Pewne rozwiązania, Solidne wykonanie

Wykonawca

Najczęstsze błędy wykonawców przy wznoszeniu budynków szkieletowych.

Budynki szkieletowe są znacznie lżejsze niż tradycyjne konstrukcje murowane, dlatego ich bezpieczeństwo zależy przede wszystkim od ciągłości i jakości połączeń. Wykonawcy często popełniają błędy wynikające z rutyny, stosowania „starych, sprawdzonych metod” lub z braku świadomości, że w technologii szkieletowej każdy element ma określoną funkcję w przenoszeniu obciążeń wiatru. Z materiałów Simpson Strong‑Tie wynika jasno, że wiele awarii wynika nie z projektu, lecz z nieprawidłowego montażu połączeń.

Poznaj praktyczne wskazówki oparte na doświadczeniu inżynierów Simpson Strong‑Tie sięgnij po "Poradnik projektowania domów szkieletowych".

Related Content

  1. 1. Stosowanie kątowników czy złączy kotwiących?

    Wielu wykonawców używa standardowych kątowników jako elementów kotwiących. To błąd, który może prowadzić do utraty stabilności ściany. Eurokod 5 określa minimalne odległości gwoździ od krawędzi drewna, gwoździe wbite zbyt blisko końca słupka są nienośne. 

    W praktyce oznacza to, że większość gwoździ w kątowniku trafia w strefę nienośną, więc takie połączenie nie może być traktowane jako zakotwienie przeciw podrywaniu.

    Dlaczego złącza kotwiące, a nie kątowniki?

    Odpowiadając na to pytanie łatwo jest udowodnić, że tylko poprawnie zaprojektowane złącze kotwiące, a nie standardowy kątownik jest w stanie pełnić rolę zakotwienia przeciw obrotowi i poderwaniu ściany. Trzeba zwrócić uwagę na jeden dość restrykcyjny zapis normowy. Obowiązująca norma do konstrukcji drewnianych – Eurokod 5 określa minimalne rozstawy gwoździ i ich odległości od boków i końców elementów drewnianych. 

    • Największą wartość przyjmuje odległość od pierwszego gwoździ do obciążonego końca drewna. Czyli w naszym przypadku jest to dolna krawędź słupka podrywanej ściany.  
    • Wartość ta wynosi a3, t = 15d, gdzie „d” to średnica gwoździa, z reguły 4,0 mm.  
    • Co daje a3, t = 15 x 4,0 = 60 mm.  

    Co to oznacza?  

    Dokładnie to, że nie powinniśmy wbijać gwoździ w strefie do 60 mm od końca słupka. Gwoździe takie uważane są za nienośne. Dlatego też stosowanie kątowników, których większość gwoździ trafia w strefę nienośną nie może być traktowane jako zakotwienie przeciw podrywaniu.

    Jako wykonawca wykonujesz bardzo odpowiedzialne zadanie łącząc wszystkie elementy więźby dachowej. Na zabezpieczenie integralności konstrukcji ma wpływ wiele czynników na które Ty jako wykonawca powinieneś zwrócić uwagę. Połączenie podwaliny kotwami z fundamentem nie może być traktowane jako zabezpieczenie przed poderwaniem. Ściana szkieletowa nie jest monolitem. Kotwiąc jedynie podwalinę tworzymy wytrzymałe połączenie, ale gwarantuje ono jedynie zabezpieczenie podwaliny, a nie całej ściany. Dlatego też tak ważne jest kotwienie bezpośrednio do fundamentu elementów nośnych ściany jakimi są słupki konstrukcyjne z zastosowaniem odpowiednich złączy kotwiących. 

    2. Kotwienie tylko podwaliny brak zakotwienia słupków.

     To jeden z najpoważniejszych i najczęściej spotykanych błędów. Wykonawcy często traktują zakotwienie podwaliny jako wystarczające zabezpieczenie całej ściany. Tymczasem ściana szkieletowa nie jest monolitem, podwalina jest tylko jednym z jej elementów. 

    Kotwienie wyłącznie podwaliny zabezpiecza… wyłącznie podwalinę. Aby ściana była odporna na poderwanie i obrót, należy kotwić same słupki konstrukcyjne, stosując złącza kotwiące o dużej nośności na wyrwanie.

    Kotwienie tylko podwaliny brak zakotwienia słupków

    Należy wyraźnie rozróżnić dwa typy kotwienia. 

    1. Pierwszy, przeciw przesunięciu budynku powodujące ścinanie połączeń między ścianami szkieletowymi a fundamentem.

    Z reguły kotwienie na przesuw przez podwalinę odbywa się przy użyciu kotew mechanicznych, chemicznych lub śrub kotwiących. Wybór konkretnego rozwiązania wynika z decyzji projektanta, jak również z preferencji lub dostępnych narzędzi wykonawcy.

    Każde z tych rozwiązań ma jedno podstawowe ograniczenie. Rozwiązania te wymagają pozostawienia wielu otworów montażowych w warstwach wewnętrznych ściany i konieczność ich późniejszego zamknięcie i wykończenia na budowie.
    Aby tego uniknąć można zastosować kątowniki przeznaczone do zabezpieczenia ścian szkieletowych przed przesuwem. Rozwiązanie polega na tym, aby zamiast kotwić podwalinę wewnątrz ściany, zamontować wzdłuż ściany kilka kątowników. Kątowniki będą przybite do boku podwaliny i zakotwione do fundamentu, dzięki temu będą zabezpieczały budynek przed przesuwem. Dzięki temu, wykonanie połączenia nie wymaga pozostawiania w ścianie otworów montażowych. 

      2. Drugi typ kotwienia ma za zadanie przeciwdziałać poderwaniu, i obrotowi wynikającemu z usztywnienia ściany. 

    Samo zabezpieczenie przeciw przesuwowi nie wystarczy. Pamiętajmy, że podrywanie w przypadku lekkiej konstrukcji budynku szkieletowego może dotyczyć całego domu, a nie tylko samej więźby. Budynek szkieletowy należy zabezpieczyć i zakotwić przeciw poderwaniu. Aby to zrobić, konieczne jest zastosowanie przewidzianych do tego celu złączy nazywanych złączami kotwiącymi.

    3. Niewłaściwe rozmieszczenie złączy kotwiących.

    Wykonawcy często montują złącza „na oko”, bez zrozumienia, że ich rozmieszczenie wynika z logiki działania ścian usztywniających. Każdy otwór okienny lub drzwiowy przerywa ścianę usztywniającą a to oznacza konieczność dodatkowego kotwienia.

    Jeśli wykonawca nie uwzględni tych przerw, ściana nie będzie pracować jako przepona, a budynek straci sztywność w jednym z kierunków oddziaływania wiatru.

    Jak i gdzie montować złącza kotwiące?

    Przykładowe rozmieszczenie złączy kotwiących w budynku szkieletowym. 

    Analizując sztywność budynku szkieletowego należy rozpatrywać dwa prostopadłe kierunki oddziaływania wiatru.  
    W przykładowym budynku na kierunku wiatru północ-południe, za ściany usztywniające uznaje się ściany zaznaczone na niebiesko. W przypadku wiatru na kierunku wschód-zachód role ścian usztywniających pełnią ściany zaznaczone na czerwono.  

    Układ złączy kotwiących na rzucie budynku wynika z konieczności ich zastosowania na początku i końcu każdej ściany usztywniającej. Każdy otwór okienny lub drzwiowy jest przerwaniem ściany usztywniającej.  Dodatkowo przerwanie ciągłej ściany na przykład dla celów transportowych także dzieli ścianę na dwa elementy konstrukcyjne. W takim przypadku przerwaną ścianę należy rozpatrywać jako dwie oddzielne ściany usztywniające oddzielnie kotwione.  

    Przedstawiony na schemacie wybór ścian usztywniających nie jest jedynym poprawnym rozwiązaniem.  

    Od obliczeń i decyzji projektanta zależy, które ściany należy uwzględniać jako usztywniające. Należy pamiętać, że każda kolejna ściana wymaga dodatkowego użycia złączy kotwiących. W analizie uwzględniono dwie ściany wewnętrzne w każdym kierunku jako ściany usztywniające. Może to wynikać z niedostatecznej sztywności ścian zewnętrznych względem pojawiających się obciążeń.

    4. Brak ciągłości połączeń od dachu do fundamentu.

    W budynkach szkieletowych dach jest lekki, a siły ssące wiatru mogą doprowadzić do fragmentacji konstrukcji, czyli oderwania dachu od ścian. Wykonawcy często skupiają się na montażu więźby, zapominając, że jej bezpieczeństwo zależy od tego, czy siły z dachu są przenoszone przez ściany aż do fundamentu.

    Brak jednego elementu np. złącza kotwiącego przy słupku przerywa ciągłość i może doprowadzić do awarii całej konstrukcji.

    Ciągła ścieżka obciążenia

    Fragmentacja jako mechanizm zniszczenia dotyczy nie tylko połączenia więźby dachowej (wiązarów) ze ścianą budynku szkieletowego ale również  piętrowych budynków szkieletowych. Polega on na zniszczeniu połączeń pomiędzy poszczególnymi kondygnacjami. 

    Najważniejszym zagadnieniem w budynkach kondygnacyjnych pod względem projektowym i wykonawczym jest sposób połączenia ze sobą poszczególnych kondygnacji. Należy sobie zdawać sprawę z faktu, że budynki o konstrukcji szkieletowej nie są monolitem. Stanowią zestaw poszczególnych elementów konstrukcyjnych, w przypadku konstrukcji platformowej, w naprzemiennym układzie ściany - strop - ściany itd. Aby myśleć o budynku jak o spójnym układzie konstrukcyjnym należy zapewnić współpracę między tymi elementami.

    Sprowadza się to do odpowiedniego zaprojektowania i wykonania połączeń między sąsiadującymi kondygnacjami. Jest to kwestia niezwykle istotna i decydująca o nośności budynku jako całego układu konstrukcyjnego. Wieloletnie doświadczenia w USA pokazują, że nie wystarczy poszczególnych kondygnacji przybijać/przykręcać do stropu poniżej. Należy zapewnić niezawodne połączenia, przenoszące obciążenia z kondygnacji najwyższych, przez kondygnacje pośrednie do fundamentu. Wymaga to poprawnego zaprojektowania połączenia dach-oczep, połączenia miedzy ścianami sąsiadujących kondygnacji i połączenia dolnej kondygnacji z fundamentem.

    5. Montaż złączy w niewłaściwym miejscu lub bez zachowania zasad montażu

    Choć złącza kotwiące dają dużą elastyczność montażu, wykonawcy często popełniają błędy takie jak:

    • montaż złącza zbyt wysoko lub zbyt nisko względem słupka,
    • brak ukrycia dolnej części złącza w warstwach posadzki,
    • stosowanie niewłaściwych gwoździ lub wkrętów,
    • montaż w sposób utrudniający późniejsze wykończenie.

    Simpson Strong‑Tie wyraźnie wskazuje, że złącza można montować zarówno do boku ściany, jak i wewnątrz jej przekroju, ale zawsze zgodnie z zasadami dotyczącymi nośności i odległości gwoździ.

    Podsumowanie dla wykonawcy

    W technologii szkieletowej nie ma miejsca na rutynę. Każde połączenie od fundamentu po dach ma znaczenie. Wykonawca, który chce uniknąć błędów, powinien zwrócić uwagę na:

    • kotwienie słupków, nie tylko podwaliny,
    • stosowanie złączy kotwiących, nie kątowników,
    • zachowanie ciągłości połączeń,
    • prawidłowe rozmieszczenie złączy,
    • właściwy montaż zgodny z zasadami nośności,
    • poprawne wykonanie ścian usztywniających.

Contact

Simpson Strong-Tie Polska

Simpson Strong-Tie Etanco P.S.A.

ul. Karczunkowska 42
02-871 Warszawa
Polska