Projektowanie budynków szkieletowych jest dużo bardziej skomplikowane niż projektowanie budynków w technologii tradycyjnej – murowanej. Należy uwzględnić specyficzne zjawiska zniszczenia budynku szkieletowego, które nie występują podczas projektowania budynków murowanych są to:
- utrata sztywności,
- przesunięcie po fundamencie,
- obrócenie budynku,
- fragmentacja, czyli oddzielenie się od siebie poszczególnych części budynku.
Aby zapobiec powyższym niebezpiecznym zjawiskom stosuje się specjalne złącza ciesielskie pomiędzy poszczególnymi elementami budynku np. Simpson Strong -Tie
Poniżej postaramy się przybliżyć te cztery zjawiska występujące w budownictwie szkieletowym oraz jakie złącza ciesielskie Simpson Strong – Tie zastosować, aby im skutecznie zapobiegać.
Utrata sztywności budynku – na czym polega?
Projektując budynek szkieletowy w Polsce mamy do czynienia z poziomymi siłami wynikającymi z działania głównie wiatru oraz sił sejsmicznych na terenach górniczych. Siły te powodują utratę sztywności całego budynku, dlatego, aby prawidłowo zaprojektować budynek szkieletowy należy dobrze zrozumieć zasadę przekazywania obciążeń poziomych na fundament, zasadę tą przedstawia powyższy rysunek nr 2. Ściany (A) prostopadłe do kierunku wiatru (zielone strzałki) nazywa się ścianami obciążonymi natomiast ściany równoległe do kierunku wiatru – usztywniającymi. Sztywność budynku rozpatruje się w dwóch prostopadłych kierunkach.
Aby ściany nie zapadły się do wewnątrz muszą być spełniony warunek odpowiedniego przekazywania sił na fundament oraz na bryłę dachu.
Poniżej przedstawiono zdjęcia budynków, które uległy zniszczeniu z powodu utraty sztywności.
Istnieją dwie metody usztywnienia ścian. Pierwsza z nich to stosowanie zastrzałów, czyli skośnych elementów które łączą podwalinę z oczepem górnym ściany.
Drugą metodą jest usztywnienie poprzez zastosowanie sztywnej tarczy w postaci płyty konstrukcyjnej np. Fermacell, co najważniejsze, aby płyta konstrukcyjna miała większą sztywność musi być stosowana w układzie pionowym.
Czasami zdarza się, że ściany usztywniające wymagają dodatkowego wzmocnienia, norma Eurocod 5 dopuszcza następujące rozwiązania – można dołożyć dodatkową warstwę płyty konstrukcyjnej, co zwiększa sztywność dwukrotnie.
Zjawisko przesunięcia – jak można jemu zapobiec używając odpowiednich złączy ciesielskich ?
Spróbujmy w tym miejscu wytłumaczyć, jak działa zjawisko przesunięcia budynku szkieletowego w kilu prostych zdaniach.
Wyobraźmy sobie, że budynek szkieletowy to taki solidny duży blok. Kiedy wieje silny wiatr, to jakby ktoś próbował przesunąć ten blok po podłodze – tak samo, jak przesuwa się ciężką skrzynię. Siła wiatru działa na różne części budynku takie jak dach i ściany, w dwóch prostopadłych kierunkach. Musimy zsumować te wszystkie siły, aby poznać rzeczywiste obciążenie, które próbuje przesunąć nasz budynek. Znając już wielkość siły działającej na budynek szkieletowy, należy zastosować specjalne łączniki np. Simpson Strong-Tie, które będą mocno trzymały bryłę naszego budynku z fundamentem. Poniżej przedstawiono rysunek, który obrazuje rozmieszczenie łączników, działających przeciwko przesuwaniu budynku po fundamencie. Ilość punktów kotwienia powinna wynikać z analizy obciążeń działających na budynek i obliczeń, które powinien wykonać konstruktor.
Złącze przedstawione na poniższym rysunku jest to kątownik BNV 33 w Systemie Simpson Strong–Tie, który montuje się do bocznej części podwaliny gwoździami, natomiast część przylegająca do fundamentu kotwiona jest przy pomocy kotew chemicznych lub mechanicznych.
Obrót budynku – czym jest, jak zapobiegać i dlaczego nie powinniśmy go pomijać?
Zacznijmy od wyjaśnienia, co to jest zjawisko obrotu budynku w kontekście budownictwa szkieletowego. Jak już wspomniano, budynek szkieletowy jest narażony na siły poziome, głównie od wiatru, które mogą nie tylko przesunąć budynek po fundamencie, ale także spowodować obrót ściany, czyli jej poderwanie do góry względem jednego dolnego wierzchołka ściany (czerwony punkt).
Jak zapobiec zjawisku podrywania?
Aby móc zapobiegać podrywaniu należy zastosować odpowiednie złącza ciesielskie np. MACH 485/2 Simpson Strong-Tie, które posiadają dużą nośność na wyrywanie. Bardzo istotną sprawą jest mocowanie tych złączy do głównych elementów nośnych, czyli słupków i podwalin ściany. Schemat prawidłowego wykonania montażu łączników przedstawiono na rysunku poniżej. Tylko ten sposób montażu umożliwia prawidłowe zabezpieczenie budynku przed siłami podrywającymi do góry.
Ważną kwestią jest również sposób rozmieszczenia łączników. Na poniższym rysunku przedstawiono schematycznie w jakich miejscach ścian należy rozmieścić złącza ciesielskie. Każdą ścianę kotwi się przy jej skrajnym dolnym brzegu oraz w miejscach przerwania ciągłości ściany – otworach drzwiowych i okiennych.
Dlaczego nie powinniśmy pomijać zjawiska obrotu?
Warto podkreślić, że w Polsce często ignoruje się potrzebę stosowania złączy ciesielskich zapobiegających obracaniu budynku. Może to prowadzić do poważnych konsekwencji, włącznie z uszkodzeniem całej konstrukcji budynku szkieletowego. Często firmy zajmujące się budownictwem szkieletowym uważają, że zastosowanie jedynie złączy przeciwdziałających przesuwaniu jest wystarczające, co jest błędnym przekonaniem, które może doprowadzić do prawdziwej katastrofy. Dlatego tak ważne jest zwrócenie uwagi na zastosowanie złączy ciesielskich działających przeciwko obrotowi.
Fragmentacja budynku – zjawisko dotyczące budynków szkieletowych piętrowych
Mechanizm zniszczenia poprzez fragmentację budynku dotyczy głównie budynków szkieletowych piętrowych, należy sobie zdać sprawę z tego, że budynki szkieletowe stanowią zestaw osobnych elementów, aby rozpatrywać te budynki jako całość należy zapewnić odpowiednie połączenie między tymi częściami stosując do tego odpowiednie złącza ciesielskie.
Jak zabezpieczyć przed przesunięciem wyższe elementy budynku?
Najprostszym sposobem jest użycie płytek perforowanych i gwoździ, najważniejsze jest, aby zapewnić odpowiednie odległości od krawędzi łączonych elementów. Zastosowanie płytek może być kłopotliwe, jeśli nie dysponujemy odkrytą konstrukcją szkieletu i rusztowaniem wokół budynku.
Drugą metodą jest analogiczny sposób jak łączy się ściany parteru do fundamentu, czyli używając kątowników łączących podwalinę z częścią konstrukcyjną stropu – rysunek poniżej.
Metody zabezpieczenia budynków przed poderwaniem i obrotem:
Zasada zabezpieczenia przed obrotem wyższych ścian kondygnacji jest podobna do metodologii łączenia ścian parteru z fundamentem, należy połączyć słupki ścian szkieletowych pomiędzy kondygnacjami wyższej kondygnacji z niższą. Można zastosować parę złączy kotwiących i połączyć je prętem gwintowanym przechodzącym przez oczep górny ściany parteru – strop – podwalinę ściany piętra.
WIREX CONSTRUCTION i złącza ciesielskie Simpson Strong-Tie – Połączenie idealne.
W Wirex Construction rozumiemy, że sukces budownictwa szkieletowego zależy od solidności i trwałości połączeń między poszczególnymi elementami konstrukcji budynków szkieletowych. Dlatego też postawiliśmy na współpracę z renomowanym producentem łączników budowlanych – firmą Simpson Strong-Tie.
Produkty Simpson Strong-Tie są szeroko stosowane w budownictwie drewnianym i spełniają najwyższe standardy branżowe. Są niezastąpione w tworzeniu solidnych i trwałych połączeń między elementami konstrukcyjnymi budynków.
W rezultacie, współpraca Wirex Construction i Simpson Strong-Tie przekłada się na budowę wyjątkowych, trwałych i bezpiecznych budynków. Dla naszych klientów oznacza to pewność, że ich inwestycja przetrwa przez wiele lat i sprosta najwyższym standardom jakości. To właśnie dlatego połączenie tych dwóch firm można nazwać idealnym. Więcej wiedzy o złączach ciesielskich w systemie Simpson Strong-Tie znajdziesz na stronie internetowej: www.strongtie.pl/pl-PL
Jeśli interesujesz się budownictwem szkieletowym lub planujesz budowę domu w technologii szkieletowej, to zachęcamy do odwiedzenia naszej strony internetowej, gdzie znajdziesz więcej ciekawych informacji na ten temat: www.wirex-construction.pl
