SIMPSON Strong-Tie | Zdj. 1. Stężenie dachu taśmą perforowaną
Niektórzy projektanci sprawę specyfikacji stężenia więźby traktują po macoszemu, podobnie jak kwestię połączeń. Często zaprojektowanie stężenia dachowego to ostatnia rzecz, o której myślą konstruktorzy podczas projektowania więźby dachowej. Każdy z nas widział pewnie niejeden rysunek, na którym specyfikacja dotycząca stężenia kończy się na dwóch liniach tworzących literę X. Zagadnienie to dodatkowo komplikuje fakt, że trudno znaleźć w literaturze fachowej i normach precyzyjne i wyczerpujące informacje dotyczące stężeń dachowych. Efektem jest traktowanie tej kwestii w sposób intuicyjny.
Stężenie dachowe – dobry projekt to podstawa
Szczegółowe instrukcje do wykonania stężenia dachowego powinien dać nam projektant konstrukcji, bo każdy dach jest inny. Właściwy dobór elementów stężenia zależy od wielu czynników, m.in. od statycznego schematu więźby dachowej, nachylenia połaci, rozpiętości podpór, strefy wiatrowej. Istotne znaczenie ma też wysokość budynku i gęstość okolicznej zabudowy. Typ schematu stężenia powinien być dobierany z uwzględnieniem powyższych (oraz wielu innych) czynników – i to właśnie dobra specyfikacja projektanta pozwoli wyeliminować błędy i wykonać poprawne stężenie dachowe. Na poniższej fotografii znajdują się dwa najpopularniejsze schematy.
SIMPSON Strong-Tie | Zdj. 2. Przykładowe schematy stężenia więźby typu „V” i typu „X”. Aby taśmy efektywnie pracowały jako stężenie, ich nachylenie względem okapu powinno być zbliżone do kąta 45˚.
Kwestia stężenia dachowego jest szczególnie istotna w przypadku dachu wykonanego z prefabrykowanych wiązarów dachowych. Typowy wiązar w obiektach halowych ma rozpiętość wynoszącą kilkanaście metrów, wysokość – kilka metrów, a szerokość – 45-60 mm. Jest to więc element bardzo smukły, który bardzo dobrze przenosi obciążenia pionowe i poziome w swojej płaszczyźnie, ale nie może przenosić obciążeń poziomych, które działają prostopadle do jego powierzchni. Za przenoszenie tych obciążeń odpowiada właśnie stężenie dachu. Co istotne – wiązar będzie miał założoną przez projektanta nośność tylko wówczas, gdy na budowie zostaną wykonane wszystkie przewidziane projektem elementy stężające.
Taśma perforowana
Podstawowym elementem stężenia dachowego jest taśma perforowana. W Polsce dostępna jest ona w postaci rolek o długościach 10-50 m i szerokościach 25, 40 i 60 mm (zdjęcie poniżej). Przez to, że stalowe taśmy montuje się po przekątnej, każde wychylenie się wiązarów z pozycji pionowej oznaczałoby, że taśma stężająca się wydłużyła. Zastosowanie taśmy perforowanej o odpowiedniej wytrzymałości, jej prawidłowe przymocowanie do elementów więźby i dobry naciąg skutkuje powstaniem stężenia, które zapewni niezmienną geometrię dachu.
SIMPSON Strong-Tie | Zdj. 3. Stalowa taśma perforowana dostarczana w rolce
Wybór odpowiedniej szerokości taśmy (a w efekcie – nośności) należy do projektanta. Typowa stalowa taśma perforowana ma grubość 2,0 mm, jednak na rynku od niedawna dostępne są też taśmy o grubości 0,9 mm. Choć ich grubość może wydawać się niewielka, to jednak są to pełnowartościowe taśmy, co zawdzięczają wykonaniu ze znacznie bardziej wytrzymałej stali S550GD. Ich nośność jest tym samym równa nośności taśm ze stali S250GD, których grubość wynosi 2,0 mm.
Stal wykorzystywana do produkcji taśm 0,9 mm ma dużą sprężystość, dzięki czemu po rozwinięciu krzywizna odcinka jest minimalna, co widać na poniższym zdjęciu.
SIMPSON Strong-Tie | Zdj. 4. Taśma BAN09 o grubości 0,9 mm po rozwinięciu jest niemal prosta
Atutem taśm o grubości 0,9 mm jest nie tylko niższa cena, ale także ponad dwa razy mniejsza waga. Jak istotne ma to znaczenie dobrze uzmysławia fakt, że rolka taśmy 2,0 mm o wymiarach 60 mm x 50 mm waży aż 46,2 kg. Odjęcie każdego kilograma od wagi taśmy znacznie ułatwia poruszanie się po dachu.
Stalowe taśmy o grubości 0,9 mm posiadają ponadto wzmocnienia w postaci przetłoczeń w miejscach otworów, które zwiększają nośność taśmy w kontakcie z trzpieniem gwoździa oraz zapobiegają owalizacji otworów pod obciążeniami. Jest to opatentowane rozwiązanie firmy Simpson Strong-Tie.
SIMPSON Strong-Tie | Zdj. 5. Opatentowane rozwiązanie wzmocnienia taśmy BAN09 zapobiegające owalizacji otworów
Zaletą taśm o grubości 0,9 mm jest też prosty montaż. Dzięki temu, że taśmę można przeciąć ręcznymi nożycami do blachy, nie ma potrzeby stosowania elektronarzędzi czy gilotyn w czasie cięcia na wymagane odcinki.
Poprawne napięcie taśmy perforowanej
Stosowanie taśmy perforowanej jest bardzo skutecznym sposobem stężania więźby dachowej, jednak podczas montażu często pojawiają się błędy, z których najpowszechniejszym jest brak odpowiedniego naciągu. Konsekwencje takiego błędu są bardzo duże, bo nieodpowiedni naciąg oznacza de facto brak stężenia połaciowego, a w efekcie – podatność wiązarów na wychylenie z pionu oraz ryzyko utraty oryginalnej geometrii dachu. Aby wyeliminować ten błąd stosuje się specjalne złączki napinające BPST, które zapewniają taśmie perforowanej prawidłowy naciąg.
SIMPSON Strong-Tie | Zdj. 6. BPST - Złączka napinająca taśmę stężającą
BPST to najnowsze rozwiązanie tego typu w systemie stężenia dachowego, a zarazem – trzecia generacja złączek napinających. Zastosowanie tego elementu jest proste – wystarczy połączyć złączkę z dwoma odcinkami taśmy, które mają zostać naciągnięte. Zadanie to ułatwia śruba rzymska, która napina taśmę podczas kręcenia. Co istotne, w złączkach trzeciej generacji nie jest konieczne stosowanie dodatkowych łączników do połączenia złączki z taśmą. Tym samym wyeliminowana jest podstawowa niedogodność związana z montażem starszych złączek, które wymagały stosowania śrub M5.
Złączka BPST znacznie przyspiesza proces montażu i nie wymaga stosowania dodatkowych łączników, przez co połączenie wykonuje się zdecydowanie łatwiej i szybciej. Procedura montażu przedstawiona jest na fotografii poniżej.
SIMPSON Strong-Tie | Zdj. 7. Etapy montażu złączki BPST z taśmą stężającą
W celu wykonania stężenia dachowego, należy nałożyć taśmę na wystające zęby, a następnie, bo zamknięciu złączki, zablokować ją poprzez zagięcie skrajnych zębów (najdłuższych). Złączki można stosować z taśmami stężającymi o dowolnej szerokości.
SIMPSON Strong-Tie | Zdj. 8. Poprawnie zamontowany napinacz BPST na odcinku taśmy BAN09
Blachy węzłowe
Oprócz taśm stężających, ważnym elementem niezbędnym do wykonania stężenia wiatrowego są blachy węzłowe. Ich rolą jest połączenie taśmy perforowanej z konstrukcją nośną, dzięki czemu cała siła pojawiająca się w stężeniu zostaje przeniesiona na podporę.
Również na tym etapie prac pojawiają się często błędy. Jednym z nich jest zaginanie młotkiem taśmy na krokwi lub wiązarze i wbijanie w tym miejscu gwoździ. Rozwiązanie to nie może jednak służyć jako substytut blachy węzłowej, bo takie połączenie nie jest w stanie przenieść siły z taśmy, której nośność może przekraczać 35kN (3,5 tony).
Podczas wykonywania stężenia dachu należy pamiętać o tym, że cały system jest tak silny, jak jego najsłabszy element. Przypadkowo wykonywanie połączenia osłabiają więc całą więźbę – i nawet jeśli stężenie zostanie wykonane bezbłędnie, to i tak cały włożony w tę pracę wysiłek pójdzie na marne.
Należy też zwracać uwagę na to, ile otworów na wkręty / gwoździe mieści się w blachach węzłowych, bo to właśnie one odpowiadają za bezpieczne przeniesienie obciążenia na dalszą część budynku. Połączenia blachy węzłowej z taśmą stężającą wykonuje się przy użyciu specjalnych adapterów.
SIMPSON Strong-Tie | Zdj. 9. Blachy węzłowe - pojedyncza (BNF) i podwójna (BNK) połączone z taśma adapterami (BNKK)
Węzeł podporowy
W celu prawidłowego wykonania stężenia dachowego konieczne jest zastosowanie jeszcze jednego elementu, jakim jest węzeł podporowy. Jego rola jest bardzo istotna, bo siły przekazywane z taśm stężających na konstrukcję więźby mogą być bardzo duże. Dla wiązarów dachowych szczególnie niebezpieczne są duże siły skupione, które działają z płaszczyzny wiązara. Mogą one doprowadzić do wychylenia, miejscowej awarii, a w ostateczności nawet do wyrwania z węzłów wiązarów płytek kolczastych. Aby wyeliminować to ryzyko, należy wykonać właściwy węzeł podporowy w miejscu połączenia taśmy stężającej z wiązarami. Typowy węzeł można zobaczyć na poniższej fotografii.
SIMPSON Strong-Tie | Zdj. 10. Węzeł podporowy sprowadzający siłę ze stężenia na wieniec
Choć jest to proste rozwiązanie, to jednak jego rola jest bardzo duża. Siła z taśmy przekazywana jest na blachę węzłową, a następnie na skrajny wiązar dachu. Jego przesunięcie blokuje belka między ostatnim i przedostatnim wiązarem. Ten element jest nazywany kozłem wiatrowym. Aby siłę z belki przenieść na murłatę, należy ją połączyć płytkami perforowanymi (zewnętrzna krawędź belki i murłaty są zlicowane) i/lub kątownikami od wnętrza. Siła z murłaty następnie jest przekazywana na wieniec dzięki połączeniu tych elementów zabetonowanymi szpilkami.
Stężenie więźby dachowej, a wiązarów w szczególności, powinno być wykonywane w oparciu o precyzyjną specyfikację projektanta konstrukcji, który dokonuje obliczeń na podstawie schematów statycznych i pojawiających się obciążeń. Odpowiedzialność, który ciąży na wykonawcy stężenia dachowego nie jest mniejsza, bo popełnione przez niego błędy mogą mieć poważne konsekwencje. Ważne, aby pamiętać o 5 podstawowych kwestiach: projekt, taśma, naciąg, blachy węzłowe i węzły podporowe.
W razie pytań dotyczących projektowania lub montażu systemu stężenia wiatrowego wiązarów lub więźb tradycyjnych, zachęcamy do kontaktu z inżynierami z działu wsparcia technicznego Simpson Strong-Tie, którzy z chęcią podzielą się wiedzą i doświadczeniem. Tel: 22 865 22 00 e-mail: [email protected]
Źródło:
mgr inż. Tomasz Szczesiak
Kierownik Techniczny Oddziału
Simpson Strong-Tie
