Budowa więźby dachowej - rodzaje złączy ciesielskich

Tradycyjną więźbę dachową wykonuje się najczęściej z drewna iglastego, takiego jak sosna, świerk, jodła. Zaś podstawowe elementy konstrukcyjne więźby to: krokwie, płatwy, słupy, kleszcze oraz jętki. Aby więźba mogła pełnić przypisane jej funkcje – elementy te należy ze sobą solidnie połączyć wykonując odpowiednie złącza ciesielskie. Trzeba przy tym pamiętać, że każde złącze powinno być wykonane w określonym kształcie i rozmiarze, a niekiedy zachodzi konieczność wzmocnienia jego stabilności za pomocą dodatkowych elementów metalowych. W tym celu stosuje się śruby, gwoździe, pierścienie, klamry ciesielskie lub inne łączniki do drewna.

Warto wspomnieć, że prawidłowe połączenie elementów więźby to takie, które jak najmniej obniża wytrzymałość drewna. Stąd też musi być ono wykonane dokładnie i precyzyjnie. Przyjmuje się, że wręby nigdy nie powinny być głębsze, niż 1/3 wysokości przekroju łączonych elementów. Podstawowe złącza ciesielskie dzieli się na:

• złącza wzdłużne (poziome i pionowe)
• złącza poprzeczne (pod kątem prostym i ukośne)
• złącza narożne
• złącza wrębowe pod kątem

Są to złącza, które łączą drewniane elementy po ich długości. Stosuje się je do łączenia podwalin, płatwi, oczepów, murłat, itp. Najczęściej stosowanymi złączami wzdłużnymi są złącza na styk ukośny, złącza na styk klinowy oraz na nakładkę skośną, czyli popularne zamki skośne. Przy zastosowaniu styku ukośnego trzeba pamiętać, że kąt nachylenia powierzchni styku do poziomu nie powinien być mniejszy, niż 60°. Natomiast w styku klinowym – kąt wcięcia musi być nie mniejszy niż 120°. Prostokątne lub okrągłe słupy można łączyć na długości za pomocą złączy na zakładkę lub zwidłowanie, pamiętając, że wszystkie złącza pracujące na rozciąganie powinny posiadać dodatkowe wzmocnienie w postaci śrub, klamer lub nakładek z płaskowników oraz drewna.

To złącza, które łączą elementy pod wymaganym kątem po ich szerokości. W tym celu stosuje się wrąb jednostronny, wrąb wzajemny, wrąb krzyżowy, zamek prosty lub płetwowy, zwany potocznie jaskółczym ogonem, jak również złącza węgłowe oraz na czop. Węgłowo łączy się na węgieł lub na obłap, zaś czopowo – stosując czop pełny, odsaczony, środkowy lub kosowy. Złącza czopowe znajdują najczęstsze zastosowanie przy połączeniu elementów pionowych z poziomymi.

Złącza te stosuje się do łączenia krokwi, czyli elementów dźwigających całe poszycie dachu. Wykonuje się je pod kątem, najczęściej przy połączeniu z murłatami. Podstawowe złącza krokwi to złącza w połączeniu z kalenicą na zwidłowanie, złącze krokwi na zakładkę, złącze krokwi na płatwi
w kalenicy oraz z murłatą na siodełko. Krokwi nie łączy się zasadniczo na długość. Można to jedynie robić w miejscach podpartych przez tzw. sztukowanie. Wówczas stosuje się złącze na zamek ukośny lub mijankowe – z płatwią pośrednią.

Zwane także połączeniami zaciosowymi to złącza ciesielskie, które przeważnie wymagają wzmocnienia ich stabilności połączeniowej. Aby połączenie było solidne i trwałe stosuje się śruby ściskające, bolce utrzymujące lub nakładki. Najpopularniejsze są złącza na wrąb czołowy pojedynczy, pośredni, podporowy lub czołowy podwójny. Wręby stosuje się głównie do łączenia belek drewnianych pod kątem, do łączenia belek z deską pasową, miecza usztywniającego ze słupem, albo podpór ukośnych ze słupem. Podczas wykonywania zaciosów konieczne jest zwracanie uwagi na staranność pracy nad nimi. Przy tego rodzaju połączeniach znaczącą rolę odgrywa także suchość drewna. Zawsze powinno ono posiadać poniżej 20% wilgotności. Do obliczeń głębokości wcięć oraz innych parametrów, jakim powinny odpowiadać konkretne zaciosy stosuje się dość skomplikowane wzory matematyczne.

W nowoczesnym budownictwie coraz rzadziej stosuje się tradycyjne złącza ciesielskie. Skutecznie i z wygodą dla cieśli – zastąpiły je złącza metalowe. Mają one formę płytek lub kształtowników i można za ich pomocą łączyć drewniane elementy konstrukcyjne na tzw. styk. Podobnie jak w przypadku tradycyjnych złączy ciesielskich – zadaniem metalowych łączników jest zespolenie poszczególnych elementów z sobą w taki sposób, aby zapewnić współpracę pomiędzy nimi. Perforowane profile są wykonywane z wysokiej jakości stali i posiadają grubość od 1 do 8 mm. Stosując takie rozwiązanie – skraca się i usprawnia pracę nad więźbą. Dostępność złączy metalowych spowodowała także możliwość konstruowania więźby przez mniej doświadczonych pracowników.

Oferty producentów obejmują ponad 450 typów złączy metalowych różnego rodzaju. Wybór konkretnego typu zależy od kształtu połączenia i rodzaju łączonych elementów. Istotna jest także siła, która będzie działać w połączeniu. Złącza mają różną grubość, różne wymiary oraz różną ilość i średnicę otworów na śruby lub gwoździe. Do najczęściej stosowanych należą :

• Złącza płaskie – występują w postaci płytek, blachy i taśm perforowanych. Są najczęściej stosowanymi złączami podczas konstruowania więźby dachowej. Nabija się je bezpośrednio na krokwie, bez konieczności stosowania dodatkowych łat. Bezpośrednio na nich można układać poszycie dachu.
• Złącza kątowe – tzw. winkle służą do łączenia ze sobą elementów pod kątem prostym. Można za ich pomocą łączyć dwa elementy drewniane, np. słup – belka lub drewno z betonem. Do połączeń z betonem – kątowniki powinny posiadać grubość nie mniejszą niż 8 mm. 
• Knagi – stosuje się je najczęściej do łączenia płatwi i krokwi w więźbie dachowej. Mogą też służyć, jako wsporniki podpierające belki. Są bardzo odporne na zginanie, co powoduje, że nadają się w te miejsca konstrukcji, które najbardziej narażone są na przechył. 
• Wsporniki belek – czyli tzw. buty, wieszaki, siodełka służą do prostopadłego mocowania belek do murłat, dźwigarów oraz oczepów. Mogą być też wykorzystywane do połączeń niewidocznych. 
• Złącza Gerbera – zawsze występują parami, jako prawe i lewe. Służą do podłużnego łączenia belek o tym samym przekroju i uciętych pod kątem prostym.

Ponadto, powszechnie stosuje się także kotwy krokwiowo-płatwiowe oraz kotwy do łączenia drewna z elementami stalowymi, wsporniki słupów, wsporniki kalenicowe, złącza czołowe, złącza w kształcie litery Z oraz inne złącza uniwersalne.
W budownictwie szkieletowym oraz do przygotowywania gotowych konstrukcji dachu, ścian i stropów stosuje się dość powszechnie łączniki kolcowe, nazywane płytkami kolcowymi. Płytki te mają formę czworokąta, mogą być różnych wymiarów i mieć różne rozmieszczenie kolców. Jest to typ złącza możliwy do wykonania jedynie w sposób fabryczny.
Warto zauważyć, że złącza metalowe nie tylko usprawniają prace nad tradycyjnymi konstrukcjami z drewna. Dodatkowym ich walorem jest to, że umożliwiają również wykonywanie lekkich konstrukcji drewnianych. Na takie konstrukcje stosuje się przeważnie elementy o tak małych przekrojach, że wykonanie tradycyjnego złącza ciesielskiego jest praktycznie niemożliwe. Wadą metalowych elementów łączących jest niestety ich cena, która w przeliczeniu na potrzebną ilość łączników znacznie podnosi koszty wykonania dachu.

Podczas stosowania złącz metalowych warto pamiętać o kilku ogólnie obowiązujących zasadach. Ważne jest, aby w złączach kątowych – karbowane gwoździe umieszczać, jak najbliżej zagięcia złącza. Unikniemy bowiem w ten sposób zginania się kątownika. Gwoździ nie trzeba wbijać we wszystkie otwory, a stosować je tak, aby zachować właściwą nośność przekroju drewna. Wybór otworu powinien być uzależniony od poprzecznego przekroju drewna, kierunku włókien oraz kierunku działania siły. Podczas wykonywania połączeń krzyżowych – złącza należy umieszczać diagonalnie, czyli po przekątnej. Taki sposób ułożenia łącznika minimalizuje bowiem wpływ sił skręcających na wykonane połączenie. Ponadto ważny jest także sposób i rodzaj wykonywanych nawierceń pod gwoździe określonych typów.