Łączniki i okucia ciesielskie do więźby. Jak łączyć elementy więźby?
Specjalne łączniki i okucia ciesielskie są używane do montażu więźby. Wybór konkretnego rozwiązania konstrukcyjnego może być podyktowany względami ekonomicznymi, szybkością prowadzonych prac, a także efektem estetycznym, jakim chcemy cieszyć się na poddaszu.
Na barkach więźby spoczywa ciężar pokrycia dachowego oraz obowiązek znoszenia uciążliwości przyrody – porywistych wiatrów oraz obciążenia śniegiem. Dlatego musi być bardzo wytrzymała – a to w dużej mierze zależy od solidnych połączeń poszczególnych jej elementów i rodzaju drewna, z jakiego jest wykonywana. Więźby w naszych warunkach klimatycznych buduje się z iglastych gatunków drewna, przede wszystkim sosny i świerku. Są to materiały o największej wytrzymałości na ściskanie, zginanie i ścinanie. Aby powstała konstrukcja więźby dachowej, należy połączyć w całość poszczególne jej elementy – najczęściej krokwie, jętki, płatwie, a także kleszcze, miecze, słupy. Drewno musi być więc łączone zarówno na długości, jak i pod określonym kątem. Można do tego zadania podejść na dwa sposoby: pierwszy – sprawdzony, tradycyjny, aczkolwiek nieoszczędny, oraz drugi – nowy, łatwy i bardziej ekonomiczny. Większość wykonawców więźby dachowej używa łączników mechanicznych oraz stalowych okuć ciesielskich.
Połączenia ciesielskie więźby: stare dobre sposoby
Konstrukcja więźby dachowej przez wieki łączona była w całość za pomocą tradycyjnych łączy ciesielskich. Tradycyjne połączenia ciesielskie polegają na wykonaniu w drewnianych elementach, które mają być ze sobą połączone, różnych wcięć. Części więźby łączy się w rozmaity sposób, na przykład na czop, zakładkę prostą lub wrąb. Poszczególne połączenia wymagają bardzo dużej precyzji wykonania, ponieważ każde obniża wytrzymałość elementów o mniej więcej 20-30%. Poza tym wycięcia w krawędziakach nie mogą być głębsze niż 1/3 wysokości przekroju, aby zanadto nie osłabić elementu więźby. Złącza ciesielskie często dodatkowo wzmacnia się kołkami drewnianymi lub śrubami. Kołki drewniane stosuje się tam, gdzie konstrukcja dachu może być narażona na korozję stali, więc nie mogą być zastosowane śruby czy gwoździe. Kołki powinny być wykonane ze zdrowego bezsęcznego drewna oraz mieć średnicę 10-50 mm. Tradycyjne złącza ciesielskie łączy się również na klej. Dzięki temu konstrukcja nie jest osłabiona wycięciami ani elementami łączącymi, a poszczególne jej części przylegają do siebie na całej powierzchni.
Budowa więźby w sposób tradycyjny – z użyciem połączeń ciesielskich, wymaga znalezienia dobrego fachowca. Do wykonania każdego połączenia potrzeba bowiem nie tylko dużej wiedzy, ale także precyzji i doświadczenia w tej dziedzinie. Taka metoda budowy konstrukcji dachowej pochłania także dużo czasu – poszczególne elementy trzeba bowiem odpowiednio przyciąć i dopasować do pozostałych. Mankamentem wykonywania tradycyjnych połączeń ciesielskich jest też to, że należy zużyć dużo więcej drewna niż w przypadku więźby łączonej na nowoczesne, metalowe łączniki ciesielskie. W tym przypadku przekroje muszą być odpowiednio większe, aby zniwelować straty związane z osłabieniem elementów przez wykonanie odpowiednich wrębów.
Przeczytaj też: Budowa domu z bali okrągłych. Jak zbudować góralski dom
Takie rozwiązanie jest jednak niezastąpione, jeśli chcemy za pomocą więźby uzyskać rustykalny klimat poddasza – widoczne elementy konstrukcji dachu oraz łączące je tradycyjne śruby podkreślą naturalny charakter pomieszczeń pod dachem. Taka tradycyjna, uwydatniona więźba budująca klimat starego poddasza może być także celowym elementem kontrastującym z jego nowoczesnym wyposażeniem w modnym eklektycznym wnętrzu.
Zbijanie i skręcanie elementów więźby: gwoździe ciesielski
W każdym połączeniu drewnianych elementów wybór odpowiednich łączników ciesielskich ma kluczowe znaczenie. Dlatego ich zestawienie i rozmieszczenie powinien zaplanować projektant bądź konstruktor. Łączniki ciesielskie dostosowuje się do typu połączenia oraz wymiarów zespalanych elementów. Dotyczy to zarówno długości, jak i średnicy łącznika. Czasem jeden łącznik nie zapewni dobrego docisku i trzeba użyć ich kilku. Elementy więźby zbija się m.in. długimi gwoździami ocynkowanymi, wykonanymi ze stali utwardzanej. W połączeniach gwoździowych element cieńszy powinien być zawsze przybijany do grubszego. Stosunek grubości gwoździa do grubości materiału musi wynosić nie mniej niż 1:5-1:10. Cieńsze gwoździe są przy tym polecane do drewna suchego albo twardego, grubsze do wilgotnego albo miękkiego. Do jednego połączenia ciesielskiego powinno się stosować minimum 4 gwoździe. Wybrać można też wkręty. Połączenia wykonywane z ich użyciem są trwalsze i solidniejsze. Najpopularniejsze są samonawiercające. Zazwyczaj nie wymagają prac przygotowawczych – wyjmuje się je z opakowania i wkręca w drewno. Umożliwia to specjalnie skonstruowany szpic. Oprócz wkrętów z pełnym gwintem można użyć takich z częścią niegwintowaną, które gwarantują lepszy docisk mocowanego elementu. Do długich krokwi, belek i słupów polecane są wkręty z łbem talerzowym (podkładkowym), który dobrze dociąga łączone elementy i nie pozwalasię im odkształcać.
Okucia ciesielskie: natychmiastowe połączenia
Okucia ciesielskie do drewna to elementy wytwarzane z ocynkowanej, grubej blachy stalowej. Mają fabrycznie wykonane otwory na gwoździe, wkręty lub śruby – czasem o jednakowej, a czasem o zróżnicowanej średnicy. Okucia ciesielskie znacznie ułatwiają łączenie elementów drewnianych w różnych konfiguracjach i pod różnymi kątami. Najprostszym okuciem jest zwykła stalowa płytka perforowana. Najbardziej specjalistyczne z nich mają skomplikowane, wielopłaszczyznowe kształty. Kupując takie okucia ciesielskie, warto sprawdzić ich dopuszczalną nośność. Jeśli projektant przewidział zastosowanie takich łączników i podał, jakie obciążenia występują w danych miejscach połączeń, wtedy cieślom łatwo będzie dobrać najodpowiedniejsze z nich.
Najpopularniejsze okucia ciesielskie to:
- kątowniki – oferowane w różnych rozmiarach. Mogą mieć też różną długość ramion, nie zawsze taką samą;
- łączniki krokwiowe – do mocowania prostopadłego belek pod różnym kątem;
- wsporniki belek – mogą być pojedyncze lub rozcięte na pół, aby dało się dostosować je do dowolnej grubości belki. Są szczególnie przydatne podczas montażu stropów drewnianych;
- płytki perforowane – do łączenia kilku elementów tworzących jedną płaszczyznę. Mocuje się je przeważnie parami – po jednej z każdej strony.
Łączniki ciesielskie metalowe
Od kilkunastu lat w Polsce dużą popularnością cieszą się metalowe łączniki ciesielskie do więźby, które ułatwiają i przyspieszają pracę na budowie, a niekiedy obniżają koszty wykonania dachu. Łączniki to elementy służące do przenoszenia sił z jednych elementów na drugie. Ich zadaniem jest połączenie dwu lub więcej elementów drewnianych w całość oraz scalenie pojedynczych lub złożonych elementów w konstrukcje. Łączniki ciesielskie mogą być całkowicie niewidoczne (w trakcie montażu zagłębia się je w drewnie, np. sworznie czy pierścienie) lub widoczne – przytwierdzane bezpośrednio do powierzchni elementów (np. płytki perforowane czy kolczaste). W pierwszym przypadku (niewidocznych łączników) łatwiej jest uzyskać wygląd więźby zbliżony do efektu pięknego rękodzieła, czyli tradycyjnej konstrukcji z połączeniami ciesielskimi, w drugim lepiej się liczyć z całkowitym obudowaniem elementów drewnianych.
Polecany artykuł:
- Sworznie
Sworznie to łączniki ciesielskie często stosowane w więźbach dachowych ze względu na możliwość łączenia elementów, w których działają duże siły. Sworznie wykonywane są ze stali węglowej walcowanej. Są to pręty o przekroju kołowym i średnicy 10-24 mm, których końce powinny być oszlifowane, aby nie kaleczyły drewna. Średnica sworznia powinna być nie mniejsza niż 1/20-1/30 jego długości, długość zaś większa niż całkowita szerokość łączonych elementów o 10-20 mm. Wymagania dotyczące sposobu rozmieszczenia i wiercenia otworów na sworznie są identyczne jak w przypadku śrub.
- Pierścienie zębate
Pierścienie zębate są to łączniki ciesielskie wykonane najczęściej z blachy stalowej grubości od 0,9 do 1,8 mm, której krawędzie odpowiednio rozcięto, a następnie zagięto przemiennie (pierścienie dwustronne) lub jednostronnie (pierścienie jednostronne). Te ostatnie są używane, gdy w złączu występuje blacha stalowa (złącza stal-drewno), a pierścienie dwustronne są przeznaczone do wykonywania bezpośrednich połączeń elementów drewnianych (złącza drewno-drewno).
Przeczytaj też: Wybieramy łącznik do drewna
Pierścienie zębate mogą być okrągłe, owalne lub prostokątne. Czasem również są stosowane pierścienie z płytki grubości ok. 3 mm z obustronnie rozmieszczonymi kolcami (pierścienie Geka). Pierścienie zębate wciska się w drewno bez uprzedniego wykonywania gniazd lub wcięć. Kolce, zęby i odgięcia, wciśnięte w drewno, łącznie mają dużą powierzchnię, co umożliwia przekazywanie odpowiednich obciążeń. Przy wykonywaniu połączenia uważa się, aby wkładki były jednakowo zagłębione w oba łączone elementy. Stosuje się więc drewno możliwie jednakowej twardości i bez sęków w miejscach złącz.
Zęby i odgięcia powinny być odpowiednio zaostrzone, tak aby nie zgniatały drewna, lecz je przecinały. Wkładki wciska się równomiernie w całej konstrukcji i dociska prasami (nie da się więc wykonać takich połączeń bezpośrednio na placu budowy) lub za pomocą śrub z podkładkami.
- Płytki perforowane (gwoździowe)
Płytki perforowane (gwoździowe) produkowane są z blachy stalowej ocynkowanej o grubości 0,8-2 mm. Mają fabrycznie precyzyjnie wycięte okrągłe lub owalne otwory na gwoździe. Wielkość płytek oraz liczba i rozmieszczenie gwoździ, jakie trzeba wbić, obliczane są w projekcie tak, aby połączenie miało optymalną wytrzymałość. Do wykonywania takich połączeń nadają się gwoździe karbowane albo skrętne – są mniej podatne na wyrwanie niż zwykłe gładkie. Łączniki ciesielskie perforowane mogą mieć postać płytek do łączenia elementów w tej samej płaszczyźnie albo kątowników do scalania krawędziaków, które muszą być połączone pod określonym kątem. Przy wykonywaniu połączeń elementów więźby tym sposobem ważne jest, by grubość drewnianych elementów nie była mniejsza niż 5 cm, a średnica gwoździ powinna wynosić co najmniej 4 mm, ich długość zaś 40 mm. Należy również pamiętać, że połączenie musi być wykonane z dużą precyzją – na styk, to znaczy, że nie dopuszcza się pozostawienia pomiędzy elementami kilkumilimetrowej szczeliny.
- Płytki kolczaste
Produkowane są podobnie jak płytki gwoździowe z ocynkowanej blachy stalowej o grubości 1-2 mm w kilku wielkościach i wysokości kolców od 8 do 20 mm. Wielkość i dokładne rozmieszczenie płytek określane są indywidualnie w projekcie wiązarów – składowych więźby. Kolce są odpowiednikami kilku rzędów gwoździ – na 100 cm² płytki znajduje się 140 kolców. Duża liczba kolców na płytkach sprawia, że mniejszy wpływ na osłabienie konstrukcji mają miejscowe drobne wady drewna. Zastosowanie tych płytek eliminuje potrzebę wbijania setek gwoździ, jest to więc kolejny krok do optymalizacji pracy w porównaniu z płytkami perforowanymi. Niestety, płytki kolczaste, podobnie jak pierścienie zębate, wtłacza się w drewno za pomocą specjalnej prasy w zakładzie prefabrykacji. W zamian otrzymujemy ekspresowo solidną, czasem też tańszą, choć nie zawsze dobrze wyglądającą więźbę z fabryki.
