konstrukcji z drewna litego i tworzyw drzewnych 311[32].Z6.03 Wykonywanie dokumentacji konstrukcji wielkowymiarowych z drewna 311[32].Z6.05 Projektowanie wyrobów stolarki budowlanej Moduł 311[32].Z6 Technologia projektowania wyrobów z drewna 311[32].Z6.01 Klasyfikowanie wyrobów z drewna 311[32].Z6.04 Projektowanie mebli 311[32].Z6.02 Wykonywanie połączeń elementów w konstrukcjach z drewna
  • 6. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 5 2. WYMAGANIA WSTĘPNE Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć: − stosować narzędzia pomiarowe zgodnie z ich przeznaczeniem, − rozpoznawać gatunki drewna, − rozróżniać tworzywa drzewne i ich właściwości, − rozpoznawać połączenia stolarskie, − organizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp, − posługiwać się normami, − wykonywać i odczytywać szkice, schematy i rysunki, − wykorzystywać techniki komputerowe, − posługiwać się dokumentacją techniczną.
  • 7. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 6 3. CELE KSZTAŁCENIA W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć: − odróżnić konstrukcje nośne wielkowymiarowe z drewna i tworzyw drzewnych, − określić przeznaczenie i warunki pracy konstrukcji nośnych, − naszkicować i zwymiarować konstrukcje nośne, − dobrać połączenia do typu i warunków pracy konstrukcji nośnej, − odczytać rysunki wykonawcze konstrukcji ciesielskich, − dobrać rozwiązania konstrukcyjne ścian, stropów i dachów, − wykonać szkice połączeń elementów ścian i dachu.
  • 8. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 7 4. MATERIAŁ NAUCZANIA 4.1. Ogólna charakterystyka konstrukcji nośnych wielkowymiarowych 4.1.1. Materiał nauczania Konstrukcje drewniane należą do najstarszych realizacji budowlanych. Były one przez długie lata niezastąpione, a i obecnie – mimo wysokiej ceny drewna w większości krajów – stały się w wielu przypadkach ponownie konkurencyjne w stosunku do konstrukcji stalowych i żelbetowych. Zawdzięcza się to głównie szeroko rozwiniętym badaniom nad właściwościami drewna i materiałów drewnopochodnych, jak również badaniom nad samymi konstrukcjami drewnianymi. Dzięki temu nastąpił znaczny postęp techniczny w kształtowaniu, konstruowaniu i technologii wykonawstwa. Nowoczesny rozwój konstrukcji drewnianych datuje się od końca XIX wieku, kiedy to zastosowano do połączeń elementów łączniki stalowe o dużej nośności (pierścienie Tuchscherera). Punkt kulminacyjny rozwoju tych konstrukcji przypada na okres pierwszej wojny światowej. Potrzeby budownictwa wojennego oraz konieczność szybkiej odbudowy zniszczonych obiektów o dużej rozpiętości, jak hangary, zajezdnie tramwajowe, parowozownie, hale fabryczne i inne, zmusiły inżynierów do udoskonalenia projektowanych konstrukcji drewnianych, polegającego na stosowaniu złączy inżynierskich zamiast dotąd wykonywanych tradycyjnych połączeń ciesielskich. Równocześnie zwiększono znacznie sortyment nowoczesnych łączników. Przestano także projektować konstrukcje o niewyraźnym układzie statycznym, przechodząc bądź do elementów statycznie wyznaczalnych, bądź też do układów takich, jak łuki i ramy dwuprzegubowe oraz inne konstrukcje przeważnie z jednym stopniem statycznej niewyznaczalności. Jednocześnie uznano, że z powodu ograniczonych zasobów drewna i braku drewna o dużych przekrojach, należy dążyć przede wszystkim do stosowania konstrukcji całkowicie klejonych lub wykonywanych z elementów klejonych łączonych na łączniki metalowe. W warunkach polskich uważa się poza tym za celowe stosowanie konstrukcji mieszanych z drewna i materiałów drewnopochodnych, jak sklejka wodoodporna oraz płyty pilśniowe twarde (do konstrukcji mniej odpowiedzialnych). Zapewnienie długotrwałości konstrukcjom drewnianym jest możliwe, jeżeli otrzymają one zabezpieczenie właściwe dla środowiska, w którym będą się znajdowały. Dzięki podkreślonemu wyżej postępowi technicznemu oraz uprzemysłowieniu wykonawstwa konstrukcji drewnianych stworzone zostały obecnie odpowiednie warunki do racjonalnego ich projektowania i stosowania. [1, s. 11] Ogólna charakterystyka drewna Drewno jest bardzo dobrym materiałem budowlanym, ale ciągle zmniejszające się jego zasoby narzucają konieczność racjonalnego i umiejętnego posługiwania się tym tworzywem, a jednocześnie stosowania go w obiektach, w których jest ono bądź niezbędne, bądź też konkuruje z rozwiązaniami w materiałach szerzej dostępnych (stal, żelbet). Jedną z cennych zalet drewna jest jego duża wytrzymałość na ściskanie i rozciąganie przy stosunkowo niewielkim ciężarze właściwym. Porównując wskaźniki określające wielkość podstawowych naprężeń na ściskanie i rozciąganie na jednostkę objętości drewna i stali stwierdzono, że ciężar własny konstrukcji drewnianej przy tej samej rozpiętości i obciążeniu jest zbliżony do ciężaru konstrukcji stalowej. Wobec dużego współczynnika rozszerzalności
  • 9. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 8 liniowej stali i żelbetu, istnieje często potrzeba stosowania – przy projektowaniu konstrukcji z tych materiałów – specjalnych łożysk podporowych i szwów dylatacyjnych. Wartość tego współczynnika dla drewna jest natomiast tak mała, że w praktyce można wykonywać konstrukcje drewniane nawet o dużych rozpiętościach na nieskomplikowanych stałych podporach. Ze względu na odporność drewna na dymy i gazy chemiczne można je stosować do konstrukcji dachowych dużych kuźni, zakładów chemicznych, składów nawozów sztucznych itp. Konstrukcje drewniane są w tych przypadkach bardziej odpowiednie niż stalowe lub żelbetowe. [1, s. 12] Uzyskanie odpowiedniego surowca drzewnego wymaga dużo czasu. Drzewa iglaste używane do otrzymania materiału na elementy konstrukcji mają największą wartość dla celów technicznych dopiero w wieku 80 ÷ 100 lat i nie istnieją, dotychczas możliwości skrócenia czasu dojrzewania surowca. Drewno ma dużo wad wzrostu, ponadto jest materiałem niejednorodnym i anizotropowym, dla którego własności mechaniczno-fizyczne są funkcją miejsca i kierunku. Wyżej wymienione mankamenty stwarzają potrzebę starannego sortowania drewna przed jego użyciem do konstrukcji oraz takiej formy projektowania połączeń, która uwzględniałaby specyficzne właściwości drewna. Ogólna charakterystyka konstrukcji drewnianych W obecnym okresie szybkiego postępu technicznego i związanej z tym konieczności modernizacji zakładów przemysłowych, często nawet po 10 ÷ 15 letnim okresie ich eksploatacji, powstaje potrzeba przebudowy hal przemysłowych w kierunku podwyższenia ich wysokości lub zwiększenia rozpiętości. Rys.1. Montaż konstrukcji [22] Konstrukcje drewniane są łatwo rozbieralne, materiał przy rozbiórce mało się niszczy i może być ponownie użyty, co jest dużą zaletą. Z tego względu szczególnie hale wystaw i targów, obiekty sportowe i inne o zmiennej lokalizacji celowo jest w wielu przypadkach wykonywać z drewna. [1, s. 12] Rys.2. Sala koncertowe (Finlandia) [22]
  • 10. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 9 Rys.4. Restauracja parkowa [22] Rys.5. Wieża obserwacyjna [22] Rys.6. Biblioteka [22] Wśród dalszych zalet konstrukcji drewnianych wymienić należy: łatwość obróbki, możliwość przemysłowej produkcji, małe prawdopodobieństwo uszkodzeń przy transporcie oraz możliwość wykonania montażu w dowolnej porze roku bez specjalnych zabiegów. Nowoczesne łączniki inżynierskie, a w szczególności kleje, stwarzają możliwość wykonania przekryć hal o rozpiętości do 100 m. Rys.7. Sala koncertowa [22]
  • 11. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 10 Dla zmniejszenia przekrojów klejonych elementów bez obniżania ich nośności można obecnie stosować wzmacnianie ich prętami stalowymi przyklejonymi do drewna specjalnymi klejami i w sposób gwarantujący wzajemną współpracę obu materiałów. Należy podkreślić, że obecnie za najbardziej postępowe rozwiązania konstrukcji drewnianych, szczególnie nadających się do wykonywania w zakładach przemysłowych, uważa się konstrukcje klejone składające się z elementów o przekroju prostokątnym wykonywanych desek. Montaż tych konstrukcji na budowie sprowadza się do scalania prefabrykowanych elementów za pomocą mechanicznych łączników. Belki klejone pełne wykonuje się dla rozpiętości 10 ÷ 25,0 m, wyjątkowo 30 m, belki zaś o przekroju dwuteowym z desek lub znacznie rzadziej ze sklejki. Konstrukcje wspornikowe, szczególnie z odciągami w zadaszeniach trybun sportowych mają wysięg dochodzący nawet do 30,0 m, zwykle jednak 10 ÷ 15 m. Rys.8. Trybuny widowiskowe [22] Do przekryć hal przemysłowych i sportowych stosuje się łuki klejone, których rozpiętość waha się w granicach 10 ÷ 80 m Rys. 9. Konstrukcja przykrycia w postaci łuków trójprzegubowych strzelistych [1, s. 18] Na rysunku 9 pokazano konstrukcję drewnianą nad halą fosfatu w postaci łuków trójprzegubowych strzelistych o rozpiętościach 48,0 m; wykonuje się je nawet do rozpiętości 60 m. Przekrycie trójnawowej hali przemysłowej dźwigarami łukowymi trójprzegubowymi pokazano na rysunku 10 ; stosuje się je również do rozpiętości 60,0 m.
  • 12. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 11 Rys.10. Konstrukcja przykrycia hali przemysłowej trójnawowej składającej się z łuków trójprzegubowych [1, s. 19] W konstrukcjach drewnianych klejonych można wykonywać przejścia dla pieszych np. nad ulicą. Taki rodzaj konstrukcji jest szczególnie ważny, jeżeli po niedługim czasie zachodzi potrzeba zmiany jej lokalizacji. Rys.11. Most Leonardo (Szwecja) [22] Konstrukcje drewniane belkowe, kratowe, łukowe i ramowe oraz różnego rodzaju kopuły wykonywane z elementów łączonych na łączniki mechaniczne opisano w dalszych rozdziałach poradnika. Są one traktowane jako nadające się do stosowania w drugiej kolejności, biorąc pod uwagę mniejszy stopień ich uprzemysłowienia. Konstrukcje drewniane mogą być dostosowane i do indywidualnych projektów, ale to pociągać będzie znacznie wyższe koszty. [1, s. 15] Zmiany w zawartości wilgoci w drewnie powodują jego pęcznienie i kurczenie się związane z pękaniem, które to zjawiska – szczególnie w konstrukcjach nie zabezpieczonych od opadów atmosferycznych – wpływają destrukcyjnie na pracę złączy i stwarzają jednocześnie możliwość zagrzybienia. Z tych względów przy budowie obiektów narażonych na większe zawilgocenie należy unikać konstrukcji drewnianych nie zabezpieczonych. Wypada w ogóle podkreślić, że stosowanie na elementy budowlane drewna bez zabezpieczenia go przed nawilgoceniem i bez stworzenia warunków przewiewu dla
  • 13. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 12 konstrukcji, łatwo może doprowadzić do zagrzybienia drewna, szczególnie na podporach i w pobliżu okapów, co spowodować może nawet zawalenie konstrukcji. Nie należy stosować przekryć drewnianych nad pomieszczeniami, w których temperatura powietrza przekracza 55˚C oraz wszędzie tam, gdzie istnieje zagrożenie pożarowe, gdyż drewno jest materiałem łatwo zapalnym. Przez odpowiednią impregnację drewno można uczynić trudno zapalnym, ale środki przeciwogniowe w naszych warunkach są stosunkowo kosztowne. Wypada jeszcze zwrócić uwagę, że konstrukcje drewniane wymagają dość starannej okresowej konserwacji, analogicznej jak np. konstrukcje stalowe. Rys. 12. Konstrukcja kładki dla pieszych składająca się z łuków dwuprzegubowych klejonych pełnych (Szwecja) [1, s. 19] Rodzaje konstrukcji prefabrykatów budowlanych z drewna i tworzyw drzewnych Ściany płytowe Ściany płytowe stosuje się w budynkach składanych, z gotowych (prefabrykowanych) elementów ściennych, podłogowych, dachowych i stropowych. Elementy budynków wykonuje się masowo w postaci płyt w wytwórniach wyposażonych w urządzenia mechaniczne (piły tarczowe, wahadłowe, taśmowe, strugarki, dłutarki, frezarki itp.), z drewna impregnowanego w celu zabezpieczenia przed wpływami atmosferycznymi. Przy składaniu budynków z elementów prefabrykowanych uzyskuje się wiele korzyści natury gospodarczej, a przede wszystkim: − znaczną oszczędność drewna dzięki masowej produkcji i lepszemu wykorzystaniu materiału; − dużą trwałość elementów i możliwość wielokrotnego ich używania; − szybkość ustawienia i rozbiórki budynku; − łatwość magazynowania i transportu elementów. Ze względu na wymienione korzyści konstrukcje z gotowych elementów są stosowane przede wszystkim do budynków tymczasowych, jak hotele robotnicze, stołówki, świetlice na budowlach, do przenośnych magazynów itp. Po spełnieniu swego zadania konstrukcje te rozbiera się i ustawia w innych miejscach. Rozróżnia się 3 typy ściennych płyt zewnętrznych: pełne, okienne i drzwiowe; płyty te mogą być niskie lub wysokie.
  • 14. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 13 Rys.12. Płyty ścienne zewnętrzne: a) pełna niska; b) okienna wysoka; c) drzwiowa niska. 1 – ramiaki, 2 – listwy usztywniające, 3 – łaty dodatkowe, ograniczające otwory, 4 – deskowanie, 5 – płyta pilśniowa twarda, 6 – karton falisty, 7 – izolacja ciepłochronna [1, s. 345] W budownictwie, szczególnie przemysłowym, zaczęto stosować do przekryć prefabrykowane płyty dachowe wykonane z materiałów drewnopochodnych i drewna, a do przegród – podobne płyty ścienne. Są to płyty trójwarstwowe składające się z okładzin i rdzenia zespolone ze sobą klejem wodoodpornym. Rdzeń może być w postaci szkieletu drewnianego lub innego (tzw. płyty żebrowe), jak również może być wykonany jako pełny, z materiału o małej przewodności cieplnej, np. styropianu lub paździerzy. Okładziny wykonuje się z różnych tworzyw. Produkowane płyty żebrowe stosuje się do lekkich przekryć i do ścian osłonowych. Żebra zaprojektowano o przekroju skrzynkowym, okładzinę zaś jako płytę warstwową. Płyty żebrowe mają także żebra o przekroju skrzynkowym; okładzinę górną (ściskaną) zaprojektowano ze sklejki wodoodpornej, grubości 6 mm, a dolną o grubości 5 mm. [1, s. 346] Rys.13. Płyty dachowe: a), b), c) żebrowo-warstwowe, d) e), f) warstwowe [1, s. 346] 1 - płyta warstwowa, 2 - żebro o przekroju skrzynkowym, 3 - sklejka, 4 - żebro z drewna litego, 5 - izolacja, 6 - płyta paździerzowa, 7 - płyta paździerzowa γ2, 8 — płyta paździerzowa γ3, 9 - papa izolacyjna
  • 15. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 14 Płyty dachowe z paździerzy wykonuje się przeważnie jako trójwarstwowe, stosując na okładziny płyty paździerzowe o większym ciężarze objętościowym (o większej wytrzymałości), a na rdzeń płytę paździerzową lżejszą, spełniającą rolę izolacji termicznej. W płytach produkcji krajowej okładziny przykleja się do żeber lub rdzenia klejem fenolowo- formaldehydowym. Rys.14. Montaż ściany z elementów prefabrykowanych [22] Rys.15. Osiedle domów z elementów prefabrykowanych [22] 4.1.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Jakie konstrukcje nazywamy wielkowymiarowymi? 2. Jaki jest zastosowanie konstrukcji wielkowymiarowych? 3. Jakie zalety i wady maja konstrukcje wielkowymiarowe z drewna? 4. Jakie kształty maja konstrukcje wielkowymiarowe? 5. Jak nazywają się elementy konstrukcji nośnych? 6. W jakich miejscach konstrukcje drewniane maja przewagę nad stalowymi? 7. Jakie są zalety stosowania elementów prefabrykowanych z drewna? 8. Jakie znasz rodzaje elementów prefabrykowanych? 4.1.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Określ zastosowanie drewnianych konstrukcji nośnych. Sposób wykonania ćwiczenia
  • 16. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 15 Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się z literaturą dotyczącą tego tematu, 2) dokonać analizy zastosowania konstrukcji, 3) wskazać przykłady zastosowania, 4) zaprezentować wykonane ćwiczenie, 5) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: – katalogi, prospekty, – dokumentacja techniczno-technologiczna, – zestaw norm, – literatura z rozdziału 6. Ćwiczenie 2 Wskaż możliwość zastosowania drewnianych konstrukcji nośnych. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się z literaturą dotyczącą tego tematu, 2) określić warunki pracy konstrukcji, 3) wskazać wady i zalety drewna w określonych warunkach otoczenia, 4) określić wpływ kształtu na wytrzymałość konstrukcji, 5) określić wytrzymałości drewna, 6) dokonać analizy możliwości zastosowania konstrukcji, 7) zaprezentować wykonane ćwiczenie, 8) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: – katalogi, prospekty, – dokumentacja techniczno-technologiczna, – zestaw norm, – literatura z rozdziału 6. Ćwiczenie 3 Dokonaj analizy dokumentacji konstrukcyjnej wybranej konstrukcji nośnej. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) dokonać analizy konstrukcji nośnej na podstawie dokumentacji, 2) przeprowadzić analizę rozpoznania typu konstrukcji, 3) dokonać analizy kształtu i wymiarów elementów, 4) przeprowadzić analizę sposobu łączenia elementów, 5) zanotować wnioski, 6) zaprezentować wykonane ćwiczenie, 7) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.
  • 17. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 16 Wyposażenie stanowiska pracy: – dokumentacja techniczno-technologiczna, – literatura z rozdziału 6. 4.1.4. Sprawdzian postępów Tak Nie Czy potrafisz: 1) zdefiniować pojecie konstrukcji wielkowymiarowej? ¨ ¨ 2) wskazać zastosowanie konstrukcji wielkowymiarowych? ¨ ¨ 3) określić zalety i wady konstrukcji z drewna? ¨ ¨ 4) scharakteryzować kształty konstrukcji wielkowymiarowych? ¨ ¨ 5) określić nazwy elementów konstrukcji? ¨ ¨ 6) scharakteryzować jaką mają przewagę konstrukcji drewniane nad stalowymi? ¨ ¨ 7) określić zalety konstrukcji prefabrykowanych? ¨ ¨ 8) określić rodzaje elementów konstrukcji prefabrykowanych? ¨ ¨
  • 18. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 17 4.2. Wiązary i dźwigary – kratowe, płaskie 4.2.1. Materiał nauczania Wiązary Konstrukcje kratowe, których głównym zadaniem jest przenoszenie obciążenia z dachu, świetlików itp. na podpory, nazywamy wiązarami; konstrukcje kratowe płaskie spełniające zadanie podciągów lub belek nadbramowych – dźwigarami kratowymi. Konstrukcje te składają się z pasów i łączących je elementów kraty. Elementy pionowe kraty nazywamy słupkami, elementy zaś pochyłe krzyżulcami. Odległości między sąsiednimi węzłami pasa wiązara nazywamy długością przedziału. W dalszym ciągu poradnika stosowany termin wiązar oznaczać będzie zarówno właściwe wiązary, jak i dźwigary kratowe. Podstawowymi elementami nośnymi wiązarów są pasy, pozostałe elementy – kraty odgrywają role drugorzędną. Połączenie prętów w węzłach traktuje się jako przegubowe, wskutek czego przy obciążeniu węzłowym wiązarów we wszystkich prętach kraty powstają wyłącznie siły osiowe. Przy obciążeniu pasów między węzłami powstaje w pasach dodatkowo zginanie. Połączenia węzłowe i stykowe wiązarów konstruuje się dotychczas albo na podatnych złączach, przy zastosowaniu łączników w postaci gwoździ, pierścieni itp., albo na wręby. Przy podatnych złączach łatwo jest o powstanie wstępnych przesunięć w węzłach i stykach powodujących trwałe, trudno uchwytne w obliczeniach, odkształcenia wiązarów. Jest to szczególnie niebezpieczne dla konstrukcji statycznie niewyznaczalnych, w których wskutek tego może łatwo powstać przeciążenie niektórych elementów. Z tego powodu wiązary kratowe belkowe należy projektować przeważnie jako ustroje statycznie wyznaczalne. [1, s. 198] Rys.16. Schematy wiązarów kratowych: a) ÷ f) trójkątnych, g) ÷ k) dwutrapezowych, l) z górnym pasem łukowym, m), n) kratowych z drugorzędnym podparciem [1, s. 197]
  • 19. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 18 Geometryczny kształt wiązarów - wpływ kształtu na pracę elementów konstrukcji Na wybór kształtu wiązarów wpływają przede wszystkim: rodzaj pokrycia, kąt pochylenia połaci dachowej, rozpiętość, rodzaj świetlików itp. Praca wiązarów kratowych podobna jest do pracy wysokich dźwigarów dwuteowych gwoździowanych, w których głównymi elementami pracującymi są pasy, i z tego względu w przybliżeniu można przyjąć, że siły w pasach wiązarów kratowych określa stosunek Mx/hx. W związku z powyższym można stwierdzić, że w wiązarach o pasach równoległych lub o zbliżonym kształcie siły rozciągające i ściskające zmniejszają się od środka ku podporom. W wiązarach trójkątnych ramię momentu zmniejsza się szybciej niż same momenty, wskutek czego siły podłużne w pasach zwiększają się od środka rozpiętości ku podporom. Jeżeli w wiązarach pas górny ma kształt paraboli, to przy obciążeniu równomiernie rozłożonym na całej rozpiętości wiązara w pasach będzie działać siła stała na całej linii długości. [1, s. 198] Rys.17. Schematy wiązarów kratowych z pokazaniem rozkładu sił w prętach: a) trójkątnego, b) dwutrapezowego o małym spadku połaci dachowej, c) dwutrapezowego z dużym spadkiem połaci dachowej, d) o pasach równoległych [1, s. 199]
  • 20. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 19 Kształt geometryczny wiązarów wpływa również na wielkość sił w elementach kraty, lecz odwrotnie niż w pasach, tzn. jeśli siły w pasach zmniejszają się, to w odpowiednich przedziałach siły w elementach kraty wzrastają. W wiązarach z górnym pasem parabolicznym pracujących pod obciążeniem równomiernie rozłożonym na całej długości, elementy kraty udziału w pracy nie biorą. Siły powstają w nich dopiero przy obciążeniu wiązara ciężarem jednostronnym lub nierównomiernym. Nachylenie do poziomu krzyżulców jest przeważnie zmienne, ponieważ przedziały stosuje się również przeważnie o jednakowych długościach w celu ujednolicenia wymiarów płatwi i krokwi. W wiązarach trójkątnych i w wiązarach z górnym pasem łukowym odstępuje się czasami od tej zasady, dając wszystkie krzyżulce na połowie rozpiętości o jednakowym pochyleniu. Przy takim układzie prętów kraty występuje zagęszczenie krzyżulców i słupków w pobliżu podpór, co dodatnio wpływa na sztywność wiązarów i przyczynia się do zmniejszenia ich ugięcia. Ujemną stroną jednakowego pochylenia krzyżulców jest zwiększenie długości wyboczeniowej pasa ściskanego w przedziałach środkowych oraz dodatkowe ich zginanie od obciążenia płatwiami umieszczonymi w pasie między węzłami. Wszystkie krzyżulce kraty płaskiej na połowie rozpiętości mogą mieć kierunek albo opadający, albo wznoszący się ku środkowi wiązara. Mogą one też być na tej długości o zmiennym pochyleniu. W wiązarach trójkątnych krzyżulce wznoszące się są rozciągane, a słupki ściskane. Przy zmianie kierunku krzyżulców w tych wiązarach krzyżulce będą ściskane, a słupki rozciągane. W wiązarach o pasach równoległych lub trapezowych trapezowych małym spadku krzyżulce opadające ku środkowi wiązara są rozciągane, a słupki ściskane. Przy pochyleniu krzyżulców od środka wiązara ku podporom krzyżulce będą ściskane, a słupki rozciągane. W przypadku gdy krzyżulce przystosowane są tylko do przenoszenia sił rozciągających, przy możliwości powstawania w prętach naprężeń zmiennego znaku stosuje się w tych przedziałach dodatkowe krzyżulce o przeciwnym pochyleniu. Pracującym w przedziale będzie jednak zawsze tylko jeden krzyżulec, a w drugim zaś krzyżulcu siła będzie równa zeru. W celu zmniejszenia długości wyboczeniowej krzyżulców stosuje się niekiedy kratę dwukrzyżulcową bez słupów, łącząc krzyżulce w miejscu skrzyżowania. [1, s. 199] Dźwigary kratowe Dźwigar kratowy (kratownica) jest to zespół prętów (krata), połączonych z sobą w miejscach zwanych węzłami. Pręty kratownic wykonane są z krawędziaków, desek lub bali. Połączenie prętów w węzłach wykonuje się na gwoździe, sworznie gładkie, pierścienie, a niekiedy nawet na wręby, podobnie jak w konstrukcjach ciesielskich. Pręty dolne i górne kratownic (poziome lub pochyłe) nazywamy pasami, pręty pionowe ściskane – słupkami, rozciągane – wieszakami, pręty ukośne – krzyżulcami. Wszystkie elementy prócz pasów nazywamy prętami kraty. Kratownice stosuje się niemal wyłącznie jako wiązary dachowe, jedynie w nielicznych przypadkach stanowią one inne elementy konstrukcji dachowych. Pas dolny kratownic projektuje się zawsze poziomy, przy wykonywaniu jednak dźwigarów węzły dolne podnosi się nieco do góry po linii paraboli, aby przy pełnym obciążeniu dźwigara uniknąć widocznego ugięcia pasa dolnego. Wielkość odwrotnej strzałki wynosi zwykle 1/200 ÷ 1/250 rozpiętości. Rozróżnia się 2 zasadnicze typy dźwigarów kratowych: − trójkątne; (pasach równoległych lub pochyłych) − mansardowe.
  • 21. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 20 Rys.18. Schematy dźwigarów kratowych trójkątnych: a) z krzyżulcami pochylonymi w kierunku podpór, b) z krzyżulcami pochylonymi w kierunku środka dźwigara [1, s. 206] Rys. 19. Dźwigar mansandrowy [1, s. 221] Wiązary łukowe Przy rozpiętościach większych od 24÷25 m kratowe wiązary belkowe stają się mniej ekonomiczne i trudniejsze w konstruowaniu i wykonawstwie od konstrukcji rozporowych takich, jak łuki lub układy trójkątne trójprzegubowe. Wiązary łukowe trójprzegubowe wykonuje się przeważnie z dwóch wiązarów segmentowych kratowych lub ze ścianką pełną krzyżulcową oraz rzadziej z wiązarów kratowych łukowych o pasach równoległych. Wiązary łukowe dwuprzegubowe wykonuje się jako kratowe lub ze ścianką krzyżulcową pełną. Trójkątne układy trójprzegubowe kratowe lub pełne stosuje się w celu uzyskania płaskich połaci dachowych oraz otrzymania – w pewnych przypadkach – łatwiejszych do wykonania rozwiązań konstrukcyjnych przekryć. Ponieważ zarówno kratowa jak i pełna konstrukcja elementów składowych wiązarów łukowych bądź układów trójkątnych jest podobna do konstrukcji wiązarów kratowych lub pełnych. [1, s. 253]
  • 22. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 21 Rys.20. Rodzaje łuków: a) łuk trój-przegubowy ze ścianką pełną (kratową), b) łuk dwuprzegubowy pełny (kratowy), c) łuk dwuprzegubowy krążynowy [1, s. 253] Wytyczne obliczania łuków Wiązary łukowe wykonuje się wg osi parabolicznej lub kołowej. Pomimo korzyści, jakie wynikają z zastosowania łuków parabolicznych (momenty od obciążenia równomiernie rozłożonego na całej rozpiętości są równe zeru), najczęściej wykonuje się łuki kołowe jako prostsze w wykonaniu (promień łuku stały). Strzałka wiązarów łukowych (w osiach pasów) powinna wynosić: − dla łuków krążynowych z króciaków na rąb – f/L ≥ 1/6 − dla łuków o przekroju dwuteowym ze ścianką kratową lub pełną – f/L ≥ 1/8 gdzie f strzałki mierzone w osi wiązara. [1, s. 254] Podciągi Nośność belek i podciągów w tradycyjnym wykonaniu można powiększyć przez zastosowanie: − siodełek na słupkami , − podparcia w przęsłach zastrzałami (mieczami), − podparcia zastrzałami z siodełkami, − podparcia o układzie trójkątno-zastrzałowym, − podparcia o układzie trapezowo-zastrzałowym.
  • 23. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 22 Rys.21. Podparcie podciągów: a) zastrzałami, b) siodełkami, c) siodełkami i zastrzałami, d) zastrzałami w układzie trójkątnym, e) zastrzałami w układzie trapezowym; 1 – zastrzał, 2 – siodełko, 3 – ściąg [1, s. 168] Zaletą tych konstrukcji jest prostota ich wykonania przy niedużym użyciu stali na klamry i inne łączniki pomocnicze. Rozwiązania takie stosuje się w konstrukcjach stałych i tymczasowych przy rozstawie podpór drewnianych 4 ÷ 8 m oraz przy użyciu na nie drewna okrągłego lub tarcicy. Jako najbardziej odpowiedni kąt pochylenia zastrzałów przyjmuje się α = 45º. Przy mniejszym kącie pochylenia zwiększa się rozpór, przy większym zaś – znacznie obniżają się podpory zastrzałów, zmniejszające w ten sposób użytkową wysokość pomieszczenia. Zastrzały wychylają się zazwyczaj poza słup na odległość 0,20 – 0,33 L, a w układach trójkątno-zastrzałowych – 1/2 L. W układach z siodełkami długość ich mieści się w granicach 0,4 – 0,5 L. [1, s. 169]
  • 24. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 23 Więźby (wiązania) dachowe Konstrukcje drewniane, na których spoczywa podkład dachowy pokrycia (łaty, deskowania), mają za zadanie przeniesienie obciążenia z dachu na mury i ewentualnie, w określonych miejscach, na stropy. Konstrukcje te, składające się z elementów połączonych ze sobą na wręby lub inne złącza ciesielskie, noszą nazwę więźby dachowej lub wiązania dachowego. Głównymi częściami więźby są wiązary. Rozróżnia się wiązary pełne i puste. Najprostszy wiązar musi składać się co najmniej z dwóch krokwi. Wiązary puste przenoszą większą część obciążenia z dachu na ściany i na ogół nie bezpośrednio na nie, lecz za pośrednictwem płatwi przez wiązary pełne. Podpory krokwi na płatwiach w wiązarach pustych lub na jętkach w wiązarach jętkowych (bez usztywnień) są podporami sprężystymi Rys.22. Schematy najczęściej spotykanych typów wiązarów: a) wiązar płatwiowo-kleszczowy pełny, b) wiązar płatwiowo-kleszczowy pusty, c) wiązar jętkowy 1 – krokiew, 2 – płatew, 3 – jętka, 4 – kleszcze, 5 – zastrzał, 6 – mlecz, 7 – ścianka kolankowa, 8 – murłata, 9 – podwalina, 10 – słupek [1, s. 151] Projektowana konstrukcja powinna być przejrzysta pod względem pracy statycznej. Połączenia ciesielskie jako przegubowe i podatne ograniczają zakres projektowanych konstrukcji do układów statycznie wyznaczalnych, rzadziej do co najwyżej jedno- lub dwukrotnie statycznie niewyznaczalnych. Połączenia muszą być zaprojektowane w sposób zapewniający celowość wykonywanej przez nie pracy, a wykonanie ich powinno być możliwie proste. W budownictwie mamy do czynienia z dwoma charakterystycznymi typami wiązarów: − bezrozporowe – jakimi są różnego rodzaju wiązary płatwiowo-kleszczowe, − rozporowe – jak np. wiązary jętkowe. [1, s. 151] Wybór konstrukcji więźby dachowej uzależniony jest od wielu czynników, jak szerokość i długość budynku, nachylenie połaci dachowej, wielkość obciążeń, rozstaw krokwi i wiązarów pełnych, rozmieszczenie płatwi na długości połaci, rodzaj podparcia płatwi, istnienie lub brak ścianki kolankowej na poddaszu, obciążenie stropu nad mieszkalnym poddaszem, rozczłonkowanie obudowy poddaszy i szereg innych. Rozstawienie krokwi uzależnione jest od rodzaju podkładu pod pokrycie. Na podkład najmniej zużywa się drewna, jeżeli rozstawienie krokwi wynosi 0,8 – 1,0 m. Oszczędność na drewnie wiązania dachowego uzyskuje się głównie przez właściwe wymiarowanie krokwi i płatwi. Krokwie należy projektować o stosunku boków l:3 ÷ l:4 i dążyć do stosowania, w większości typów dachów, bali o grubości 50 mm. Jest to praktycznie najmniejsza grubość, która pozwala na wykonanie na krokwiach styku desek lub łat podkładu. W niektórych przypadkach można by grubość krokwi obniżyć do 38 mm, ale pociąga to za sobą konieczność zastosowania w miejscach stykowania elementów podkładu poszerzenia oparcia przez przybicie do krokwi łaty. Obniżenie stosunku oparcia w miejscu krokwi poniżej l:4 wymaga zastosowania między nimi usztywnień ze względu na możliwość zwichrzenia dolnej krawędzi nie chronionej przez podkład z łat lub desek umieszczonych od góry.
  • 25. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 24 4.2.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Co to jest wiązar? 2. Jakie obciążenia przenosi wiązary a jakie dźwigary? 3. Jaki element konstrukcji nazywamy dźwigarem? 4. Jakie czynniki wpływają na wybór kształtów wiązarów? 5. Jakie są typy dźwigarów kratowych? 6. Jakie znasz rodzaje przekrojów dźwigarów belkowych? 7. W jakich przypadkach maja zastosowanie wiązary łukowe? 8. W jaki sposób można zwiększyć nośność podciągów? 9. Jakie znasz typy wiązarów stosowanych w budownictwie? 10. Nazwij poszczególne elementy składowe konstrukcji nośnej. 4.2.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Rozpoznawanie rodzaju konstrukcji nośnej. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) dokonać analizy literatury na ten temat, 2) dokonać analizy rysunków konstrukcji nośnej, 3) zanotować wnioski, 4) zaprezentować efekty swojej pracy, 5) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: – przybory do pisania, – rysunki konstrukcji nośnych, – literatura z rozdziału 6. Ćwiczenie 2 Wykonaj projekt dźwigara belkowego. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia, 2) przyswoić wiadomości dotyczące projektowania dźwigarów, 3) określić materiał i konstrukcje dźwigara, 4) narysować rysunek wykorzystując program komputerowy, 5) zwymiarować i wykonać przekroje, 6) zaprezentować efekty swojej pracy, 7) dokonać oceny ćwiczenia.
  • 26. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 25 Wyposażenie stanowiska pracy: – zestaw komputerowy z oprogramowaniem, – literatura z rozdziału 6. Ćwiczenie 3 Wykonaj rysunek kratowego dźwigara deskowego. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia, 2) przyswoić wiadomości dotyczące projektowania dźwigarów, 3) określić materiał i konstrukcje dźwigara, 4) narysować rysunek wykorzystując program komputerowy, 5) zwymiarować i wykonać przekroje, 6) zaprezentować efekty swojej pracy, 7) dokonać oceny ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: – zestaw komputerowy z oprogramowaniem, – literatura z rozdziału 6. 4.2.4. Sprawdzian postępów Tak Nie Czy potrafisz: 1) wyjaśnić jaki element konstrukcji nazywamy wiązarem? ¨ ¨ 2) wyjaśnić jaki rodzaj obciążeń przenoszą wiązary a jaki dźwigary? ¨ ¨ 3) scharakteryzować czynniki wpływające na wybór kształtu wiązarów? ¨ ¨ 4) określić typy dźwigarów kratowych? ¨ ¨ 5) scharakteryzować przekroje dźwigarów belkowych? ¨ ¨ 6) określić zastosowanie wiązarów łukowych? ¨ ¨ 7) przedstawić sposoby zwiększania nośności podciągów? ¨ ¨ 8) określić typy wiązarów stosowanych w budownictwie? ¨ ¨ 9) nazwać poszczególne elementy składowe konstrukcji nośnej? ¨ ¨ 10) wykorzystać zdobyte wiadomości w praktycznym działaniu? ¨ ¨ 11) dokonać prezentacji wykonanego ćwiczenia? ¨ ¨ 12) wykorzystać program komputerowy do narysowania rysunku? ¨ ¨ 13) zorganizować stanowisko do wykonania ćwiczeń? ¨ ¨
  • 27. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 26 4.3. Konstrukcje klejone 4.3.1. Materiał nauczania Łączenie małowymiarowej tarcicy na klej umożliwia wykonanie elementów o dużych przekrojach, jakich z naturalnego drewna nie da się otrzymać. Przez zastosowanie odpowiednich klejów uzyskuje się monolityczne elementy o takiej samej sztywności jak jednolite. Jest to wynikiem łączenia elementów na całej powierzchni, a nie w poszczególnych punktach, jak to ma miejsce przy innych łącznikach mechanicznych, nie wyłączając gwoździ. Jedną z ważnych zalet konstrukcji klejonych jest możliwość zastosowania w jednym przekroju różnych gatunków (liściastych, iglastych) i klas drewna, co pozwala na racjonalne wykorzystanie materiału pod względem wytrzymałościowym. Poza tym konstrukcje o połączeniach tylko na klej dają duże oszczędności drewna, w granicach 25 – 50% w porównaniu z konstrukcjami z łącznikami mechanicznymi, które osłabiają łączone elementy. Konstrukcje klejone znajdują zastosowanie w budynkach mieszkalnych, użyteczności publicznej oraz w budownictwie przemysłowym i wiejskim. Rozwój prac naukowo badawczych nad konstrukcjami klejonymi oraz postęp techniczny pod względem technologicznym zarówno w odniesieniu do nowoczesnych klejów, jak i metod klejenia, przyczyniły się do rozpowszechnienia tych konstrukcji. W celu umożliwienia właściwego projektowania i wykonania konstrukcji klejonych konieczna jest znajomość suszenia drewna, obróbki mechanicznej, klejenia, montażu oraz warunków wykonawstwa i transportu we wszystkich stadiach produkcji. Materiały do konstrukcji Do konstrukcji drewnianych klejonych stosuje się tarcicę klasy III - V w zasadzie iglastą, sosnową i świerkową oraz materiały drewnopochodne, jak: wodoodporna sklejka, płyty pilśniowe twarde i bardzo twarde, płyty wiórowe prasowane na klejach wodoodpornych lub częściowo wodoodpornych, w konstrukcjach zabezpieczonych od wpływów atmosferycznych. Tarcica Ze względu na możliwość użycia do wykonania konstrukcji tarcicy gorszych klas jakości (do stref i miejsc mniej naprężonych) stosuje się jej klasyfikację wg cech wytrzymałościowych związanych ściśle z ilością dopuszczalnych wad. W tym sensie np. w konstrukcjach z drewna litego istnieją trzy kategorie elementów, z drewna zaś klejonego (warstwowego) - cztery kategorie: A, B, B', C z uwagi na warunki pracy - głównie elementów zginanych. [1, s. 299]
  • 28. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 27 Rys.23. Zestawienie elementów klejonych z pokazaniem kategorii składowych części: a) elementy rozciągane sklejane na płask, b) elementy rozciągane klejone na rąb, c) elementy ściskane osiowo i mimośrodowo, d) elementy o wysokości do 50 cm, e) elementy o wysokości powyżej 50 cm, f) dźwigary o przekroju dwuteowym lub skrzynkowym ze średnikiem ze sklejki lub twardych płyt pilśniowych, g) belki dwuteowe ze średnikiem z desek na rąb [1, s. 300] Rozróżniamy klejenie w warstwach poziomych i warstwach pionowych. Na rys. 23 pokazano schematy elementów konstrukcji klejonych z podaniem stref rozmieszczenia różnych klas jakości drewna wzdłuż i na wysokości belki w zależności od rodzaju pracy i od wielkości panujących w tych elementach naprężeń. Na elementy sklejane należy stosować tarcicę nie grubszą niż 50 mm ze względu na trudności techniczne sklejania. Grubość desek nie powinna być większa niż 40 mm, jeżeli wysokość elementów warstwowych jest powyżej 35 cm i o ile konstrukcja nie będzie narażona na wpływy atmosferyczne. W warunkach zmiennego zawilgocenia przy braku impregnacji przeciwwilgociowej sklejane elementy konstrukcyjne powinny być wykonywane z desek nie grubszych od 25 - 30 mm. Grubość wyginanej deski nie powinna być większa niż 30 mm przy promieniu krzywizny ≤1/200 i nie większa niż 40 mm przy r ≤ 1/300. Deski z sękami o ograniczonych wymiarach mogą być dopuszczone do stosowania tylko w elementach łukowych o dużym promieniu. Drewno z dużą ilością żywicy nie nadaje się do klejenia (obfitość żywicy przeszkadza klejeniu). Sklejka i inne materiały drewnopochodne Do konstrukcji drewnianych stosuje się sklejkę wodoodporną, płyty pilśniowe twarde, płyty wiórowe i paździerzowe. Wytyczne konstrukcyjne Łączenie elementów na klej powinno być wykonywane w zasadzie wzdłuż włókien. Połączenia pod kątem dotychczas nie są zbyt pewne i budzą zastrzeżenia co do swej wytrzymałości. Niepewność połączeń skrzyżowanych elementów jest wynikiem różnego stopnia pęcznienia lub kurczenia się drewna w zależności od kierunku włókien: wzdłuż, w poprzek, stycznego i promieniowego. Z tego tytułu w zasadzie nie zaleca się stosowania tych połączeń w konstrukcjach nośnych. Jeżeli w konstrukcjach mniejszej rozpiętości stosuje
  • 29. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 28 się połączenia pod kątem 90°, to szerokość desek nie powinna być większa od 10 cm, zaś pod kątem 45° - nie większa od 15 cm przy stosowaniu klejów syntetycznych i odpowiednio 8 i 12 cm przy stosowaniu klejów (polioctanowinylowych). Łączenie desek w kierunku długości w strefach skrajnych elementów nośnych pracujących na ściskanie osiowe, ściskanie mimośrodowe i zginanie wykonuje się na styk skośny o nachyleniu 1:10 lub na styk klinowy, w którym pochylenie klinów nie może być większe niż l :10. W strefie środkowej przekroju elementów prostoliniowych stosuje się styk desek do czoła. Styki skośne o pochyłemu 1:10 i styki klinowe mają prawie taką samą wytrzymałość jak deski jednolite. Zwraca się przy tym uwagę, że skośny przebieg włókien wpływa na obniżenie nośności połączenia. Styki klinowe powinny być oddalone od najbliższego sęka nie mniej niż 15 cm. Odległość osiowa styków skośnych lub klinowych sąsiadujących warstw nie powinna być mniejsza niż 20 grubości grubszej deski, a przy stykach do czoła nadto nie mniej niż 50 cm. Styki na długości nie powinny mieć pochylenia tylko w jedną stronę. W przekroju poprzecznym elementu warstwowego nie powinno być więcej styków niż 25% wszystkich desek, przy czym w strefie najbardziej naprężonej nie powinien znajdować się więcej niż jeden styk. Styki skośne lub klinowe znajdujące się w jednym przekroju powinny być przedzielone co najmniej dwiema niestykowanymi deskami. [1, s. 305] Rys.24. Styk tarcicy na długości w elementach klejonych warstwowych: a) styk skośny o nachyleniu 1:10, b) styk skośny o nachyleniu 1:5, c) styki do czoła, d) styki klinowe o wymiarach wg tabl. 15-4, e) rozstaw osiowy styków w przylegających warstwach, f) odległości styków w przekroju poprzecznym, g) układ styków skośnych w jednym przekroju, h) strefy styków skośnych lub klinowych w elementach rozciąganych lub zginanych (por. rys. 15-1), i) strefy styków skośnych i czołowych w elementach ściskanych, j) styki sklejki do czoła z nakładkami l - styki skośne lub klinowe, 2 - strefa styków do czoła, 3 – nakładki [1, s. 305] Rodzaje klejonych konstrukcji Najbardziej rozpowszechnionymi rodzajami konstrukcji klejonych są belki stropowe, podciągi, dźwigary dachowe pełne, łuki dwu- i trójprzegubowe, układy trójkątne trójprzegubowe, wiązary kratowe z górnym pasem łukowym klejonym, ramy dwu- i trójprzegubowe i wiązary kratowe.
  • 30. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 29 Rys.25. Podstawowe typy drewnianych konstrukcji klejonych: a) belki dwuteowe ze średnikiem z desek na rąb, belki teowe, b) belki warstwowe, c) dźwigar dwutrapezowy warstwowy, d) belka o przekroju dwuteowyrn albo skrzynkowym ze średnikiem lub ściankami ze sklejki lub płyt pilśniowych twardych, e) dźwigar dwutrapezowy, f), g) ramy trój przegubowe, h) rama dwuprzegubowa, i) łuk płaski, j) łuk strzelisty, k) rama trójprzegubowa o przekroju dwuteowym lub skrzynkowym ze ściankami ze sklejki (z twardych płyt pilśniowych), 1) rama dwuprzegubowa o przekroju jak w p. k), m) wiązary o połączeniach w węzłach na płyty ze sklejki, n), o) ramy kratowe o połączeniach w węzłach na płyty ze sklejki, p), r) belki kratowe specjalne [1, s. 307] Przekroje poprzeczne elementów klejonych stosuje się jako prostokątne dwuteowe lub rzadziej – skrzynkowe. Belki stropowe najczęściej wykonuje się jako dwuteowe, ze środnikiem z desek. Jednak najbardziej typowe przekroje prostokątne i dwuteowe konstrukcji klejonych wykonuje się z elementów warstwowych jak na rysunku 27. Spotyka się również konstrukcje o przekroju dwuteowym belkowe i ramowe ze środnikiem ze sklejki. Pasy tych konstrukcji mogą być z elementów jednolitych lub warstwowych. [1, s. 306] Rys.26. Typowe przekroje belek i dźwigarów klejonych: a) dwuteowy ze środnikiem z desek na rąb, b) prostokątny, c) dwuteowy warstwowy, d), e) dwuteowe ze środnikiem ze sklejki (twardych płyt pilśniowych) lub desek, f), g) belki o przekroju skrzynkowym ze ściankami ze sklejki (twardych płyt pilśniowych), h), i) elementy warstwowe zbrojone stalą [1, s. 307]
  • 31. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 30 Dźwigary (belki) stropowe i dachowe Belki stropowe o przekroju dwuteowym ze środnikiem na rąb stosuje się przy rozpiętości od 3 do 7 m. Wysokość belek H wynosi 1/16 – 1/22 rozpiętości. Sztukowanie pasów dolnych belki w kierunku długości wykonuje się na styk skośny lub klinowy. Styk górnej półki można wykonać do czoła wzmacniając go jednostronnymi nakładkami o długości 25 cm lub bez nakładek jako styk skośny klinowy. Deski środnika o podwójnym przekroju skleja się ze sobą tylko na podporze i w miejscach styku. Wszystkie styki należy rozmieszczać w skrajnych strefach, których długość wynosi 1/3 rozpiętości. W celu nadania belce większej sztywności należy zastosować przy podporach obustronne boczne nakładki usztywniające. Beli stropowe o przekroju skrzynkowym stosowane są rzadko. Belki o większych rozpiętościach wykonuje się jako elementy warstwowe. Rys.27. Dźwigary warstwowe: a) rozmieszczenie styków w dźwigarze dwutrapezowym, b), c) dźwigary warstwowe [1, s. 309] Rys.28. Szczegóły naroży klejonych ram: a) naroże łukowe ramy, b) sposób obcinania naroża ramy dla uzyskania wymaganego kształtu, c) płatew oparta na wsporniku wciętym w dźwigar 1 – ucinane końce desek, 3 – wspornik [1, s. 315]
  • 32. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 31 4.3.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Jaki jest cel produkowania konstrukcji klejonych? 2. Jakie są zalety konstrukcji klejonych? 3. Z jakich materiałów wytwarzane są konstrukcje klejone? 4. Jakie są wytyczne podczas produkowania konstrukcji klejonych? 5. Jakie są sposoby łączenia desek? 6. Określ rodzaje konstrukcji klejonych. 7. Jaki są przekroje poprzecznych elementów klejonych? 8. Wskaż zastosowanie konstrukcji klejonych. 4.3.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Scharakteryzuj materiały używane do produkcji konstrukcji klejonych. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się z literaturą dotyczącą konstrukcji klejonych, 2) scharakteryzować rodzaj stosowanych materiałów, 3) dokonać analizy wymagań stawianych materiałom, 4) zanotować wnioski, 5) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: – przybory do pisania, – literatura z rozdziału 6. Ćwiczenie 2 Wykonaj projekt konstrukcji klejonej. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się z literaturą na ten temat, 2) dokonać analizy dokumentacji budowlanej, 3) ustalić wymiary konstrukcji i kształt, 4) ustalić materiały konstrukcyjne, 5) wykonać rysunek, 6) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: – zestaw komputerowy z oprogramowaniem, – plany budowlane, – zestaw norm, – literatura z rozdziału 6.
  • 33. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 32 Ćwiczenie 3 Wykonaj projekt belki stropowej klejonej. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się z literaturą na ten temat, 2) dokonać analizy dokumentacji budowlanej, 3) ustalić wymiary belki i kształt, 4) określić wymiary poszczególnych elementów, 5) wykonać rysunek, 6) zwymiarować rysunek, 7) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: – zestaw komputerowy z oprogramowaniem, – plany budowlane, – zestaw norm, – literatura z rozdziału 6. 4.3.4. Sprawdzian postępów Tak Nie Czy potrafisz: 1) określić cel produkowania konstrukcji klejonych? ¨ ¨ 2) scharakteryzować zalety konstrukcji klejonych ¨ ¨ 3) określić materiały stosowane do produkcji konstrukcji klejonych? ¨ ¨ 4) scharakteryzować wytyczne podczas produkowania konstrukcji klejonych? ¨ ¨ 5) określić sposoby łączenia desek w konstrukcjach? ¨ ¨ 6) określić jakie są rodzaje konstrukcji klejonych? ¨ ¨ 7) scharakteryzować przekroje poprzeczne elementów klejonych? ¨ ¨ 8) określić zastosowanie konstrukcji klejonych? ¨ ¨ 9) scharakteryzować warunki pracy konstrukcji klejonych? ¨ ¨ 10) dokonać prezentacji wykonanego ćwiczenia? ¨ ¨ 11) wykorzystać zdobyte wiadomości w praktycznym działaniu? ¨ ¨
  • 34. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 33 4.4. Konstrukcje ciesielskie 4.4.1. Materiał nauczania Konstrukcje ścian Do drewnianych ścian litych zalicza się ściany wieńcowe i ściany z elementów pionowych. Ściany wieńcowe ze względu na oszczędność drewna stosuje się obecnie prawie wyłącznie w budynkach o charakterze zabytkowym. Ściany z elementów pionowych nie wykonuje się, ponieważ wskutek skurczu drewna powstają w nich szczeliny pionowe, które powodują zamakanie i gnicie. Ściany szkieletowe są oszczędniejsze pod względem zużycia drewna od ścian litych. Obecnie często składa się je z gotowych płyt wykonywanych z odeskowanych obustronnie ramek. W budynkach o szkieletach metalowych wykonuje się ściany osłonowe o ramce drewnianej, wypełnionej izolacją ze spienionych tworzyw sztucznych, wełny mineralnej lub tp. i obitej od zewnątrz blachą aluminiową lub stalową malowaną, od wewnątrz zaś płytami kartonowo- gipsowymi, z tworzyw drzewnych itp. W nowo wznoszonych budynkach mieszkalnych stosowane są prawie wyłącznie ściany z lekkim szkieletem drewnianym z bali, wypełnionym materiałem izolacyjnym (najczęściej wełną mineralną) i poszytym różnego rodzaju płytami. Konstrukcja ściany drewnianej przenosi na fundament obciążenia: ciężar własny, obciążenia wiatrem oraz ciężar dachu i jego obciążenia wiatrem i śniegiem. [6, s. 220] Ściany wieńcowe Ściany wieńcowe wykonuje się z okrąglaków połowizn, bali lub belek. Elementy te układa się poziomo jedne na drugich i łączy w narożach na złącza ciesielskie. W ten sposób tworzą się wieńce poziome, od których pochodzi nazwa ścian. Spośród różnych rodzajów ścian wieńcowych najczęściej stosuje się u nas ściany słowiańskie i podhalańskie oraz w niektórych południowo-wschodnich rejonach ściany zrębowe. Rys.29. Przekroje ścian wieńcowych: a) słowiańskiej, b) podhalańskiej, c) zrębowej [6, s. 222] Ściany ustawia się na podmurówce ciągłej, wykonanej z cegieł lub kamieni, albo na słupkach fundamentowych. Fundament wznosi się nie niżej niż 40 cm ponad teren w celu ochrony ściany drewnianej od zamakania wskutek topnienia śniegu. W rejonach górskich, gdzie opady śniegu są duże, stosuje się podmurówki wysokości nawet ponad 1,0 m. Na wyrównanej i powleczonej smołą lub lepikiem powierzchni podmurówki lub na słupkach fundamentowych – tak samo zabezpieczonych przed wilgocią – układa się izolację wodochronną z dwu warstw papy izolacyjnej. [6, s. 223]
  • 35. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 34 Rys.30. Naroża ścian wieńcowych: a) na zamek węgłowy prosty, b) na zamek w jaskółczy ogon [6, s. 186] Ściany szkieletowe Ściany szkieletowe składają się ze szkieletu i odeskowania oraz wypełnienia izolującego. Szkielet złożony ze słupków, podwalin, oczepów, rygli i mieczy lub zastrzałów stanowi konstrukcję nośną. Odeskowanie chroni pomieszczenia budynków od wpływów zewnętrznych i przenosi parcie wiatru na szkielet. Wypełnienie izoluje do zimna, hałasów itp. Rozróżnia się następujące rodzaje ścian szkieletowych: sumikowo-łątkowe, mur pruski, ryglowe i deskowe. [6, s. 223] Ściany sumikowo-łątkowe Konstrukcja ścian sumikowo-łątkowych, oprócz podwaliny i oczepu, składa się ze słupków, nazywanych w niektórych okolicach łątkami lub sumików, tj. bali drewnianych stanowiących wypełnienie pół szkieletu. Ściana stoi na fundamencie z cegły lub kamienia. Poszczególne jej elementy są połączone na złącza wrębowe. Ścian tych już się nie wykonuje. Spotkać je można w skansenach, w budynkach gospodarczych (szopach, stodołach) lub inwentarskich (stajniach, oborach itp.). Mur pruski Ściany z muru pruskiego składają się ze szkieletu drewnianego z krawędziaków wypełnionego cegłą. Wypełnienie wykonuje się na pół grubości cegły, rzadko na grubość 1 cegły. Ściany z muru pruskiego grubości ½ cegły nie są odpowiednie w naszym klimacie nawet przy zastosowaniu ocieplenia przez odeskowanie i otynkowanie; zużywa się bowiem na nie dużo drewna. Dlatego też inne bardziej racjonalne konstrukcje ścian wyparły z naszego budownictwa mur pruski. [6, s. 223] Ściany ryglowe Ściany ryglowe są obecnie stosowane w budynkach tymczasowych i rekreacyjnych. Na ściany ryglowe zużywa się znacznie mniej drewna niż na ściany wieńcowe. Nie osiadają one wskutek wysychania drewna i można je izolować dobrymi materiałami izolacyjnymi. Szkielet ściany składa się z podwaliny, słupów, rygli, zastrzałów stężających w razie bocznego działania wiatru, oczepu i belek stropu. Wszystkie te elementy są łączone na złącza wrębowe. Konstrukcje te pochłaniają znaczne ilości drewna, co spowodowało ich zaniechanie w powszechnym użytku. Można je spotkać przy rekonstrukcji budynków zabytkowych lub stylizowanych na zabytkowe. [6, s. 224]
  • 36. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 35 Rys.31. Szkielet ściany ryglowej: a) przekrój poprzeczny, b) widok z przodu. 1 – podwalina, 2 – słupy, 3 – rozwory, 4 – czop. [6, s. 229] Stropy Strop nagi Strop nagi jest najprostszym rodzajem stropu drewnianego. Składa się on z belek stropowych i ułożonych na nich desek, zwanych powałą. Wymiary belek, niezależnie od rozpiętości i obciążenia użytkowego, przyjmuje się 14 × 20 ÷ 20 × 26 cm; rozstaw belek wynosi 1 ÷ 1,5 m. Na powałę używa się desek grubości 25, 28, 32, 38 mm. Deski łączy się do czoła, na wpust i na przylgę, na styk z listwowaniem lub na nakładkę polską. Sposób deskowania zależy od przeznaczenia pomieszczeń nad stropem. Strop tego typu może mieć zastosowanie w budynkach gospodarskich (stajnie, spichlerze, obory itp.) i w magazynach. [6, s. 241] Rys.32. Strop nagi [6, s. 241] Strop z pułapem i podsufitką. Strop z pułapem i podsufitką składa się z belek o wymiarach jak w stropie nagim, pułapu z desek grubości 25 ÷ 32 mm, polepy i podsufitki z desek grubości 19 ÷ 25 mm. Deski pułapu są ułożone przeważnie na styk (do czoła). Na pułapie układa się warstwę papy i na niej polepę. Polepa stanowi warstwę izolacyjną, która chroni pomieszczenie przed zimnem. Materiał użyty na polepę powinien być porowaty, lekki, nie chłonący wilgoci oraz tani. Polepa powinna być ognioochronna i wolna od zanieczyszczeń sprzyjających zagrzybieniu. Dawniej stosowano polepę z gliny, tanią, lecz ciężką i mało ciepłochronną. Podsufitkę, inaczej zwaną podsiębitką, wykonuje się z desek przybijanych do belek. Podsufitki osłaniają belkowanie stropu i tworzą równą powierzchnię sufitu. Strop taki może mieć zastosowanie jako strychowy.
  • 37. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 36 Obecnie często podsufitki wykonuje się z płyt pilśniowych twardych, przybijanych do desek 25 mm, rozstawionych co 50 cm. Płyty te jednak wchłaniają wilgoć z powietrza i z czasem się fałdują. Aby tego uniknąć, płyty od strony stropu powleka się pokostem. Lepsze od tego celu są płyty paździerzowe. [6, s. 242] Strop ze ślepym pułapem `Oprócz poznanych dotychczas elementów strop ze ślepym pułapem ma dodatkowy pułap, ułożony w środku stropu, z desek grubości 19 ÷ 25 mm lub płyt paździerzowych opartych na łatach przybitych do belek stropowych. Listwy przekroju 4 × 4 cm i 4 × 6 cm przybija się do belki gwoździami w odstępach około 50 cm. Ślepy pułap może również opierać się na wrębach wykonanych w belkach. Na ślepym pułapie i górnych częściach belek rozkłada się papę, która zabezpiecza przed przesypywaniem się polepy przez szczeliny między deskami ślepego pułapu oraz przed zawilgoceniem. Bezpośrednio do belek stropowych lub do legarów jest przybita u góry podłoga z desek. Legary układa się równolegle do belek; stosuje się je w celu polepszenia izolacyjności akustycznej stropu lub gdy podłoga składa się z jednej warstwy cienkich (25 mm) desek. Posadzkę z deszczułek układa się na ślepej podłodze. Do spodu belek przybija się podsufitkę, której deski, po przybiciu do nich siatki, można otynkować. Podsufitkę tynkowaną można też wykonać z płyt wiórowo-cementowych, a nie tynkowaną – z płyt kartonowo-gipsowych, pilśniowych lub paździerzowych. Tego typu stropy stosuje się jako stropy między kondygnacyjne. [6, s. 243] Rys.33. Strop ze ślepym pułapem: a) przekrój podłużny, b) przekrój poprzeczny, c)ślepy pułap wsunięty w wyżłobienie, d) podłoga na legarach [6, s. 242] Stropy, w których nawierzchnia podłogi spoczywa bezpośrednio na belkach stropowych, mają tę wadę, że wszystkie uderzenia lub drgania przenoszą się na znajdujące się pod stropem pomieszczenia. W celu zmniejszenia przenoszenia uderzeń i wstrząsów do pomieszczeń znajdujących się pod stropem, nie przybija się podłogi wprost do belek stropowych, lecz układa się na legarach, które spoczywają na polepie i są ułożone równolegle do belek stropowych. Odmianę stropu ze ślepym pułapem stanowi też strop podwójny zwany cichym.
  • 38. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 37 Rys.34. Strop cichy [6, s. 243] Strop ten uniemożliwia przenoszenie się wstrząsów na podsufitkę. Składa się on z właściwego stropu zwykłego ze ślepym pułapem oraz podsufitki przybitej do oddzielnego belkowania nie związanego ze stropem. Konstrukcja taka znacznie pogrubia strop i jest kosztowna. Może mieć zastosowanie w pomieszczeniach, gdzie przewiduje się duże wstrząsy, jak np. w salach gimnastycznych, w świetlicach lub nad pomieszczeniami, których sufity są zdobione malowanymi freskami lub sztukaterią. [6, s. 244] Inną odmianą stropu ze ślepym pułapem jest strop z widoczną powałą. Jest on stosowany jako dekoracyjny i dlatego deski ślepego pułapu, belki i listwy są ostrugane i profilowane oraz lakierowane lub malowane. Strop deskowy Strop deskowy, stosowany zwykle w technologii kanadyjskiej, rzadziej w budynkach murowanych, różni się tym od omówionych wyżej, że zamiast belek stropowych elementem dźwigającym są bale ustawione na rąb. Jeśli nie ma ślepego pułapu, to bale powinny być usztywnione poprzecznie przez przybicie między nimi łat na krzyż. Bale mają wymiary 5 × 17,5 lub 5 × 20 cm, listwy rozpierające – 5 × 2,5 cm. Rozstaw bali wynosi 40 ÷ 60 cm. Do bali jest przybita podłoga z desek grubości 2,5 cm, często na ukos pod kątek 45˚ do osi belek w celu usztywnienia stropu. W domach jednorodzinnych lub pomieszczeniach gospodarczych u dołu zamiast podsufitki można przybić wprost do bali płyty kartonowo- gipsowe lub wiórowe albo boazerię. W stropach międzypiętrowych budynków mieszkalnych dla przytłumienia wstrząsów przenoszących się przez strop stosuje się izolację z filcu grubości 5 mm, ułożonego u góry na belkach i luźno między nimi zwisającego. Można też wykonać ślepy pułap i wówczas zbędne są usztywnienia. Strop ten nadaje się do drewnianych domków jednorodzinnych, rekreacyjnych i na poddasza. Ognioodporność stropu z elementów nie zaimpregnowanych przeciwpożarowo jest znikoma, gdyż cienkie elementy nośne są łatwo palne. [6, s. 245] Rys.35. Strop deskowy [6, s. 244]
  • 39. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 38 4.4.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Jaka jest podział ścian litych z drewna? 2. Z jakich elementów wykonuje się ściany wieńcowe? 3. Jakie znasz rodzaje ścian wieńcowych? 4. Jakie są sposoby łączenia ścian wieńcowych? 5. Jaki jest podział ścian szkieletowych? 6. W jakich obiektach stosuje się ściany ryglowe? 7. Z jakich elementów zbudowana jest ściana ryglowa? 8. Określ rodzaje stropów. 9. Z jakich elementów składają się stropy? 10. Wyjaśnij sposoby łączenia desek stosowanych na powałę. 11. Czy potrafisz wykonać szkic stropu? 12. Jakie są ogólne wytyczne odnośnie projektowania ścian i stropów? 4.4.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Narysuj sposoby łączenia naroża ścian wieńcowych. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się z wiadomościami dotyczącą konstrukcji ścian, 2) odczytać rodzaj stosowanych połączeń, 3) ustalić proporcje wymiarowe połączeń 4) wykonać rysunek szczegółu połączenia, 5) zwymiarować połączenie, 6) zaprezentować efekty swojej pracy, 7) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: – zestaw komputerowy z oprogramowaniem, – literatura z rozdziału 6. Ćwiczenie 2 Wykonaj rysunek szkieletu ściany ryglowej. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się z wiadomościami dotyczącą konstrukcji ścian, 2) określić elementy budowy ściany, 3) odczytać rodzaj stosowanych złączy, 4) wykonać rysunek widoku, 5) wykonać rysunek przekroju, 6) zwymiarować elementy i połączenie, 7) zaprezentować efekty swojej pracy, 8) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.
  • 40. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 39 Wyposażenie stanowiska pracy: – zestaw komputerowy z oprogramowaniem, – literatura z rozdziału 6. Ćwiczenie 3 Wykonaj projekt stropu do domku letniskowego. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) przyswoić wiadomości dotyczące wymagań podczas konstruowania stropów, 2) ustalić wymiary stropu, 3) ustalić rodzaj obciążeń przenoszonych przez strop, 4) dobrać wymiary elementów konstrukcyjnych, 5) wykonać rysunek stropu, 6) zwymiarować elementy konstrukcyjne, 7) zaprezentować efekty swojej pracy, 8) dokonać oceny ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: – zestaw komputerowy z oprogramowaniem, – literatura z rozdziału 6. Ćwiczenie 4 Określ rodzaj konstrukcji ścian i stropu na podstawie dokumentacji budowlanej. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się z literaturą na ten temat, 2) dokonać analizy dokumentacji, 3) określić rodzaj konstrukcji, 4) zanotować wnioski, 5) zaprezentować efekty swojej pracy, 6) dokonać oceny ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: – przybory do pisania, – literatura z rozdziału 6.
  • 41. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 40 4.4.4. Sprawdzian postępów Tak Nie Czy potrafisz: 1) dokonać podziału ścian litych z drewna? ¨ ¨ 2) scharakteryzować materiał stosowany na ściany wieńcowe? ¨ ¨ 3) określić rodzaje ścian wieńcowych? ¨ ¨ 4) scharakteryzować podział ścian szkieletowych? ¨ ¨ 5) wskazać zastosowanie ścian ryglowych? ¨ ¨ 6) scharakteryzować elementy budowy ściany ryglowej? ¨ ¨ 7) określić rodzaje stropów? ¨ ¨ 8) scharakteryzować elementy budowy stropu? ¨ ¨ 9) określić sposoby łączenia desek na stropie? ¨ ¨ 10) wykonać szkic stropu? ¨ ¨ 11) określić wytyczne podczas projektowania ścian i stropów? ¨ ¨ 12) wykorzystać zdobyte wiadomości w praktycznym działaniu? ¨ ¨ 13) dokonać prezentacji wykonanego ćwiczenia? ¨ ¨ 14) wykorzystać program komputerowy do narysowania rysunku? ¨ ¨
  • 42. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 41 4.5. Elementy składowe dachu 4.5.1. Materiał nauczania Dach składa się z konstrukcji nośnej i pokrycia. Wykończenie i uzupełnienie dachu stanowią rynny i rury spustowe do odprowadzania wody opadowej oraz świetliki, włazy dachowe, wywietrzniki, ławy kominiarskie i obróbki ścian ogniowych, attyk, kominów itp. Kształt dachu wyznaczają połacie dachowe. Połacią dachową nazywa się płaszczyznę lub powierzchnię krzywą (np. w dachach walcowych lub kopułach) nachyloną do poziomu pod kątem mniejszym niż 90˚. Nachylenie, czyli spadek połaci dachowej, można określić trojako: procentowo, kątem nachylenia połaci do poziomu lub też stosunkiem wysokości dachu do szerokości połaci dachowej w rzucie poziomym. Konstrukcja nośna dachu dźwiga pokrycie dachowe i obciążenie śniegiem, wiatrem lub ludźmi z narzędziami, wykonującymi lub naprawiającymi pokrycie dachowe. Drewniane konstrukcje dachowe dzieli się na więźby dachowe, tj. konstrukcje ciesielskie, oraz na konstrukcje inżynierskie. Konstrukcja ciesielska, czyli więźba dachowa, składa się z połączonych (związanych) ze sobą elementów z odpowiednio przygotowanego drewna. Zasadniczym elementem więźby dachowej jest wiązar dachowy. Może on być pełny, tzn. zawierać elementy przenoszące ciężar dachu na ściany lub strop budynku, albo pusty, tj. złożony z samych krokwi. Odstępy między wiązarami dachowymi zależą od typu wiązara i rodzaju pokrycia. [6, s. 254] Rys.36. Więźba dachowa [6, s. 254] Rodzaje wiązarów Rozróżnia się następujące rodzaje wiązarów dachowych: rozporowe z prętów pojedynczych, płatwiowe i wieszarowe. Najprostszym typem rozporowej więźby dachowej jest więźba krokwiowa. Wszystkie wiązary są w niej pełne; każdy składa się z dwóch krokwi i belki stropowej. W wiązarach rozporowych krokwie pod wpływem ciężaru własnego, ciężaru podkładu i pokrycia oraz obciążenia śniegiem i wiatrem wywierają rozpór, tj. rozciągają belkę poziomą łączącą je dołem. Od tego rozporu pochodzi nazwa wiązarów rozporowych. Do wiązarów rozporowych zalicza się również, oprócz krokwiowych, wiązary jętkowe i wiązary z jętką podpartą.
  • 43. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 42 Więźby płatwiowe są bardziej złożone niż rozporowe. Wiązar pełny tworzą w nich: belka lub tram, para krokwi, stolce, kleszcze i czasem jeszcze zastrzały. Krokwie wiązarów pustych opierają się na płatwiach. Wiązary pełne powinny być tak rozwiązywane, aby pola zawarte między poszczególnymi elementami tworzyły co najmniej parę trójkątów. Trójkąt jest bowiem figurą geometrycznie niezmienną, tzn. nie zmieniającą kształtu pod wpływem działania sił, natomiast prostokąt czy kwadrat odkształcają się pod wpływem działania obciążenia, tzn. kąty zawarte między ich bokami zmieniają wielkość. Wiązary pełne rozstawia się w odstępach 3 ÷ 4 m w kierunku długości dachu. Poszczególne wiązary pełne są połączone ze sobą płatwiami stopowymi i czasem również płatwiami kalenicowymi. W więźbie wieszakowej obciążenie przenosi się z dachu na ściany zewnętrzne za pośrednictwem zastrzałów, a nie słupów. [6, s. 259] Ustrój krokwiowy Ustrój krokwiowy jest więźbą dachową, która może być stosowana w budynkach o rozstawie ścian zewnętrznych nie przekraczającym 6 m i nachyleniu połaci dachowej wynoszącym 40 ÷ 60º. Rys.37. Konstrukcja więźby dachowej: a) krokwiowa, b) jętkowa [6, s. 259] Wiązar składa się z dwu krokwi długości 4,5 m opartych o belkę. Obciążenia przenoszą się na mur bezpośrednio przez belkę lub, za pośrednictwem murłat. W tym układzie krokwie pracują jednocześnie na zginanie i ściskanie. Pod wpływem obciążenia pokryciem, śniegiem i parciem wiatru krokwie się zginają. Parcie wiatru na połać dachu wywołuje nacisk na krokwie połaci leżącej po stronie zawietrznej (osłoniętej od wiatru) i stąd powstają siły osiowe w krokwiach. Belki są rozciągane przez nacisk krokwi, zwany rozporem, i zginane przez obciążenie stropu strychowego. Krokwie grubsze łączy się na zwidłowanie, cieńsze zaś na zakładkę prostą. Połączenie wzmacnia się gwoździami lub śrubą. Połączenie krokwi z wystającymi belkami stropu wykonuje się na wrąb czołowy przedni z zaciosem na belce wzdłuż dwusiecznej kąta zawartego między krokwią i belką. Krokiew przybija się ponadto gwoździami długości 12 ÷ 15 cm. W belkach uciętych równo z krokwią stosuje się połączenie na wrąb. [6, s. 260]
  • 44. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 43 Rys.38. Oparcie krokwi o płatew stopową [6, s. 261] We wszystkich tych połączeniach głębokość wrębu wynosi co najmniej 2 ÷ 3 cm lub 1/6 ÷ 1/3 wysokości belki h, a odległość l od końca belki nie powinna być mniejsza niż 6 głębokości wrębu. Krokwie cieńsze wchodzące w okap łączy się z belkami na zakładkę z wrębem, przy czym belka nie powinna wystawać poza połączenie, a krokwie grubsze – na zwidłowanie ukośne z wrębem. Połączenie belek z murłatami wykonywano dawniej na wrąb jednostronny, wrąb pełny wzajemny, a niekiedy również na wrąb krzyżowy lub zapłetwiony (w jaskółczy ogon). Wiązary puste składają się z dwóch krokwi rozstawionych w odstępach 0,8 ÷ 1,20 m i opartych o płatwie stopowe. Połączenia w wiązarze pustym są takie same jak omówione poprzednio. Oparcie krokwi o płatew stopową wykonuje się na wrąb krawędziowy z zębem. Wobec braku belek pośrednich między belkami głównymi przypustnice opiera się na podpłatewce w sposób podobny jak krokwie na płatwi stopowej Rys. Płatew stopową i podpłatewkę łączy się z belką stropu na wrąb pełny wzajemny lub krzyżowy, przy czym połączenie z płatwią wzmacnia się śrubą. Dachy krokwiowe są niekorzystne ze względu na duże nachylenie połaci dachowej (40 ÷ 60˚). Chcąc ustrój ten zastosować do mniejszych spadków (poniżej 40˚), należy wzmocnić połączenie krokwi z belką lub płatwią stopową. Jeżeli spadek połaci dachowej wynosi 30 ÷ 40˚, połączenie krokwi wykonuje się na styk, ze wzmocnieniem obustronnymi nakładkami lub też na dotyk do ciągłej deski kalenicowej. Dla jeszcze mniejszych spadków (20 ÷ 30˚) oraz większych niż 6 m rozpiętości krokwie łączy się w kalenicy deską kalenicową oraz dwiema nakładkami. Deska kalenicowa wyrównuje i usztywnia wiązary w płaszczyźnie prostopadłej. Połączenie krokwi z belką i płatwią stopową w wiązarach pełnych wzmacnia się w razie małych spadków śrubą średnicy 12 mm. Ponadto w wiązarach z płatwią stopową, oprócz przybicia krokwi do płatwi stopowej przymocowuje się krokwie dodatkowo drutem średnicy 4 mm do śruby kotwiącej. [6, s. 262] Rys.39. Połączenie krokwi z belką i pławią stopową [6, s. 262]
  • 45. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 44 Rys.40. Połączenie kalenicowe krokwi: a) na nakładki, b) na deskę kalenicową, c) na deskę i nakładki [6, s. 262] Ustrój jętkowy Jeżeli rozpiętość między ścianami zewnętrznymi wynosi ponad 6 m, to krokwie wzmacnia się, ponieważ ich długość przekracza 4,50 m. Wystarczy wówczas każdą parę krokwi połączyć jętką. Otrzymuje się wiązary jętkowe. Jętka dzieli krokiew na dwa odcinki: dolny, zawsze dłuższy, wynoszący 4 ÷ 4,50 m i górny krótszy, długości 2,50 m. W tym układzie jętka jest pośrednio podporą krokwi, przez co zmniejsza jej rozpiętość; przekrój krokwi może być więc oszczędniejszy. Oprócz tego jętka wiąże obie krokwie, nie dopuszczając do rozsunięcia się dolnych końców krokwi pod wpływem obciążenia. Długość jętki w tym ustroju nie może przekraczać 3,50 m. Jeżeli poddasze ma być użytkowane, to spadki połaci powinny być większe od 45˚. Na jętce można w tym wypadku oprzeć lekki strop. Połączenie jętki z krokwią wykonuje się na wrąb, na jaskółczy ogon ze śrubą, rzadziej na czop ukośny i gniazdo lub na czop i gniazdo z wrębem czołowym przednim. W wiązarach rozpiętości 7 ÷ 10 m jętki są dłuższe niż 3,5 m i dlatego, aby zmniejszyć ich ugięcie i zapobiec wyboczeniu, podpiera się je w środku ramką stolcową składającą się ze stolców, płatwi i mieczy. Jest to ustrój odpowiedni do dachów rozpiętości 9,0 m. [6, s. 263]
  • 46. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 45 Rys.41. Wiązar z jętką podpartą: a) przekrój poprzeczny więźby dachowej, b) przekrój podłużny I-I, c) podparcie jętki [6, s. 264] W wiązarach rozpiętości 9 ÷ 12 m jętki podpiera się dwiema ramkami stolcowymi. Połączenie krokwi z jętkami, belkami stropu i płatwiami stopowymi wykonuje się tak samo, jak wyżej omówionym ustroju jętkowym. Jętki łączy się z płatwiami na wrąb jednostronny (w jętkach) lub wrąb dwustronny. Słupy łączy się z płatwiami i belkami stropu na czopy zwyczajne, miecze zaś ze słupami i płatwiami łączy się na zacios prosty z czopem lub na czop ukośny. Ustrój jest usztywniony mieczami w kierunku poprzecznym i podłużnym dachu. Wiązary takie można stosować tylko wtedy, gdy budynek ma zewnętrzne ściany nośne. Wobec dużej rozpiętości belki stropu albo tramy powinny być podparte jedną lub dwiema ścianami wewnętrznymi bądź leżeć na podciągach. W razie braku belek odpowiedniej długości krótsze ich odcinki łączy się nad podporami za pomocą klamer. Wiązary jętkowe stosuje się tylko w razie urządzenia poddasza użytkowego; wówczas jętki służą jako belki stropu. Jeśli na poddaszu nie wykonuje się stropu, ustroju tego się nie stosuje, gdyż jest on nieekonomiczny ze względu na duże zużycie drewna (jętka łączy każdą parę krokwi) i wówczas zaleca się więźbę krokwiowo-płatwiową. [6, s. 264] Ustrój krokwiowo-płatwiowy Więźby krokwiowo-płatwiowe są stosowane w budynkach z dachami płaskimi o spadku poniżej 30% lub w budynkach o rozstawie ścian zewnętrznych przekraczających 6 m, jeżeli nie wykorzystuje się jętek jako belek stropu poddasza. Przekroje krawędziaków na krokwie i ciężary pokryć powodują, że krokwie nie mogą mieć większej rozpiętości od 4,5 m. W więźbach krokwiowo-płatwiowych skrajnymi podporami krokwi są płatwie stopowe lub murłaty leżące na ścianach zewnętrznych. W dachach o małym spadku krokwie u dołu opierają się często na murłacie. W tym przypadku należy zakotwić ją w murze, wbijając co kilka metrów na jej odległość pręt stalowy, który zamocowuje się w murze. [6, s. 265]
  • 47. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 46 Rys.42. Wieszar krokwiowo-płatwiowy ze stolcem pojedynczym: a) konstrukcja o spadku 1:3 lub 1:4, b) o spadku mniejszym niż 1:4, c) węzeł pierwszy, d) oparcie krokwi, e) węzeł drugi [6, s. 266] Dolne końce krokwi są przybite do murłat zakotwiczonych w murze w odstępach ok. 4,0 m. Górne końce krokwi opierają się na wrębach płatwi kalenicowej , do której są przybite gwoździami. Ponadto każda para krokwi wiązara pełnego jest połączona ze sobą klamrą ciesielską. Kleszcze poziome są połączone z krokwiami, słupem i płatwiami na wręby i śruby. Krokwie cienkie łączy się z płatwią na wrąb, z kleszczami – na śruby. Kleszcze ukośne przybija się do krokwi gwoździami, a ze słupami łączy się je na wrąb oraz na gwoździe. [6, s. 267] Złącze kalenicowe krokwi jako podpora występuje w więźbach krokwiowo-płatwiowych ze stolcem podwójnym. Taką więźbę wykonuje się bez zastrzałów, jeśli rozstaw murów zewnętrznych jest równy 8 ÷ 10 m. Jeśli rozstaw murów zewnętrznych wynosi 10 ÷ 12 m, to stosuje się więźbę z zastrzałami. Rozpiętość taką ma większość budynków.
  • 48. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 47 Rys.43. Wiązar płatwiowy ze stolcem podwójnym i ścianką kolankową: a) przekrój poprzeczny b) przekrój podłużny, c) szczegół rozwiązania z kleszczami pod płatwią [6, s. 268] Wiązar pełny składa się z krokwi, słupów stolcowych i kleszczy. Krokwie opierają się dolnymi końcami na murłatach lub na płatwiach stopowych. Płatwie stolcowe podpierają krokwie w punktach pośrednich, przejmując od nich obciążenie od pokrycia dachowego, śniegu i wiatru i przenoszą je przez słupy stolcowe na strop. Słupy stolcowe opierają się na stropie za pośrednictwem podwaliny. Kleszcze obejmują słupy, z którymi są połączone na wrąb wzajemny i śrubę, oraz krokwie. Kleszcze przybija się do krokwi gwoździami, łączy śrubą lub (jeżeli krokwie są grube) na wrąb wzajemny w kształcie jaskółczego ogona, wzmocniony śrubą lub gwoździami. Ponadto połączenie kleszczy z płatwiami stolcowymi wykonuje się również na wrąb w kleszczach. Tego rodzaju połączenie kleszczy ze słupami, krokwiami i płatwiami stolcowymi zapewnia wiązarowi pełnemu dużą wytrzymałość i potrzebną sztywność. [6, s. 267] Wiązary wieszarowe Jeżeli budynek nie ma wewnętrznych ścian nośnych, na których można oprzeć ramki stolcowe, to co przy rozpiętości powyżej 6 m stosuje się wiązary wieszarowe. Konstrukcja wieszarowa tym różni się od konstrukcji wiązarów opisanych poprzednio, że obciążenie dachu przenosi się w niej za pośrednictwem słupów, lecz zastrzałów, na ściany zewnętrzne budynku. Konstrukcja wiązarów wieszakowych składa się: − z zastrzałów pracujących na ściskanie i prawie równoległych do krokwi;
  • 49. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 48 − z wieszaków, pracujących na rozciąganie, a nie jak słupki stolcowe – na ściskanie; − z ściągów odpowiadających belkom lub tramom, pracujących na rozciąganie, a w razie podwieszenia lub oparcia na nich stropu również na zginanie; − z rozpór o podobnym położeniu jak kleszcze; występują one tylko w ustrojach dwuwieszakowych i są ściskane. W wiązarach jednowieszakowych zastrzały zbiegają się na wieszaku. Na konstrukcji wiązara są oparte płatwie, a na płatwiach – krokwie. Pełne wiązary wieszarowe ustawia się co trzy, cztery lub pięć krokwi. Niekiedy do wieszarów podwiesza się podciągi podtrzymujące belki stropowe. Podciągi wystają z konstrukcji stropu. Belki mogą być również podwieszone do podciągu, który wówczas układa się na ściągach. Podwieszenie belek do podciągów wykonuje się za pomocą chomąt z płaskownika stalowego, wygiętego w kształcie litery U. Podwieszenie podciągu wykonuje sięga pomocą śrub za podkładkami metalowymi. Wiązary wywierają duży nacisk na ściany, dlatego ściągi układa się na murłatach. [6, s. 272] Rys.44. Więźby wieszarowe: a) dwuwieszakowa, b) jednowieszakowa [6, s. 271] 4.5.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Z jakich elementów składa się dach? 2. Jakie obciążenia przenosi konstrukcja dachowa? 3. Co nazywamy konstrukcją ciesielską? 4. Jakie znasz rodzaje wiązarów dachowych? 5. W jakich obiektach ma zastosowanie ustrój krokwiowy 6. Scharakteryzuj ustrój jętkowy. 7. W jakich obiektach ma zastosowanie ustrój krokwiowo-płatwiowy? 8. Czym charakteryzuje się konstrukcja wieszarowa? 9. Nazwij poszczególne elementy składowe więźby dachowej. 10. Jakie są ogólne wytyczne odnośnie projektowania dachów?
  • 50. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 49 4.5.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Określ rodzaj więźby dachowej. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się z literaturą dotyczącą więźby dachowej, 2) dokonać analizy katalogów wyrobów więźby, 3) zanotować wnioski, 4) zaprezentować efekty swojej pracy, 5) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: – przybory do pisania, – katalogi wyrobów, – literatura z rozdziału 6. Ćwiczenie 2 Wykonaj rysunek więźby dachowej - krokwiowej. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia, 2) przyswoić wiadomości dotyczące wymagań projektowania więźby, 3) otworzyć program komputerowy do wspomagania projektowania, 4) narysować rysunek wykorzystując program komputerowy, 5) zapisać rysunek na dyskietce, 6) zaprezentować efekty swojej pracy, 7) dokonać oceny ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: – zestaw komputerowy z oprogramowaniem, – literatura z rozdziału 6. Ćwiczenie 3 Wykonaj rysunek połączenia kalenicowego krokwi. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia, 2) ustalić wymiary poszczególnych elementów, 3) ustalić sposób łączenia krokwi, 4) wykonać rysunek, 5) zaprezentować efekty swojej pracy, 6) dokonać oceny ćwiczenia.
  • 51. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 50 Wyposażenie stanowiska pracy: – zestaw komputerowy z oprogramowaniem, – literatura z rozdziału 6. Ćwiczenie 4 Wykonaj rysunek wiązara płatwiowego. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia, 2) ustalić wymiary dachu, 3) otworzyć program komputerowy do wspomagania projektowania, 4) narysować rysunek wiązara, 5) wykonać rysunek w przekrojach poprzecznym i podłużnym, 6) zaprezentować efekty swojej pracy, 7) dokonać oceny ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: – zestaw komputerowy z oprogramowaniem, – literatura z rozdziału 6. 4.5.4. Sprawdzian postępów Tak Nie Czy potrafisz: 1) scharakteryzować elementy składowe dachu? ¨ ¨ 2) wyjaśnić jakie obciążenia przenosi konstrukcja dachu? ¨ ¨ 3) wyjaśnić pojęcie konstrukcji ciesielskiej? ¨ ¨ 4) scharakteryzować rodzaje wiązarów dachowych? ¨ ¨ 5) wskazać zastosowanie ustrojów krokwiowych? ¨ ¨ 6) scharakteryzować ustroje jętkowe? ¨ ¨ 7) określić zastosowanie ustroju krokwiowo-płatwiowego? ¨ ¨ 8) scharakteryzować budowę i zastosowanie konstrukcji wieszarowej? ¨ ¨ 9) nazwać poszczególne elementy składowe więźby dachowej? ¨ ¨ 10) określić wytyczne podczas projektowania więźby dachowej? ¨ ¨ 11) wykorzystać zdobyte wiadomości w praktycznym działaniu? ¨ ¨ 12) dokonać prezentacji wykonanego ćwiczenia? ¨ ¨ 13) wykorzystać program komputerowy do narysowania rysunku? ¨ ¨ 14) zorganizować stanowisko do wykonania ćwiczeń? ¨ ¨
  • 52. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 51 4.6. Połączenia elementów drewnianych w konstrukcjach ciesielskich 4.6.1. Materiał nauczania Podział złączy Złącza umożliwiają wykonywanie z prostych elementów drewnianych nawet bardzo złożonych budowli. Zadaniem złączy jest przenoszenie z jednego elementu na drugi sił powstałych w wyniku działania obciążeń. Złącza elementów z drewna dzieli się na łącznikowe, klejowe i wrębowe. W złączach łącznikowych elementy łączy się łącznikami mechanicznymi, w klejowych - na klej, a we wrębowych - dzięki odpowiednio wykonanym zaciosom ciesielskim. Złącza łącznikowe dzieli się ze względu na rodzaj łączników na trzy rodzaje: − sworzniowe, − wkładkowe, − na skowy. Sworzniowymi nazywa się złącza na gwoździe, wkręty, kołki drewniane oraz sworznie stalowe pełne i rurowe. Jako wkładek łącznikowych używa się obecnie pierścieni zębatych lub płytek kolczastych, wciskanych w łączone elementy. Skowy są to odpowiednio wyprofilowane blachy połączeniowe, które mocuje się gwoździami lub wkrętami do elementów z drewna. Stosowane są też skowy z płaskowników stalowych, zabezpieczonych przed korozją przez ocynkowanie lub inną powłoką metaliczną i blachy z kolcami (podobne do płytek kolczastych). Wszystkie złącza powinny być tak wykonane, aby stykające się płaszczyzny łączonych elementów ściśle do siebie przylegały. Niedopasowanie pogarsza jakość i wytrzymałość wykonywanych złączy i czyni konstrukcję niedostatecznie bezpieczną. Konstrukcje złączy są znormalizowane. [6, s. 163] Złącza łącznikowe Sworznie (np.: gwoździe, pręty, kołki z drewna lub rury) są zagłębiane w łączonych elementach i przenoszą siły występujące w tych elementach dzięki tarciu o ścianki otworów. Sworznie wyciągane utrzymują się tylko wskutek tarcia powstającego przy nacisku drewna wgniecionego podczas ich wbijania; Sworznie ścinane wywierają nacisk na ścianki otworu, co zwiększa siłę tarcia. Sworznie powinny być tak dobrane, aby nacisk nie miażdżył drewna. Wkładki są wpuszczane w łączone elementy i podobnie jak sworznie pracują dzięki siłom tarcia. Złącza z wkładkami pierścieniowymi wzmacnia się ześrubowując je, ponieważ samo tarcie nie utrzymałoby wkładki. Wkładka jest ścinana siłą występującą w złączu; siła ta jest przekazywana przez docisk jednego z elementów na wkładkę, a z wkładki również przez docisk - na drugi element. W złączach na skowy siły są przekazywane z elementu na łącznik za pośrednictwem gwoździ, wkrętów lub kolców łączących drewno z blachą połączeniową. Złącza na gwoździe i wkręty Gwoździe są najbardziej znanymi łącznikami elementów cienkich, tj. desek i bali. Pojedynczy gwóźdź przenosi stosunkowo małą siłę, dlatego złącza elementów silnie obciążonych zbija się wieloma gwoździami. Należy przy tym pamiętać, że gwoździe
  • 53. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 52 rozszczepiają włókna drewna, a więc miejscowo osłabiają materiał. Zastosowanie zatem zbyt dużej liczby gwoździ w połączeniu może być równie niekorzystne, jak niedostateczna ich liczba. Gwoździe łatwo rdzewieją, co jest wadą tych łączników. Zaletami gwoździ są natomiast: niewielki koszt, szybkość i łatwość wykonywania połączeń oraz możliwość rozbiórki konstrukcji i ponownego użycia materiału. Do połączeń elementów trwałych konstrukcji drewnianych najodpowiedniejsze są gwoździe o przekroju okrągłym i główce płaskiej, gdyż nie rozszczepiają one drewna i lepiej przylegają do otworu. Używając gwoździ kwadratowych nie należy ich wbijać przekątną wzdłuż włókien. Rys.45. Złącza na gwoździe: a) jednocięte, b) dwucięte [6, s. 166] W elementy z drewna iglastego gwoździe można wbijać bezpośrednio, jeśli ich średnica nie jest większa niż 6 mm; jeżeli gwoździe są grubsze, trzeba nawiercać odpowiednie otwory. W elementach z drewna twardego, mokrego lub przemarzniętego trzeba wywiercać otwory na gwoździe niezależnie od ich średnicy. Średnica otworu powinna wynosić 0,95 średnicy gwoździa. W miejscu wbicia gwoździ włókna drewna ulegają miejscowemu uszkodzeniu; są rozsuwane i zagęszczane. Wiercenie przerywa wprawdzie włókna, a więc bardziej osłabia przekrój elementów w miejscu połączenia, ale zapobiega rozszczepianiu włókien. [6, s. 166] Rys.46. Rozmieszczenie gwoździ w złączach: a) prostokątne, b) przestawione, c) w zakosy, d), e) przestawione w złączu pod kątem, f) prostokątne w złączu zginanym, M – moment zginający, Q – siła poprzeczna, N – siła podłużna [6, s. 167]
  • 54. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 53 W konstrukcjach, w których występuje odrywanie elementów, zaleca się zamiast gwoździ stosować inne łączniki: wkręty przystosowane do klucza lub wkręty z łbem do śrubokręta. Wkręty osadza się w uprzednio nawierconych otworach średnicy o 2 mm niniejszej od wkręta. Głębokość otworu powinna wynosić 0,8 długości wkręta. Rozmieszczenie i liczba wkrętów w złączu są takie same jak gwoździ. Złącza na gwoździe stosuje się zazwyczaj we wszystkich konstrukcjach tymczasowych, takich jak rusztowania i deskowania. Połączenia te wykonuje się też w dźwigarach, kratownicach dachowych, ramach itp. Złącza na gwoździe można podzielić na zwiększające wymiary elementów lub wiążące elementy. Rys.47. Złącza elementów konstrukcyjnych z desek zwiększające: a) długość, b) przekrój [6, s. 169] Rys.48. Złącza elementów w konstrukcjach z bali: a) skrzyżowanie, b) skrzyżowanie z podpórką, c) skrzyżowanie z desek z wycięciem, d) naroże, e) złącze na nakładki [6, s. 169] Złącza na kołki drewniane i sworznie stalowe Złącza na kolki drewniane są bardzo pracochłonne, gdyż wymagają starannego dopasowania. Otwory na kołki znacznie osłabiają element ze względu na swą dużą średnicę. Z tych powodów połączenia na kołki wyszły już z użycia; spotyka się je tylko w elementach budowli na terenie skansenów. Zamiast dawniej stosowanych kołków drewnianych stosuje się obecnie sworznie stalowe. Sworznie stalowe pełne wykonuje się z prętów stalowych o przekroju okrągłym i średnicy 10- 24 mm. Sworznie powinny dokładnie przylegać do ścianek otworu. W celu zabezpieczenia złącza przed rozdzieleniem się stosuje się w co najmniej piątej części otworów śruby z podkładkami stalowymi. W każdym złączu musi być co najmniej jedna taka śruba. [6, s. 170] Złącza na pierścienie i płytki kolczaste W konstrukcjach drewnianych, w których występują duże siły w prętach (np. w dźwigarach dachowych dużej rozpiętości) połączenia sworzniowe nie wystarczają | i zastępuje sieje połączeniami na wkładki, które w punktach połączeń rozkładają siły na większe powierzchnie. Połączenia takie nadają się tylko do drewna wysokiej jakości i dostatecznie suchego, powinno być też zapewnione odpowiednio dokładne ich wykonanie.
  • 55. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 54 Najczęściej stosowanymi wkładkami są pierścienie zębate wciskane. Rys.49. Wkładki łącznikowe: a) pierścień typu Geka, b) pierścień typu Bistyp, c) płytka kolczasta, d) przekrój złącza na płytki kolczaste [6, s. 171] Zamiast pierścieni stosuje się też płytki kolczaste. Złączy nie trzeba wzmacniać śrubami, bo płytki utrzymują łączone elementy siłą tarcia. Złącza na skowy Złącza na skowy, wypierają złącza wrębowe bo są dużo mniej pracochłonne. Służą do łączenia elementów konstrukcji drewnianych w płaszczyźnie pionowej lub poziomej oraz elementów stykających się pod kątem. Są też stosowane podpórki słupów, stawianych na podwalinie lub kotwiące słup w ścianie betonowej. Inne skowy służą do łączenia elementów drewnianych z metalowymi. Taśmy perforowane są używane do wzmacniania złączy elementów lub jako ściągi konstrukcji rozporowych. Ściągi mają złączki ze śrubą rzymską do napinania. Skowy są mocowane do drewna za pomocą gwoździ lub wkrętów, wbijanych lub wkręcanych zaczepiaczem. Są też skowy z kolcami. Wciska się je w drewno prasą lub wbija na budowie. [6, s. 172] Rys.50. Skowy: a) połączenie stolca z płatwią, b) połączenie stolca z podwaliną, stolca z mieczem, c) złącze belek w stropie, d) wzmocnione złącza elementów poziomych, e) złącze kalenicowe, f) połączenie stolca z podwaliną, g) podpórka stolca zakotwiona w ścianie betonowej [6, s. 173]
  • 56. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 55 Złącza wrębowe Złącza wrębowe są najbardziej typowe dla prac ciesielskich. Jeszcze kilkadziesiąt lat temu dobry cieśla chlubił się tym, że postawił dom nie używając ani jednego gwoździa. Złącza wrębowe nazywa się też ciesielskimi. Obecnie wykonywane połączenia wrębowe zazwyczaj wzmacnia się kolkami drewnianymi, a także śrubami, klamrami, chomątami, strzemionami, opaskami itp., aby zabezpieczyć je przed rozluźnieniem. Wykonywanie złączy wrębowych jest bardzo pracochłonne i wymaga dużej staranności, aby na stykach elementów nie powstawały szczeliny, w które wnika wilgoć sprzyjająca korozji biologicznej. Złącza te wykonuje się jeszcze przy rekonstrukcjach i remontach zabytkowych budowli drewnianych. Proste połączenia, wzmacniane gwoździami lub okuciami stalowymi są jeszcze stosowane w budownictwie drewnianym, bo ceny na skowy są wysokie. Połączenia na wręby wykonuje się w celu zwiększenia wymiarów elementu lub zespolenia elementów konstrukcji. Do pierwszej grupy należą połączenia przedłużające elementy poziome i pionowe oraz powiększające ich szerokość i wysokość. Do drugiej grupy zalicza się złącza: − elementów leżących w płaszczyźnie poziomej, − elementów leżących w płaszczyźnie pionowej, przy czym ze względu na zróżnicowanie technologii rozróżnia się złącza pod kątem prostym i złącza pod kątem ostrym, − elementów leżących w płaszczyźnie ukośnej. [6, s. 178] Przedłużanie elementów poziomych W celu przedłużenia elementów poziomych wykonuje się najczęściej następujące rodzaje styków: proste, ukośne, wcięte pojedynczo i podwójnie, w nakładkę prostą i ukośną oraz ujęte w łubki. Do wzmocnienia styków na rozciąganie stosuje się nakładki proste lub ukośne, albo też ujmuje styk w łubki; nakładki i łubki ściąga się śrubami. Najprostszym wzmocnieniem styku jest przybicie z góry lub z obu stron klamer ciesielskich. Rys.51. Styki poziome: a) prosty, b) ukośny, c) z wcięciem pojedynczym, d) z wcięciem podwójnym, e) z nakładka prostą, f) z nakładką ukośną, g) z łubkami [6, s. 179] Zakładki stasuje się częściej od zamków ze względu na łatwość wykonania. W celu zabezpieczenia łączonych części przed rozsunięciem się zakładki proste i ukośne wzmacnia się kołkami z drewna lub śrubami.