Jętki lub kleszcze to elementy, które pojawiają się w większości więźb dachowych. Stanowią ważny element konstrukcyjnego układu krokwiowo-jętkowego i płatwiowo-kleszczowego. Jak w wielu przypadkach detal połączenia z krokwiami można rozwiązać na co najmniej kilka sposobów. Dość często zdarza się, że w przypadku awarii to nie sam przekrój jętki czy kleszczy jest niewystarczający, lecz zawodzi połączenie.
Po wstępie do artykułu można odnieść wrażenie, że pojęcia „jętki” i „kleszcze” są stosowane zamiennie. Tak oczywiście nie jest, są to podobne elementy, jednak pełniące różną rolę w konstrukcji więźby. Dla uproszczenia można założyć, że z jętkami mamy do czynienia w przypadku konstrukcji krokwiowo-jętkowych (opartych wyłącznie na murłatach). Kleszcze to element bardziej skomplikowanego układu płatwiowo-kleszczowego (opartego na murłatach i ramach stolcowych). Kleszcze są z reguły elementami dwugałęziowymi i nie muszą obejmować każdej krokwi. Jętki są z reguły jednogałęziowe, choć nie jest to zasadą i dość często spotyka się je w wydaniu dwugałęziowym. Stąd często są mylone z kleszczami lub te pojęcia stosowane są zamiennie. Jak wspomniałem wyżej, tematem tego artykuły nie jest roztrząsanie różnic miedzy nimi. Opisywane alternatywne sposoby połączeń jętek z krokwiami, można w większości adaptować do połączeń kleszczy z krokwiami.
Zobacz też: Ciągła Ścieżka Obciążenia i jej znaczenie dla konstrukcji budynków szkieletowych
Połączenie nakładkowe czy doczołowe?
Z połączeniem nakładkowym mamy do czynienia, jeśli jętki i krokwie nie są współosiowe. Jętka swoją krawędzią przylega do boku krokwi. Połączenie wykonywane jest przy użyciu łączników trzpieniowych, czyli: gwoździ, wkrętów lub śrub. Połączenie doczołowe występuje w sytuacji gdy osie jętek i krokwi pokrywają się w rzucie. Oba łączone elementy powinny być tej samej szerokości aby umożliwić ich wzajemne połączenie płytkami kolczastymi lub perforowanymi.
Płytki kolczaste stosowane są do produkcji prefabrykowanych wiązarów dachowych i wymagają zastosowania pras do zagłębienia ich w drewnie. Z tego powodu ich montaż na budowie, z praktycznego punktu widzenia, jest bardzo utrudniony. Jeśli z jakiegoś powodu takie połączenie trzeba wykonać na budowie można skorzystać z perforowanych płytek, które montuje się przy użyciu systemowych gwoździ pierścieniowych (CNA4,0) lub wkrętów ciesielskich (CSA5,0).
Połączenia nakładkowe – gwoździe i wkręty ciesielskie
Obecnie dużą popularnością cieszą się połączenia z użyciem wkrętów ciesielskich (ESCR). Ich popularność wynika przede wszystkim z prostoty i szybkości zastosowania takiego rozwiązania.
Aby poprawnie wykonać to połączenie należy zwrócić uwagę na minimalne odległości łączników od krawędzi łączonych elementów i końca jętki. Są to wartości normowe podane w normie Eurokod 5 w tabelach 8.2 lub 8.4 w zależności od średnicy stosowanych wkrętów. Z uwagi na warunki brzegowe, wkrętów nie należy rozmieszczać dowolnie. Dobrą praktyką jest rozmieszczenie wkrętów symetrycznie względem punktu przecięcia się osi obu elementów. Dość często zdarza się bardzo przypadkowe rozmieszczenie łączników. Na zdjęciu 1 przedstawiono schematycznie zasady jakimi należy się kierować rozmieszczając wkręty w połączeniu tego typu. Linie niebieskie – osie elementów. Linia zielona – minimalna odległość od dolnej krawędzi krokwi. Linie czerwone – minimalne odległości od krawędzi i końca jętki.
Zdj. 1. Zasady rozmieszczenia wkrętów w połączeniu jętki z krokwią (opis w tekście)
Połączenia śrubowe
Jest to połączenie co do zasady bardzo podobne jak połączenie z zastosowaniem wkrętów ciesielskich. Podstawową różnicą jest konieczność nawiercania otworów przed montażem. Podobnie jak wcześniej, obowiązują podobne zasady co do minimalnych rozstawów łączników i odległości od krawędzi jętki i krokwi (Eurokod 5 tabela 8.4).
Zdj. 2. Nieprzemyślane rozmieszczenie śrub w połączeniu
Na zdjęciu 2 przedstawione jest dość niefortunne rozmieszczenie śrub w połączeniu. Nie spełniony jest wymóg minimalnej odległości śruby do końca jętki, liczonej wzdłuż włókien. Dodatkowo śruby są rozmieszczone wzdłuż tej samej linii włókien krokwi. Dobrą praktyką jest unikanie takich rozwiązań. Mogą one prowadzić do rozwarstwień drewna, zwłaszcza w przypadku stosowania mokrej tarcicy.
Nośności połączeń śrubowych są zdecydowanie większe niż tych z zastosowaniem wkrętów.
Elementem, który może dodatkowo zwiększyć nośność połączenia śrubowego jest pierścień zębaty Bulldog. W połączeniach elementów drewnianych pierścienie montuje się pomiędzy łączonymi drewnianymi elementami.
Dzięki temu zastosowanie nawet najmniejszych rozmiarów w znacznym stopniu zwiększa nośność połączenia. Część wykonawców stosuje pierścienie w celu redukcji ilości śrub w połączeniu. Jest to możliwe dzięki bardzo dużym nośnościom pierścieni. Tabela 1 przedstawia przykładowe nośności czystych połączeń śrubowych, a także takich wzmocnionych pierścieniami.
Założenia: Klasa śruby 5.8, grubość elementów 80mm, nachylenie 45o
Jak widać, nawet zastosowanie najmniejszego pierścienia o średnicy 50 mm zwiększa nośność nawet dwukrotnie. Wzrost nośności jest jeszcze większy w przypadku pierścienia o większych średnicach.
W ekstremalnym przypadku pierścienia o średnicy 117 mm i śruby M10 uzyskujemy nośność pięciokrotnie wyższą niż połączenia samą śrubą. Takie różnice pozwalają zastępować np. połączenia składające się z czterech śrub połączeniami z jedną śrubą wzmocnioną pierścieniem Bulldog (zdj. 3).
Zdj. 3. Wzmocnienie połączenia śrubowego pierścieniem Bulldog
Pisząc o połączeniach śrubowych warto wspomnieć o niebezpiecznym, a niestety coraz częściej obserwowanym zjawisku. Mowa o sytuacjach gdy wykonawca na własną rękę podejmuje decyzję o zastąpieniu zaprojektowanych śrub wkrętami ciesielskimi. Zdarzają się awarie, na których w skutek takiej decyzji dwie śruby M12 zostają zastąpione dwoma wkrętami o średnicy 8 mm. Szacuję, że w skutek tej decyzji nośność takiego połączenia została zredukowana 3-4 krotnie. Jest to bardzo niebezpieczne zjawisko, zwłaszcza w przypadku jętek stanowiących belki strychu.
Kolejną kwestią jest mieszanie typów łączników w połączeniu. Chodzi o jednoczesne stosowanie wkrętów i śrub (zdj. 4)
Zdj. 4. Błędne stosowanie różnych typów łączników w połączeniu
Część wykonawców tymczasowo łączy jętkę z krokwiami na czas wiercenia i montażu śrub. Jest to jak najbardziej poprawne rozwiązanie, które znacznie ułatwia wykonanie docelowego połączenia. Tymczasowe wkręty powinno się następnie usunąć, bo nie mogą być one traktowane jako równorzędny łącznik ze śrubą. Niebezpieczną sytuacją jest pozostawienie wkrętu i traktowanie go jako substytut jednej z zaprojektowanych śrub w połączeniu. Prowadzi to do redukcji nośności wykonanego połączenia w stosunku do oryginalnie zaprojektowanego. Generalnie nie powinno stosować się w połączeniu łączników różnych typów. Wynika to z ich różnej podatności i faktu, że pod wpływem obciążenia nie pracują one w tym samym momencie. Zamiast pracować równolegle, połączenie niszczy się szeregowo.
Polecamy: Wymiarowanie połączenia krokiew-murłata w przypadku dachów rozporowych
Połączenia płytkami perforowanymi
Połączenia z użyciem płytek perforowanych są jak najbardziej poprawne, ale niewygodne z wykonawczego punktu widzenia. Aby poprawnie i ekonomicznie wykonać połączenie tego typu, należy również przestrzegać kilku podstawowych zasad. Po pierwsze płytki powinny być montowane parami, po obu stronach łączonych elementów. Zapobiega to tworzeniu się mimośrodu i wprowadzania do połączenia dodatkowych obciążeń. Gwoździując płytki w obu elementach (jętce i krokwi) ilości wbijanych gwoździ powinna być taka sama w jednym i drugim elemencie. Należy dążyć do takich układów wbijanych gwoździ, aby środek ciężkości grupy gwoździ przechodził przez oś elementu drewnianego. Na zdjęciu 5 przedstawione jest przykładowe połączenie płytkami perforowanymi.
Zdj. 5. Połączenie jętki z krokwią przy użyciu płytek perforowanych (opis w tekście)
Najczęstszym błędem przy tego typu połączeniach jest zdecydowanie nieprzestrzeganie minimalnych odległości łączników od krawędzi drewnianych elementów. Przy okazji tego połączenia warto wspomnieć o tych zasadach, które obowiązują do wszelkich połączeń z użyciem złączy ciesielskich i systemowych gwoździ pierścieniowych. Wartości te określa norma Eurokod 5 (pkt. 8.3.1.4) i są one zależne od średnicy stosowanego łącznika. W przypadku systemowych gwoździ pierścieniowych (CNA) wynosi ona 4 mm.
Minimalne odległości gwoździ od końca i boku elementu drewnianego:
– odległość gwoździa od nieobciążonego końca elementu a3,c = 10d = 10 x 4 = 40 mm
– odległość gwoździa od obciążonego końca elementu a3,t = 15d = 15 x 4 = 60 mm
– odległość gwoździa od nieobciążonego boku elementu a4,c = 5d = 5 x 4 = 20 mm
– odległość gwoździa od obciążonego boku elementu a4,t = 7d = 7 x 4 = 28 mm
Poza zapewnieniem minimalnych odległości od krawędzi, należy w płytkach rozmieszczać łączniki w taki sposób, aby nie zostały przekroczone minimalne rozstawy wzdłuż i w poprzek włókien.
Minimalne rozstawy gwoździ:
– rozstaw gwoździ w szeregu wzdłuż włókien a1 = 0,7 x 10d = 0,7 x 10 x 4 = 28 mm
– rozstaw gwoździ w szeregu w poprzek włókien a2 = 0,7 x 5d = 0,7 x 5 x 4 = 14 mm
Podsumowując, połączenie jętki (lub kleszczy) z krokwią można wykonać na wiele sposobów. Nośności tych rozwiązań mogą znacznie od siebie się różnić. Rozmieszczenia łączników w połączeniu nie można pozostawić przypadkowi. Należy pamiętać o przestrzeganiu minimalnych normowych odległości od krawędzi elementów drewnianych i rozstawów łączników. W artykule nie wspomniałem o bardzo dobrych tradycyjnych połączeniach ciesielskich, bo jest to tak obszerny temat, że zasługuje na oddzielny artykuł. Choć połączenie jętki z krokwią jest na tyle proste, że można sobie poradzić bez pracochłonnych tradycyjnych rozwiązań.
